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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Drucksensoranordnung. Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zur Herstellung einer Drucksensoranordnung.
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Drucksensoren für Differenz-, Relativ- und Absolutdruck sind in der Regel Hybridaufbauten aus unterschiedlichen Funktionsmaterialien mit variierenden Wärmeausdehnungskoeffizienten und weisen deshalb ein jeweils individuell spezifisches Profil bezüglich mechanischer Spannungen zwischen den in den Verbund eingebrachten Werkstoffen auf, wenn sie hohen Temperaturen (z.B. bis zu mindestens 150°C) und niedrigen Temperaturen (z.B. bis zu mindestens -40°C) ausgesetzt sind.
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Bekannte Drucksensoranordnungen bestehen im Allgemeinen aus einem Sensorelement, welches durch Kombination verschiedener Materialien mechanisch gehalten und elektrisch kontaktiert wird, so dass ein Einbau in eine Arbeitsanordnung zur Druckmessung möglich ist. Die mechanische Halterung des Sensorelementes kann in aggressiven Medien nicht über organische Klebstoffe realisiert werden, da organische Klebstoffe nicht immer in der Lage sind, den aggressiven Flüssigkeiten standzuhalten. Daher wird die mechanische Halterung des Sensorelements bei Anwendungen unter aggressiven Bedingungen durch anorganische Fügematerialien auf Metall- oder Keramiksubstraten realisiert, beispielsweise durch Hart- oder Weichlotmaterialien oder Fügegläsern. In derartigen Aufbauten unterscheiden sich die Wärmeausdehnungskoeffizienten von Sensorelement, Lotmaterial und Substrat in nennenswerter Höhe bis zu 10 ppm/K und darüber.
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Die daraus resultierenden mechanischen Spannungen können zu Druckmessfehlern durch thermische Hysterese, Druckhysterese, Nullpunktstabilität, Ausgangsstabilität unter Druck und anderen, nicht kompensierbaren, Fehlern führen.
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Daher weisen Drucksensoranordnungen nach dem Stand der Technik in ihrer Genauigkeit und Funktionalität technische Begrenzungen auf, wenn sie hohen bzw. niedrigen Temperaturen ausgesetzt sind. Die technischen Begrenzungen der Drucksensoranordnungen können damit unter Umständen die Funktionalität komplexer technischer Systeme in Industrie- und Automobilanwendungen einschränken.
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Ziel der vorliegenden Erfindung ist es eine Drucksensoranordnung und ein Herstellungsverfahren zu beschreiben, welche die im Stand der Technik vorherrschenden Probleme lösen.
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Diese Aufgabe wird durch eine Drucksensoranordnung und ein Verfahren gemäß den unabhängigen Ansprüchen gelöst.
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Gemäß einem Aspekt wird eine Drucksensoranordnung beschrieben. Die Drucksensoranordnung ist zur Bestimmung von Differenz-, Relativ- oder Absolutdruck ausgebildet. Die Drucksensoranordnung ist dazu ausgebildet den Druck einer Flüssigkeit oder eines Gases unter aggressiven Bedingungen zuverlässig und genau zu messen. Die Drucksensoranordnung ist geeignet aggressiven Medien, wie z.B. Öl, Kraftstoff, Harnstoff, Kältemittel und dergleichen, standzuhalten. Die Drucksensoranordnung ist ferner dazu ausgelegt in einem breiten Temperaturbereich zu arbeiten, der niedrige Temperaturen bis zu mindestens -40°C und hohe Temperaturen bis zu mindestens 150°C umfasst. Die Drucksensoranordnung ist ferner dazu ausgebildet den Druck -einer Flüssigkeit oder eines Gases in einem Druckbereich zu messen, der sich von 0,05 bar bis zu 100 bar oder mehr erstreckt. Die Drucksensoranordnung ist zum Einsatz in einem Kraftfahrzeug geeignet, beispielsweise als KFZ-Abgas-Applikation und/oder im Powertrain. Die Drucksensoranordnung ist ferner beispielsweise als Kühlmittel- oder Wasserstoff-Drucksensor zur Überwachung industrieller Prozesse geeignet.
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Die Drucksensoranordnung weist wenigstens ein Sensorelement auf. Das Sensorelement kann als MEMS (Mikro-Elektronisch-Mechanischen-System)-Bauteil ausgebildet sein. Bevorzugt weist das Sensorelement einen Siliziumchip auf.
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Das Sensorelement weist eine Membran auf. Die Membran ist dazu ausgebildet und angeordnet einem Medium, insbesondere einer Flüssigkeit oder eines Gases, ausgesetzt zu werden. Das Sensorelement weist eine Oberseite und eine Unterseite auf. Oberseite und Unterseite sind einander gegenüberliegend angeordnet. Für die Orientierung des Sensorelements wird im Folgenden die Seite des Sensorelements, an der sich die Membran befindet, als Oberseite des Sensorelements bezeichnet und die gegenüberliegende Seite als Unterseite des Sensorelements. An der Unterseite befindet sich im Sensorelement ein Medienzugang, der die Membran von der Unterseite her für ein Druck führendes Medium zugänglich macht.
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Das Sensorelement weist wenigstens ein Erfassungselement, bevorzugt eine Vielzahl von Erfassungselementen, auf. Das Erfassungselement ist zur Messung eines Drucks des Mediums ausgebildet. Das Erfassungselement ist auf der Membran ausgebildet.
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Die Drucksensoranordnung weist ferner ein Substrat auf. Das Substrat weist eine Oberseite und eine Unterseite auf. Das Substrat dient als Träger des Sensorelements. Das Sensorelement ist auf dem Substrat, insbesondere auf der Oberseite des Substrats, angeordnet. Das Substrat ist optisch transparent. Das Substrat weist Glas auf. Bevorzugt besteht das Substrat aus Glas.
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Das Sensorelement und das Substrat sind mechanisch fest und unlösbar miteinander verbunden. Das Sensorelement und das Substrat sind miteinander verschmolzen bzw. verschweißt. Zwischen dem Sensorelement und dem Substrat ist ein Verbindungsinterface ausgebildet. Das Verbindungsinterface ist ein Bereich, in dem Substrat und Sensorelement miteinander verbunden sind. Das Verbindunginterface ist zwischen der Unterseite des Sensorelements und der Oberseite des Substrats ausgebildet.
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Das Verbindungsinterface ist mittels Laserschweißen erzeugt. Mit anderen Worten, Substrat und Sensorelement sind durch Laserschweißen miteinander verbunden, insbesondere verschmolzen. Das Laserschweißen wird bevorzugt mit ultrakurzen Laserpulsen durchgeführt (Pulslängen im Picosekundenbereich und kürzer). Die durch das Laserschweißen erzeugte Wärmezufuhr ist lokal begrenzt, d.h. es erfolgt keine komplette Erwärmung des Substrats. Lediglich in einem Fügebereich zwischen dem Substrat und dem Sensorelement, d.h. in einem Bereich in welchem Substrat und Sensorelement aneinander angefügt werden, kommt es zur Erhitzung und damit zum Verschmelzen von Substrat und Sensorelement. Insbesondere wird beim Laserschweißen mit ultrakurzen Laserpulsen das Licht durch das optisch transparente Substrat ohne Wärmeeintrag in dieses bis zum Fügebereich fokussiert, wo die Wärme über Multiphotonenabsorption im Fokalbereich über einige 10 Mikrometer äußerst lokal über Verschmelzen zu mechanisch stabiler Fügung von Sensorelement und Substrat und damit zur Ausbildung des Verbindungsinterface führt.
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Damit ist die Drucksensoranordnung frei von einem zusätzlichen Verbindungsmittel bzw. von einem zusätzlichen Fügematerial zur Verbindung von Sensorelement und Substrat. Das Sensorelement und das Substrat sind an dem Verbindungsinterface mechanisch fest und hermetisch dicht miteinander verbunden.
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Durch das Verbinden von Sensorelement und Substrat durch Laserschweißen können zusätzliche Fügematerialien / Fügemittel, die auf Grund unterschiedlicher Ausdehnungskoeffizienten zu mechanischen Spannungen führen können, entfallen. Damit wird eine besonders langlebige und zuverlässige Drucksensoranordnung zur Verfügung gestellt. Ferner ist die Drucksensoranordnung dadurch genauer und funktioneller im Vergleich zu herkömmlichen Drucksensoranordnungen, wenn sie hohen Temperaturen (bis zu mindestens 150°C) und niedrigen Temperaturen (z.B. bis zu mindestens -40°C) ausgesetzt ist.
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Gemäß einem Ausführungsbeispiel weist das Substrat einen Wärmeausdehnungskoeffizienten auf, der sich von einem Wärmeausdehnungskoeffizienten des Sensorelements um weniger als 1 ppm/K unterscheidet. Damit weisen Substrat und Sensorelement einen annähernd identischen Wärmeausdehnungskoeffizienten auf. Auf Grund der minimalen bzw. ganz fehlenden Wärmeausdehnungsdiskrepanzen entstehen in der Drucksensoranordnung nur minimale bzw. keine mechanische Spannungen, die bei hohen Temperaturen und niedrigen Temperaturen von dem Substrat auf den Sensorchip übertragen werden könnten. Damit wird eine besonders zuverlässige Drucksensoranordnung zur Verfügung gestellt.
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Gemäß einem Ausführungsbeispiel weist das Sensorelement eine Verbindungsbasis auf. Die Verbindungsbasis ist zwischen dem Sensorelement und dem Substrat angeordnet. Die Verbindungsbasis ist an der Unterseite des Sensorelements angeordnet. Sensorelement und Verbindungsbasis stellen ein Sensorsystem dar.
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Die Verbindungsbasis sorgt für eine mechanische Entkopplung des Sensorelements vom Fügebereich mit dem Substrat. Die Verbindungsbasis wird bevorzugt bei sehr präzisen Drucksensoren eingesetzt. Das oben beschriebene Laserschweißen mit ultrakurzen Laserpulsen ist sowohl mit dem Sensorelement als auch mit einer zwischen Sensorelement und Substrat liegenden Verbindungsbasis möglich.
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Die Verbindungsbasis weist Glas auf. Bevorzugt besteht die Verbindungsbasis aus Glas. Vorzugsweise weist die Verbindungsbasis ein im Vergleich zu dem Substratmaterial sehr ähnliches oder identisches Material auf. Insbesondere unterscheidet sich ein Wärmeausdehnungskoeffizient der Verbindungsbasis um weniger als 1 ppm/K von dem Wärmeausdehnungskoeffizienten des Substrats. Damit kann die Drucksensoranordnung weitgehend von mechanischen Spannungen freigehalten werden.
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Gemäß einem Ausführungsbeispiel ist die Verbindungsbasis an das Sensorelement angefügt. Beispielsweise ist die Verbindungsbasis mittels anodischem Bonden mit dem Sensorelement verbunden.
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Das Verbindungsinterface ist zwischen der Verbindungsbasis und dem Substrat ausgebildet. Mit anderen Worten, das Sensorsystem aufweisend das Sensorelement und die Verbindungsbasis ist mittels Laserschweißen mit ultrakurzen Laserpulsen mit dem Substrat verbunden. Eine Laserenergie zur Verbindung von Substrat und Sensorsystem wird dafür an einer dem Sensorsystem gegenüberliegenden Seite des Substrats, d.h. an einer Unterseite des Substrats, eingekoppelt.
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Gemäß einem weiteren Aspekt wird ein Verfahren zur Herstellung einer Drucksensoranordnung beschrieben. Vorzugsweise wird durch das Verfahren die oben beschriebene Drucksensoranordnung hergestellt. Alle Eigenschaften, die in Bezug auf die Drucksensoranordnung oder das Verfahren offenbart sind, sind auch entsprechend in Bezug auf den jeweiligen anderen Aspekt offenbart und umgekehrt, auch wenn die jeweilige Eigenschaft nicht explizit im Kontext des jeweiligen Aspekts erwähnt wird. Das Verfahren weist die folgenden Schritte auf:
- A) Bereitstellen eines Substrats, vorzugsweise des oben beschriebenen Substrats. Das Substrat weist Glas auf.
- B) Bereitstellen eines Sensorelements, vorzugsweise des oben beschriebenen Sensorelements. Das Sensorelement weist vorzugsweise einen Siliziumchip auf. Das Sensorelement weist eine Oberseite und eine Unterseite auf. Eine Membran ist an der Oberseite des Sensorelements ausgebildet. Bevorzugt weist das Substrat einen Wärmeausdehnungskoeffizienten auf, der sich von einem Wärmeausdehnungskoeffizienten des Sensorelements um weniger als 1 ppm/K unterscheidet.
- C) Mechanisch festes und hermetisch dichtes Verbinden von Substrat und Sensorelement durch Laserschweißen. Das Laserschweißen wird mit ultrakurzen Laserpulsen durchgeführt. Die Pulslängen liegen im Picosekundenbereich und/oder Femtosekundenbereich. Das Material des Substrats ist vollständig transparent für die Laserwellenlänge. Bei diesem Verfahren wird das Licht durch das optisch transparente Substrat ohne Wärmeeintrag in dieses bis zu einem Fügebereich zwischen Substrat und Sensorelement fokussiert. Am Fügebereich führt die Wärme über nichtlineare Absorption (Multiphotonenabsorption) im Fokalbereich über einige 10 Mikrometer äußerst lokal über Verschmelzen zu einer mechanisch stabilen Fügung von Sensorelement und Substrat. Die Laserenergie zur Verbindung von Substrat und Sensorelement wird dabei an einer dem Sensorelement gegenüberliegenden Seite des Substrats (d.h. an einer Unterseite des Substrats) eingekoppelt. Die Energiezufuhr erfolgt ohne physischen Kontakt zum Substrat/zum Sensorelement und kann selektiv in den gewünschten Fügebereich eingekoppelt werden.
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Durch die Verbindung mittels Laserschweißen können ferner zusätzliche Fügemittel zur Verbindung von Substrat und Sensorelement entfallen. Aufgrund der minimalen bzw. ganz fehlenden Wärmeausdehnungsdiskrepanzen entstehen in der Drucksensoranordnung nur minimale bzw. keine mechanischen Spannungen, die bei hohen Temperaturen und niedrigen Temperaturen von dem Substrat auf den Sensorchip übertragen werden. Somit wird ein sehr flexibles und effizientes Verfahren bereitgestellt, durch welches eine äußerst zuverlässige, hocheffiziente und langlebige Drucksensoranordnung hergestellt wird.
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Gemäß einem Ausführungsbeispiel wird in einem optionalen Schritt eine Verbindungsbasis bereitgestellt, bevor das Sensorelement mit dem Substrat verbunden wird. Die Verbindungsbasis weist Glas auf. Vorzugsweise weist das Substrat einen Wärmeausdehnungskoeffizienten auf, der sich von einem Wärmeausdehnungskoeffizienten des Sensorelements und der Verbindungsbasis um weniger als 1 ppm/K unterscheidet. Bevorzugt weisen die Verbindungsbasis und das Substrat das gleiche Material auf.
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Die Verbindungsbasis, insbesondere eine Oberseite der Verbindungsbasis, wird mit der Unterseite des Sensorelements verbunden zur Ausbildung eines Sensorsystems aufweisend die Verbindungsbasis und das Sensorelement. Vorzugsweise wird die Verbindungsbasis durch anodisches Bonden mit dem Sensorelement verbunden.
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Anschließend wird das Sensorsystem durch das oben beschriebene Laserschweißen (Laserschweißen mit ultrakurzen Laserpulsen) mit dem Substrat verbunden, insbesondere verschmolzen. Insbesondere wird durch Laserschweißen eine Unterseite des Sensorsystems mit der Oberseite des Substrats mechanisch fest und hermetisch dicht verbunden. Die Laserenergie zur Verbindung von Substrat und Sensorsystem wird dabei an einer dem Sensorsystem gegenüberliegenden Seite des Substrats eingekoppelt.
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Die nachfolgend beschriebene Zeichnung ist nicht als maßstabsgetreu aufzufassen. Vielmehr können zur besseren Darstellung einzelne Dimensionen vergrößert, verkleinert oder auch verzerrt dargestellt sein.
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Es zeigt:
- 1 eine Schnittdarstellung einer Drucksensoranordnung gemäß einem Ausführungsbeispiel.
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Die 1 zeigt eine Drucksensoranordnung 100 zur Messung von Absolut-, Relativ-, oder Differenzdruck. Die Drucksensoranordnung 100 ist zum Einsatz in einem Kraftfahrzeug geeignet, beispielsweise als KFZ-Abgas-Applikation und/oder im Powertrain. Die Drucksensoranordnung 100 ist ferner beispielsweise als Kühlmittel- oder Wasserstoff-Drucksensor zur Überwachung industrieller Prozesse geeignet. Die Drucksensoranordnung 100 kann in einem sehr breiten Temperaturbereich (z.B. -40°C bis 150°C) eingesetzt werden.
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Die Drucksensoranordnung 100 weist ein Sensorelement 202 mit einer Oberseite 118 und einer Unterseite 204 auf. Das Sensorelement 202 ist bevorzugt ein Siliziumchip. Das Sensorelement 202 weist an der Oberseite 118 eine Membran 106 auf, die einen Hohlraum 107 in einem Innenbereich der Drucksensoranordnung 100 nach außen hin abgrenzt. Die Membran 106 ist dazu ausgebildet und angeordnet einem Medium (z.B. einem Fluid oder einem Gas) ausgesetzt zu werden. Auf der Membran 106 ist ferner ein Erfassungselement 109 angeordnet zur Messung eines Drucks des Mediums. Selbstverständlich kann die Drucksensoranordnung 100 auch mehr als ein Erfassungselement 109 aufweisen.
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Die Drucksensoranordnung 100 weist ferner ein Substrat 104 als Träger des Sensorelements 202 auf. Das Substrat 104 weist eine Oberseite 115 und eine Unterseite 114 auf. Das Sensorelement 202 ist an der Oberseite 115 des Substrats 202 angeordnet bzw. an dem Substrat 202 befestigt. Das Sensorelement 202 ist mit der Oberseite 115 des Substrats 202 verschweißt bzw. verschmolzen, wie später im Detail beschrieben wird.
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Das Substrat 104 weist Glas auf. Das Substrat 104 weist einen Wärmeausdehnungskoeffizienten auf, der sich von einem Wärmeausdehnungskoeffizienten des Sensorelements 202 um weniger als 1 ppm/K unterscheidet. Folglich weisen Substrat 104 und Sensorelement 202 annähernd gleiche Wärmeausdehnungskoeffizienten auf, was zu einer Reduzierung bzw. Vermeidung von mechanischen Spannungen, insbesondere bei sehr hohen und bei sehr niedrigen Temperaturen führt.
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Zwischen dem Sensorelement 202 und dem Substrat 104 ist ein Verbindungsinterface 201 ausgebildet. Das Verbindungsinterface 201 ist ein Bereich, in dem das Sensorelement 202 und das Substrat 104 mechanisch fest und hermetisch dicht miteinander verbunden, insbesondere verschmolzen, sind.
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Das Verbindungsinterface 201 ist durch Laserschweißen mit ultrakurzen Laserpulsen erzeugt. Mit anderen Worten, Substrat 104 und Sensorelement 202 sind durch Laserschweißen und damit ohne zusätzliche Fügematerialien miteinander verbunden. Damit entfällt das Einbringen von zusätzlichen Komponenten zur Verbindung von Sensorelement 202 und Substrat 104. Mechanische Spannungen, die durch das Einbringen von Komponenten mit einem vom Substrat 104 / Sensorelement 202 stark unterschiedlichen Wärmeausdehnungskoeffizienten auftreten, entfallen damit.
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In dem gezeigten Ausführungsbeispiel weist die Drucksensoranordnung 100 zusätzlich eine Verbindungsbasis 220 auf. Die Verbindungsbasis 220 ist zwischen dem Sensorelement 202 und dem Substrat 104 angeordnet und weist Glas auf. Ein Wärmeausdehnungskoeffizient der Verbindungsbasis 220 unterscheidet sich um weniger als 1 ppm/K von dem Wärmeausdehnungskoeffizienten des Substrats 104 und des Sensorelements 202. Das Auftreten von mechanischen Spannungen durch das Einbringen eines Elements mit deutlich unterschiedlichem Wärmeausdehnungskoeffizienten im Vergleich zu dem Wärmeausdehnungskoeffizient des Substrats 104 / des Sensorelements 202 kann damit vermieden werden.
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Die Verbindungsbasis 220 ist an das Sensorelement 202 angefügt. Insbesondere sind die Verbindungsbasis 220 und das Sensorelement 202 fest miteinander verbunden, beispielsweise mittels anodischem Bonden. Sensorelement 202 und Verbindungsbasis 220 bilden zusammen ein Sensorsystem 102.
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Das oben beschriebene Verbindungsinterface 201 ist zwischen dem Sensorsystem 102, insbesondere einer Unterseite des Sensorsystems 102, und dem Substrat 104, insbesondere der Oberseite 115 des Substrats 104, ausgebildet. Damit sind das Sensorsystem 102 und das Substrat 104 mechanisch fest und hermetisch dicht an dem Verbindungsinterface 201 miteinander verbunden, insbesondere verschmolzen. Die Laserenergie zur Erzeugung des Verbindungsinterface 201 wird dabei an einer dem Sensorsystem 102 gegenüberliegenden Seite des Substrats 104 eingekoppelt, das heißt an der Unterseite 114 des Substrats 104.
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In einem alternativen Ausführungsbeispiel (nicht explizit dargestellt) kann die Verbindungsbasis 220 auch entfallen. Das bedeutet, das Sensorelement 202 ist in diesem Fall direkt (ohne ein Zwischenelement) mit dem Substrat 104 verbunden. In diesem Fall ist das Verbindungsinterface 201 zwischen der Unterseite 204 des Sensorelements 202 und der Oberseite 115 des Substrats 104 ausgebildet.
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Im Folgenden wird ein Verfahren zur Herstellung einer Drucksensoranordnung, vorzugsweise der oben beschriebenen Drucksensoranordnung 100, beschrieben. Alle Eigenschaften, die in Bezug auf die Drucksensoranordnung 100 oder das Verfahren offenbart sind, sind auch entsprechend in Bezug auf den jeweiligen anderen Aspekt offenbart und umgekehrt, auch wenn die jeweilige Eigenschaft nicht explizit im Kontext des jeweiligen Aspekts erwähnt wird. Das Verfahren weist die folgenden Schritte auf:
- In einem ersten Schritt A) erfolgt ein Bereitstellen des Substrats 104. Das Substrat 104 weist wie oben beschrieben Glas auf.
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In einem zweiten Schritt B) wird wenigstens ein Sensorelement 202, bevorzugt eine Vielzahl von Sensorelementen 202, bereitgestellt. Das Sensorelement 202 weist vorzugsweise einen Siliziumchip auf. Das Sensorelement 202 weist eine Oberseite 118 und eine Unterseite 204 auf, wobei eine Membran 106 an der Oberseite 118 ausgebildet ist. Wie oben beschrieben, weist das Substrat 104 einen Wärmeausdehnungskoeffizienten auf, der sich von einem Wärmeausdehnungskoeffizienten des Sensorelements 202 um weniger als 1 ppm/K unterscheidet.
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In einem nächsten Schritt C) erfolgt das mechanisch feste und hermetisch dichte Verbinden von Substrat 104 und Sensorelement 202 durch Laserschweißen. Die Laserenergie zur Verbindung von Substrat 104 und Sensorelement 202 wird an einer dem Sensorelement 202 gegenüberliegenden Seite des Substrats 104 (d.h. an der Unterseite 114 des Substrats 104) eingekoppelt. Durch das Laserschweißen entsteht das Verbindungsinterface 201, d.h. der Bereich, in dem Substrat 104 und Sensorelement 202 fest miteinander verbunden sind.
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Das Laserschweißen wird mit ultrakurzen Laserpulsen durchgeführt. Die Pulslängen liegen im Picosekundenbereich und/oder Femtosekundenbereich. Das Material des Substrats 104 ist dabei vollständig transparent für die Laserwellenlänge. Das Licht wird durch das Substrat 104 ohne Wärmeeintrag in dieses bis zu einem Fügebereich zwischen Substrat 104 und Sensorelement 202 fokussiert. An diesem Fügebereich führt die Wärme über nichtlineare Absorption (Multiphotonenabsorption) im Fokalbereich über einige 10 Mikrometer äußerst lokal über Verschmelzen zu einer mechanisch stabilen Fügung von Sensorelement 202 und Substrat 104, d.h. zur Ausbildung des Verbindungsinterface 201.
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In einem optionalen Schritt wird vor dem Schritt C) die Verbindungsbasis 220 bereitgestellt. Die Verbindungsbasis 220 weist Glas auf. Ein Wärmeausdehnungskoeffizient der Verbindungsbasis 220 unterscheidet sich von einem Wärmeausdehnungskoeffizienten des Substrats 104 um weniger als 1 ppm/K. Die Verbindungsbasis 220 wird mit der Unterseite 204 des Sensorelements verbunden, z.B. durch anodisches Bonden, zur Ausbildung des Sensorsystems 102.
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Anschließend wird in diesem Ausführungsbeispiel das Sensorsystem 102 durch das oben beschriebene Laserschweißen mit ultrakurzen Laserpulsen mit dem Substrat 104 verbunden. Das heißt, das Verbindungsinterface 201 wird hier zwischen dem Sensorsystem 102 und dem Substrat 104 ausgebildet. Wie oben beschrieben, lässt sich die Schweißung nur wegen der Besonderheit der lokal begrenzten Wärmezufuhr über Multiphotonenabsorption durchführen. Die Laserenergie zur Verbindung von Substrat 104 und Sensorsystem 102 wird dabei an einer dem Sensorsystem 102 gegenüberliegenden Seite des Substrats 104 eingekoppelt.
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In einem letzten Schritt erfolgt eine Vereinzelung zur Bereitstellung von einzelnen Drucksensoranordnungen 100.
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Die Beschreibung der hier angegebenen Gegenstände ist nicht auf die einzelnen speziellen Ausführungsformen beschränkt. Vielmehr können die Merkmale der einzelnen Ausführungsformen - soweit technisch sinnvoll - beliebig miteinander kombiniert werden.
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Bezugszeichenliste
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- 100
- Drucksensoranordnung
- 102
- Sensorsystem
- 104
- Substrat
- 106
- Membran
- 107
- Hohlraum
- 109
- Erfassungselement
- 114
- Unterseite des Substrats
- 115
- Oberseite des Substrats
- 118
- Oberseite des Sensorelements
- 201
- Verbindungsinterface
- 202
- Sensorelement
- 204
- Unterseite des Sensorelements
- 220
- Verbindungsbasis