DE10232821A1

DE10232821A1 - Verfahren zum Herstellen von Sensoren zum elektrischen Messsen der Füllstandshöhe sowie Einrichtung zum Herstellen solcher Sensoren

Info

Publication number: DE10232821A1
Application number: DE2002132821
Authority: DE
Inventors: Gottfried Domorazek
Original assignee: Domorazek Gottfried Dr-Inghabil
Current assignee: Domorazek Gottfried Dr-Inghabil
Priority date: 2002-07-12
Filing date: 2002-07-19
Publication date: 2004-01-29
Anticipated expiration: 2022-07-20
Also published as: DE10232821B4

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf ein neuartiges Verfahren zum Herstellen von Sensoren zum elektrischen Messen der Füllstandshöhe sowie eine neuartige Einrichtung zum Herstellen solcher Sensoren.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren gemäß Oberbegriff Patentanspruch 1 und auf eine Einrichtung gemäß Oberbegriff Patentanspruch 20.

Sensoren zum elektrischen Messen der Füllstandshöhe einer Flüssigkeit in einem Behälter, beispielsweise in einem Kraftstofftank eines Fahrzeugs unter Verwendung von mehreren an einer Oberflächenseite eines Trägers aus einem Flachmaterial gebildeten Thermoelement, deren warme Übergänge durch einen einen Heizleiter an der anderen Oberflächenseite des Trägers durchströmenden Heizstrom beheizt werden und die wenigstens eine vom Füllstand abhängige Meßspannung liefern, sind bekannt ( DE 40 30 401 A1 ).

Die die Thermoelemente bildenden Strukturen bestehen aus zwei unterschiedlichen, elektrisch leitenden Werkstoffen, von denen der eine Werkstoff beispielsweise Metall und der andere Werkstoff beispielsweise ein Halbleitermaterial ist. Beide Werkstoffe können aber auch unterschiedliche Metalle und/oder Metall-Legierungen sein. So eignen sich beispielsweise für die Thermoelementstrukturen als Werkstoffpaar Konstantan und eine Chrom-Nickel-Legierung. Für die Leiterbahnen und Anschlüsse an die die Thermoelemente bildenden Strukturen eignen sich metallische Werkstoffe und dabei vorzugsweise auch solche, deren spezifischer Widerstand eine möglichst geringe Temperaturabhängigkeit zumindest in dem Temperaturbereich aufweist, in dem derartige Füllstandssensoren zur Anwendung kommen, d.h. beispielsweise in einem Temperaturbereich zwischen ca. –100°C und +150°C. Aus Gründen einer möglichst einfachen und zuverlässigen äußeren Kontaktierung werden für die Anschlußbahnen oder Anschlüsse sowie Leiterbahnen der Thermoelemente, aber auch des Heizleiters z.B. Silber oder Silberlegierungen verwendet, und zwar trotz einer relativ hohen Temperaturabhängigkeit des spezifischen Widerstandes dieser Werkstoffe. Eventuelle temperaturbedingte Fehler werden dann in der mit dem Füllstandssensor zusammenwirkenden Auswert- und Steuerelektronik kompensiert.

Als Trägermaterial eignet sich bei der Erfindung eine Folie aus einem Kunststoffmaterial, welches u.a. zusätzlich zu einer ausreichende mechanischen Stabilität auch eine ausreichende Hitzebeständigkeit besitzt und insbesondere unempfindlich gegenüber derjenigen Flüssigkeit (z.B. Treibstoff) ist, deren Füllstandshöhe gemessen werden soll.

Problematisch ist bisher das Aufbringen der Strukturen auf das Flachmaterial, und zwar insbesondere dann, wenn für eine rationelle Fertigung im Mehrfachnutzen auf einem großformatigen Trägermaterial in einem Arbeitsgang die Strukturen mehrerer Sensoren gleichzeitig erzeugt werden sollen.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren sowie eine Einrichtung aufzuzeigen, mit der eine rationelle Fertigung von Sensoren zum elektrischen Messen der Füllstandshöhe bzw. der Strukturen solcher Sensoren möglich ist, insbesondere auch im Mehrfachnutzen. Zur Lösung dieser Aufgabe ist ein Verfahren entsprechend dem Patentanspruch 1. Eine Einrichtung zum Durchführen des Verfahrens ist entsprechend dem Patentanspruch 20 ausgebildet.

Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche. Die Erfindung wird im Folgenden anhand der Figuren an Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen:
1 in vereinfachter Darstellung eine mögliche Ausführungsform eines Füllstandssensors bestehend aus einer Vielzahl von in Reihe geschalteten Thermoelementen, die auf einem Trägermaterial durch Spattern erzeugt sind;
2 in vereinfachter, perspektivischer Darstellung eine Hilfsvorrichtung in Form einer Aufbauplatte zur Verwendung bei der Herstellen von Sensoren der 1 im Mehrfachnutzen;
3 die Hilfsvorrichtung der 2 in Seitenansicht; 4 in Draufsicht eine als Trägermaterial dienende Folie;
5 in vereinfachter Darstellung und in Draufsicht ein als Magnetplatte ausgebildeter Halter zum Halten eines Folien- und Maskenpackets während des Spatterns in einer Spattereinrichtung oder -kammer;
6 die Magnetplatte der 5 im Teilschnitt;
7 eine Draufsicht auf die Magnetplatte bei abgenommener Deckplatte; 8 in Einzeldarstellung ein mit einer Schutzkappe versehener Führungsstift;
9 in vereinfachter schematischer Darstellung eine Spatterkammer zusammen mit der in dieser Kammer angeordneten und mit dem Folien- und Maskenpacket versehene Magnetplatte;
10 eine Darstellung ähnlich 9 bei einer weiteren möglichen Ausführungsform.
In der Figur ist mit 1 allgemein ein Füllstandssensor bezeichnet, der beispielsweise Bestandteil einer Vorrichtung zum elektrischen oder elektronischen Messen der Füllstandshöhe einer Flüssigkeit in einem Behälter, beispielsweise in einem Kraftstofftank eines Kraftfahrzeugs ist. Der Sensor 1 besteht im wesentlichen aus einem streifenförmigen Träger 2 aus einer geeigneten, d.h. u.a. hitzebeständigen und gegenüber der Flüssigkeit unempfindlichen Kunststoff-Folie mit streifenförmigem Zuschnitt, auf der mehreren, in Träger-Längsrichtung L aufeinander folgende und von einander beabstandete Thermoelementen 3 gebildet sind, und zwar jeweils mit zwei Übergängen 4 und 5 zwischen unterschiedlichen elektrisch leitenden Werkstoffen. Diese sind bei der dargestellten Ausführungsform unterschiedliche Metalle bzw. Metall-Legierungen, beispielsweise Konstantan und Chrom-Nickel-Legierung (Chrom-Nickel). Die Thermoelemente 3 sind bei der dargestellten Ausführungsform elektrisch in Reihe geschaltet, d.h. die Übergänge 4 und 5 folgen in dem von den Thermoelementen 3 gebildeten Sensorbereich wechselweise aufeinander.
Hierfür sind auf einer Oberflächenseite des Trägers 2 L-förmige Strukturen und stegförmige Strukturen 7 aufgebracht, wobei die L-förmigen Strukturen beispielsweise aus Chrom-Nickel und die stegförmigen Strukturen 7, die jeweils das Ende eines quer zur Längserstreckung L des Trägers 2 liegenden Schenkels einer L-Struktur 6 mit dem Ende eines in Richtung dieser Längserstreckung L orientierten Schenkel einer benachbarten L-Struktur verbinden, aus Konstantan bestehen. Selbstverständlich können auch umgekehrt die Strukturen 6 aus Konstantan und die Strukturen 7 aus Chrom-Nickel hergestellt sein.
Die Übergänge 4, die an den freien Enden der quer zur Längsachse L orientierten Schenkel der Strukturen 6 vorgesehen sind, und zwar bei der dargestellten Ausführungsform in der Mitte oder etwa in der Mitte des Trägers 2, bilden die warmen Übergänge und die Übergänge 5 die kalten Übergänge der Thermoelemente 3.
An der den Strukturen 6 und 7 abgewandten Rückseite des Trägers 2 ist den warmen Übergängen 4 gegenüber liegend ein Heizleiter 8 vorgesehen, der beispielsweise aus Silber gefertigt ist. Der Heizleiter 8 wird mit einem konstanten Strom beaufschlagt und gibt somit eine konstante und gleichmäßige Heizleistung an sämtliche Übergänge 4 ab, so daß bei nicht mit der Flüssigkeit benetztem Sensor 1 sämtliche Thermoelemente 3 die selbe Thermospannung liefern und sich diese Thermospannungen zu einer Meßspannung addieren, die an Anschlüssen anliegt, welche von den freien Enden von Leiterbahnen 9 und 10 gebildet sind. In Abhängigkeit von dem Füllstand, d.h. von der in die Flüssigkeit eingetauchten Länge des Sensors 1 nimmt die Meßspannung entsprechend ab. Die Leiterbahn 9 ist mit der letzten, am unteren Ende des Trägers 2 vorgesehenen L-Struktur 6 verbunden und die Leiterbahn 10 mit der in der 1 obersten L-Struktur 6.
Entsprechende Leiterbahnen 12 und 13 sind für den Heizleiter 8 an der die Strukturen 6 und 7 nicht aufweisenden bzw. abgewandten Rückseite des Trägers 2 vorgesehen. Das in der 1 untere Ende des Heizleiters 8 ist mit der als Rückleiter dienenden Leiterbahn 13 verbunden. Das in der 1 obere Ende des Heizleiters 8 ist mit der im wesentliche als Anschluß dienenden Leiterbahn 12 verbunden, wobei der Querschnitt der Leiterbahnen 12 und 13 wesentlich größer ist als der Querschnitt des Heizleiters 8, um so die vom Heizstrom erzeugte Heizenergie auf den Heizleiter 8 zu konzentrieren. Die Leiterbahnen 9, 10 und 12, 13 enden jeweils im Bereich des oberen Randes des Trägers 2. Der Heizleiter 8 und die Leiterbahnen 9, 10 und 12, 13 bestehen beispielsweise aus Silber oder einer Silberlegierung.
Das Aufbringen der Strukturen 6 und 7 sowie auch der Leiterbahn 11, des Heizleiters 8 sowie Leiterbahnen 9, 10 und 12, 13 erfolgt z.B. durch Spattern im Vakuum und unter Verwendung von Masken, die mit Fenstern entsprechend den Strukturen 6 und 7, dem Heizleiter 8 oder den Leiterbahnen 9, 10 und 12, 13 versehen sind. Bei der Herstellung werden jeweils mehrere Sensoren 1 im Mehrfachnutzen gefertigt, und zwar auf einer großformatigen Folie 14, die dann nach der Fertigstellung mit geeigneten Mitteln in die einzelnen Sensoren 1 bzw. Träger 2 zertrennt wird.
Im Detail erfolgt die Herstellung in mehreren Arbeitsschritten. Es werden beispielsweise in einem ersten Arbeitsschritt zunächst nur die Strukturen 6 gefertigt. Hierfür wird die Folie 14, die den in der 4 dargestellten Zuschnitt aufweist, zusammen mit weiteren Elementen auf einer Hilfsvorrichtung bzw. Aufbauplatte 15 zu einem Paket zusammengefügt. Die Aufbauplatte 15 ist bei der dargestellten Ausführungsform winkelförmig ausgebildet und besitzt an der Außenfläche 16 eines Schenkels 15' mehrere über diese Außenfläche 16 wegstehende Führungsstifte 17, die mit dem einen Ende in dem Schenkel 15' lösbar befestigt sind. Der andere Schenkel 15" die als Standfuß für die Aufbauplatte 15.
Entsprechend dem bei der dargestellten Ausführungsform rechteckförmigen Zuschnitt der Folie 14 besitzt auch die Aufbauplatte bzw. deren Schenkel 15' eine rechteckförmige Ausbildung. Dementsprechend ist im Bereich jeder Ecke ein Führungsstift 17 vorgesehen. Ein zusätzlicher Führungsstift 18 befindet sich an einer Schmalseite des Schenkels 15'. Dieser Führungsstift 18 ist unsymmetrisch vorgesehen, d.h. der Führungsstift 18 besitzt von dem in der 2 unteren Führungsstift 17 einen kleineren Abstand als von dem oberen Führungsstift, so daß ein Vertauschen des oberen und unteren Randes der Folie 14 beim Aufschieben auf die Führungsstifte 17 und 18 nicht möglich ist. Dieser Anordnung der Führungsstifte 17 und 18 entsprechend sind in der Folie 14 Öffnungen 19 (für die Führungsstifte 17) und Öffnungen 20 (für den zusätzlichen Führungsstift 18) vorgesehen.
Für das Aufbringen der Strukturen 6 wird auf der Aufbauplatte 15 ein Folien-Masken-Paket zusammengestellt, welches in den Figuren noch allgemein mit 21 bezeichnet ist. Hierzu werden auf die Aufbauplatte 15 bzw. die dortigen Stifte 17 und 18 aufeinander folgend zunächst eine Zwischen- oder Kühlplatte 22, eine weiche Zwischenfolie 23, die Folie 14, eine Maske 24 (Feinmaske), die Fenster entsprechend den Strukturen 6, der Leiterbahn 11 und den Kontaktflächen 9 und 10 aufweist, und eine weitere Maske 25 (Hilfsmaske) aufgesetzt. Die Zwischenfolie 23 dient hauptsächlich dazu, Beschädigungen der Folie 14 durch Abrieb an der Zwischen- oder Kühlplatte 22 zu vermeiden.
Die Maske 25 ist mit Fenstern derart versehen, daß sie die Maske 24 weitestgehend abdeckt, allerdings mit Ausnahme kleinflächiger Bereiche um die Fenster der Maske 24. Die Maske 25 besteht beispielsweise aus einem dickeren Material als die Maske 24 und dient zum thermischen Schutz der Maske 24 beim Spattern. Als Abschluß wird ein Tragrahmen 26 aufgesetzt, in dem die Stifte 17 und 18 beispielsweise durch Verschrauben wieder lösbar fixiert werden können.
Es versteht sich, daß die Kühlplatte 22, die Schutz- oder Zwischenfolie 23, die Masken 24 und 25 und der Tragrahmen 26 ebenfalls den Öffnungen 19 und 20 entsprechende Öffnungen für die Fixierstifte 17 und 18 aufweisen. Während die zum Kühlen der Folien 14 und 23 beim Spattern dienende Kühlplatte 22 aus einem nicht magnetischen Material, beispielsweise aus Kupfer oder einer Kupferlegierung oder einem anderen, Wärme gut leitenden, nicht magnetischen Material besteht, sind die Masken 24 und 25 aus einem ferromagnetischen und hitzebeständigen Werkstoff, d.h. aus magnetischen oder ferromagnetischen Stahl gefertigt.
Nach der Bildung des Folien-Masken-Pakets 21 auf der Aufbauplatte 15 wird die Verbindung der Führungsstifte 17 und 18 am Schenkel 15' gelöst und das dann am Tragrahmen 26 gehaltene Folien-Masken-Paket 21 auf eine Magnetplatte 27 aufgesetzt, und zwar derart, daß die Kühlplatte 22 gegen eine Oberflächenseite 27' dieser Magnetplatte 27 anliegt. Die Magnetplatte 27 besitzt für die Führungsstifte 17 und 18 Bohrungen 28 und 29, und zwar für die Führungsstifte 17 die Bohrungen 28 und für den zusätzlichen Führungsstift die Bohrung 29. Das Aufsetzen des Folien-Masken-Pakets 21 auf die Magnetplatte 27 erfolgt dabei durch Einführen der über die Rückseite der Kühlplatte 22 vorstehenden Führungsstifte 17 und 18 in die Bohrungen 28 und 29.
Die Magnetplatte 27 ist so ausgebildet, daß durch ein starkes Magnetfeld nach dem Aufsetzen die von den beiden Masken 24 und 25 gebildete Maskenanordnung vollflächig fest gegen die Folie 14 und damit auch das Folien-Masken-Pakets 21 insgesamt fest gegen die Oberseite 27' der Magnetplatte 27 angepreßt sind. Durch das von der Magnetplatte 27 erzeugte Magnetfeld ist somit gewährleistet, daß die Masken 24 und 25 trotz großformatiger Ausbildung auf ihrer gesamten Fläche dicht gegen einander bzw. gegen die Folie 14 anliegen.
Um trotz des hohen Magnetfeldes ein Aufsetzen und nach dem Spattern ein Abnehmen des Folien-Masken-Pakets 21 zu ermöglichen, sind die Bohrungen 28 und 29 so ausgeführt, daß ein gegenüber der Oberseite 27' geneigtes Aufsetzen, aber auch Abnehmen des Folien-Masken-Pakets 27 möglich ist.
Nach dem Auflegen des Folien-Masken-Pakets 21 können die Führungsstifte 17 und 18 zumindest teilweise entfernt werden, vorzugsweise verbleibt aber der Führungsstift 18 in der Magnetplatte 28. Verbleibende Führungsstifte 18 und 19 werden jeweils mit einer Schutzkappe 30 versehen (8), um ein „Zuspattern" dieser Führungsstifte beim anschließenden Spattervorgang zu vermeiden. Der Tragrahmen 26 vor dem Spattern abgenommen.
Zur Bildung der Strukturen 6 wird die aus dem Folien-Masken-Paket 21 und der Magnetplatte 27 bestehende Anordnung in eine Spatterkammer 31 eingebracht ( 9).
Nach der Herstellung der Strukturen 6 werden die Führungsstifte 17 und 18, soweit sie entfernt wurden, wieder eingeführt und der Trägerrahmen 26 auf diesen Kontaktstiften befestigt. Im Anschluß daran wird das Folien-Masken-Paket 21 von der Magnetplatte 27 abgenommen und mit den Führungsstiften 17 und 18 wieder auf die Aufbauplatte 15 aufgesetzt. Nach Befestigen der Führungsstifte 17 und 18 in der Aufbauplatte 15 und nach dem Abnehmen des Trägerrahmens 26 werden die Masken 24 und 25 gegen solche Masken ausgewechselt, die zur Herstellung der Strukturen 7 dienen. Im Anschluß daran erfolgen wiederum das Aufsetzen des neu erstellten Folien-Masken-Pakets 21 auf die Magnetplatte 27 und das anschließende Aufbringen der Strukturen 7 durch Spattern in der Spatterkammer 31.
In einem weiteren Arbeitsgang werden dann nach einem erneuten Zusammenstellen des Folien-Masken-Pakets 21 mit den Leiterbahnen 9 und 10 entsprechenden Masken 24 und 25 diese Leiterbahnen durch Spattern in der Spatterkammer 31 aufgebracht.
Der Heizleiter 8 und die Leiterbahnen 12 und 13 werden nach dem Wenden der Folie 14 und nach dem erneuten Zusammenstellen des Folien-Masken-Pakets 21 mit den zur Herstellung der Heizleiter 8 und der Leiterbahnen geeigneten Masken 24 und 25 erzeugt, wobei auch die Herstellung des Heizleiters 8 und der Leiterbahnen 12 und 13 wiederum in zwei getrennten Arbeitsgängen erfolgen kann, um so stabilere Masken zu erhalten.
Die 6 und 7 zeigen im Detail einen möglichen Aufbau der Magnetplatte 27. Diese ist mehrteilig ausgeführt und besteht u.a. aus einem aus nicht magnetischem Material, beispielsweise aus Aluminium hergestellten Plattenelement 32, welches mit einer Vielzahl von napfartigen, an der Oberseite des Plattenelementes 32 offenen Öffnungen 33 versehen ist. In jede Öffnung 33 ist ein Permanentmagnet 34 eingesetzt, und zwar derart, daß sich jeder Permanentmagnet 34 mit seinem Pol einer ersten Polarität, beispielsweise mit seinem Nordpol an der oberen, offenen Seite der Aufnahme 33 befindet und der Pol der anderen Polarität, d.h. beispielsweise der Südpol dem Boden der Aufnahme 33 benachbart ist.
Das Plattenelement 32 ist zwischen einer oberen Platte 35, die aus einem nicht magnetischen Material, beispielsweise aus Aluminiumblech besteht und die Oberseite 27' bildet, und einer unteren Platte 36 angeordnet, die aus einem ferromagnetischen Material, d.h. aus einem entsprechenden Metall, beispielsweise aus ferromagnetischem Stahl besteht und die auch einen das Plattenelement 32 auf seinen gesamten Umfang umschließenden Rand 37 bildet, der geringfügig über die dem Plattenelement 32 abgewandte Seite der Platte 35 vorsteht. Bei auf die Oberseite 27' aufgelegtem Folien-Masken-Paket 21 ergeben sich somit Magnetlinien, die zumindest zum Großteil durch die Masken 24 und 25 verlaufen. Zusammengehalten sind die verschiedenen Elemente der Magnetplatte 27 durch mehrere Verbindungselemente 38.
Die 10 zeigt in vereinfachter Darstellung eine weitere Ausführungform der Erfindung. Bei dieser Ausführung wird eine Magnetplatte 27a verwendet, die sich von der Magnetplatte 27 dadurch unterscheidet, daß sie an ihren beiden Oberflächenseiten wirksam ist, d.h. auf jeder Seite dieser Magnetplatte 27a kann jeweils ein Folien-Masken-Paket 21 für den Spattervorgang vorgesehen werden. Die Spatterkammer 31a ist hierbei für ein Spattern von zwei Seiten ausgebildet.
Die Erfindung wurde voranstehend an Ausführungsbeispielen beschrieben. Es versteht sich, daß Änderungen sowie Abwandlungen möglich sind, ohne daß dadurch der der Erfindung zugrundeliegende Erfindungsgedanke verlassen wird. So wurde vorstehend davon ausgegangen, daß die Herstellung der Strukturen 6, des Heizleiters, der Leiterbahn 1 1 und der Kontaktflächen bzw. Anschlüssen 9, 10, 12, 13 durch Spattern erfolgt. Auch andere Techniken unter Verwendung der Masken 24 und 25 sind denkbar, beispielsweise Aufdampfen und/oder galvanische oder chemischen Abscheiden usw. Weiterhin kann die Magnetplatte 27 bzw. 27a so ausgebildet sein, daß das Magnetfeld abschaltbar und zuschaltbar ist, und zwar durch Verwendung von Elektromagneten oder von Permanentmagneten, die mit einer Magnetspule versehen sind und deren Magnetfeld durch Aktivierung der Magnetspulen aufhebbar ist.
Vorstehend wurde davon ausgegangen, daß das Zusammenstellen des jeweiligen Folien-Masken-Pakets 21, insbesondere auch das Austauschen der Masken 24 und 25 sowie das Wenden der Folie 14 nach dem Herstellen der Strukturen 7 und 8 und der zugehörigen Leiterbahnen 9 und 10 und das erneute Zusammenstellen des Folien-Masken-Pakets zur Herstellung des Heizleiters 8 und der Leiterbahnen 12 und 13 außerhalb der jeweiligen Spatterkammer 31 bzw. 31a auf der Aufbauplatte 15 erfolgen. Bei einer entsprechenden Ausbildung der Spattervorrichtungen 31 bzw. 31a ist es aber auch möglich diese Vorgänge maschinell innerhalb der Spatterkammer oder in einer oder mehreren mit der Spatterkammer beispielsweise über Schleusen verbundenen Hilfskammern im Vakuum vorzunehmen, um so die Leistung bei der Herstellung der Füllstandssensoren (hergestellte Sensoren je Zeiteinheit) zu erhöhen.

1: Füllstandssensor
2: Träger oder Folienzuschnitt
3: Thermoelement
4, 5: Übergang
6, 7: Struktur
8: Heizleiter
9, 10: Anschluß- oder Leiterbahn für die Thermoelemente
12, 13: Anschluß- oder Leiterbahn für den Heizleiter
14: großformatige Folie
15: Aufbauplatte
15', 15": Schenkel
16: Fläche
17, 18: Führungsstift
19, 20: Stiftöffnung
21: Masken-Folien-Paket
22: Platte aus nicht magnetischem Material mit hoher
: Leitfähigkeit
23: Zwischenschicht oder Zwischenfolie
24, 25: Maske aus magnetischem bzw. ferromagnetischem
: Material
26: Tragrahmen
27: Magnetplatte oder Halter
27': Oberseite
28, 29: Bohrung für Führungsstifte
30: Schutzkappe
31, 31a: Spatterkammer
32: Plattenelement
33: Öffnung oder Aufnahme
34: Permanentmagnet
35: Platte
36: Platte
37: Rand
38: Verbindungselement

Claims

Verfahren zum Herstellen von Sensoren (1) zum elektrischen Messen der Füllstandshöhe einer Flüssigkeit in einem Behälter, wobei der jeweilige Sensor (1) auf einem Träger (2) aus einem isolierenden Flachmaterial wenigstens einen Sensorbereich aufweist, der wenigstens zwei zumindest in einer Achsrichtung (L) aufeinander folgende Thermoelemente (3) besitzt, die jeweils von sich zumindest teilweise überlappenden Strukturen (6, 7) aus unterschiedlichen, elektrisch leidenden Werkstoffen gebildet sind, wobei diese Strukturen (6, 7) und/oder weitere, z.B. wenigstens einen Heizleiter und/oder Leiterbahnen und/oder Kontaktflächen bildende Strukturen (8, 9, 10, 12, 13) aus einem elektrisch leitenden Werkstoff durch Aufbringen der Werkstoffe auf ein den Träger (2) bildendes Trägermaterial (14), beispielsweise in Form einer Folie, unter Verwendung wenigstens einer Maskenanordnung (24, 25) erzeugt werden, die den Strukturen (6, 7, 8, 9, 10, 12, 13) entsprechend ausgebildete Fenster aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß das Trägermaterial (14) für das Aufbringen der Strukturen (6, 7, 8, 9, 10, 12, 13) aus wenigstens einem der Werkstoffe zwischen der aus einem ferromagnetischen Material bestehenden Maskenanordnung (24, 25) und einem Halter (27) oder auf diesem vorgesehenen Zwischenlagen (22, 23) durch ein auf die Maskenanordnung (24, 25) einwirkendes Magnetfeld derart eingespannt ist, daß die Maskenanordnung (24, 25) zumindest in ihrem die Fenster aufweisenden Bereich vollflächig gegen das Trägermaterial (14) anliegt.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Träger (2) während des Aufbringens der Strukturen (6, 7, 8, 9, 10, 12, 13) aus wenigstens einem der Werkstoffe zwischen dem Halter (27) oder den Zwischenlagen (22, 23) und der Maskenanordnung (24, 25) durch ein auf die gesamte Fläche oder nahezu die gesamte Fläche der Maskenanordnung (24, 25) einwirkendes Magnetfeld eingespannt ist.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß als Zwischenlage ein Körper oder eine Platte (22) aus einem Material mit hoher Wärmeleitfähigkeit, vorzugsweise aus einem nicht magnetischen Material mit hoher Wärmeleitfähigkeit verwendet wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß als Zwischenlage eine Zwischenschicht (23) aus einem weichen, elastischen Flachmaterial verwendet wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch die Verwendung einer Maskenanordnung aus wenigstens zwei stapelartig übereinander angeordneten Masken (24, 25), wobei zumindest die dem Trägermaterial (14) entfernter liegende Maske (25) aus dem magnetischen Material besteht.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch die Verwendung einer Magnetplatte (27) als Halter.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß auf den Halter (27) ein von dem Trägermaterial (14), der Maskenanordnung (24, 25) sowie ggf. von der wenigstens einen Zwischenlage (22, 23) gebildete Trägermaterial-Masken-Paket (21) aufgebracht wird.
Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Trägermaterial-Masken-Paket (21) zunächst auf einer Hilfsvorrichtung, beispielsweise auf einer Aufbauplatte (15) gebildet und anschließend auf dem Halter (27) aufgebracht wird.
Verfahren nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Trägermaterial-Masken-Paket (21) durch Aufschieben des Trägermaterials (14), der Maskenanordnung (24, 25) sowie ggf. der wenigstens einen Zwischenlage (22, 23) auf Führungsstifte (17, 18) der Hilfsvorrichtung gebildet wird. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß für das Aufbringen der Strukturen (6, 7, 8, 9, 10, 12, 13) am Halter beidseitig jeweils ein Träger-Masken-Paket (21) vorgesehen wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß auf dem Trägermaterial (14) die Strukturen (6, 7, 8, 9, 10, 12, 13) für mehrere Sensoren oder Sensorbereiche erzeugt werden.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Aufbringen der Strukturen (6, 7, 8, 9, 10, 12, 13) durch Spattern erfolgt.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Aufbringen der Strukturen (6, 7, 8, 9, 10, 12, 13) durch galvanisches Abscheiden erfolgt.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Aufbringen der Strukturen (6, 7, 8, 9, 10, 12, 13) durch chemisches Abscheiden erfolgt.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Aufbringen der Strukturen (6, 7, 8, 9, 10, 12, 13) durch Aufdampfen erfolgt.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß auf einer Oberflächenseite des Trägermaterials (14) für die Thermoelemente (3) Strukturen (6, 7) aus einem metallischen Werkstoff, beispielsweise aus Konstantan oder aus Chrom/Nickel erzeugt werden.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß auf der einen Oberflächenseite des Trägermaterials (14) Leiterbahnen (9, 10) für die Thermoelemente (3) aus einem metallischen Werkstoff, beispielsweise aus Silber oder einer Silberlegierung erzeugt werden.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß auf der anderen Oberflächenseite des Trägermaterials (14) wenigstens eine Heizleiterstruktur (8) aus einem metallischen Werkstoff, z.B. aus Silber erzeugt wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß auf der anderen Oberflächenseite des Trägermaterials (14) Leiterbahnen (12, 13) für den Heizleiter (8) aus einem metallischen Werkstoff, beispielsweise aus Silber oder einer Silberlegierung erzeugt werden.
Einrichtung zum Herstellen von Sensoren (1) zum elektrischen Messen der Füllstandshöhe einer Flüssigkeit in einem Behälter, wobei der jeweilige Sensor (1) auf einem Träger (2) aus einem isolierenden Flachmaterial wenigstens einen Sensorbereich aufweist, der wenigstens zwei zumindest in einer Achsrichtung (L) aufeinander folgende Thermoelemente (3) besitzt, die jeweils von sich zumindest teilweise überlappenden Strukturen (6, 7) aus unterschiedlichen, elektrisch leidenden Werkstoffen gebildet sind, wobei diese Strukturen (6, 7) und/oder weitere, z.B. wenigstens einen Heizleiter und/oder Leiterbahnen und/oder Kontaktflächen bildende Strukturen (8, 9, 10, 12, 13) aus einem elektrisch leidenden Werkstoff durch Aufbringen der Werkstoffe auf ein den Träger (2) bildendes Trägermaterial (14), beispielsweise in Form einer Folie, unter Verwendung wenigstens einer Maskenanordnung (24, 25) erzeugt werden, die den Strukturen (6, 7, 8, 9, 10, 12, 13) entsprechend ausgebildete Fenster aufweist, gekennzeichnet durch eine Magnetanordnung an einem Halter (27) zum vollflächigen Anpressen der wenigstens einen Maskenanordnung (24, 25) an das Trägermaterial (14) durch ein von der Magnetanordnung ausgeübtes Magnetfeld zumindest im Bereich der Fenster.
Einrichtung nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß die Magnetanordnung ein auf die gesamte Fläche oder nahezu die gesamte Fläche der Maske (24, 25) einwirkendes Magnetfeld erzeugt.
Einrichtung nach Anspruch 20 oder 21, dadurch gekennzeichnet, daß die Magnetanordnung von wenigstens einem Permanentmagneten (34) gebildet ist.
Einrichtung nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, daß die Magnetanordnung von einer Vielzahl von Permanentmagneten (34) gebildet ist.
Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Magnetanordnung von wenigstens einem steuerbaren Magneten oder von wenigstens einem Elektromagneten gebildet ist.
Einrichtung nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, daß die Magnetanordnung von einer Vielzahl von steuerbaren Magneten oder Elektromagneten gebildet ist.
Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Halter (27) als Platte ausgebildet ist, und zwar mit einer Vielzahl von in Aufnahmen (33) angeordneten Magneten (34).
Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch einen vorzugsweise als Platte ausgebildeten Zwischen- oder Kühlkörper (22) zwischen dem Halter (27) und dem Trägermaterial (14).
Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Halter (27) und dem Trägermaterial (14) eine vorzugsweise von einer Folie (23) gebildete Zwischenschicht vorgesehen ist.
Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Maskenanordnung wenigstens zwei stapelartig übereinander angeordnete Masken (24, 25) aufweist, von denen wenigstens die dem Trägermaterial (14) entfernter liegenden Maske (25) aus dem magnetischen Material besteht.
Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Halter (27) Öffnungen (28, 29) für Führungsstifte (17, 18) aufweist, auf die zumindest die wenigstens eine Maske und das Trägermaterial (14) mit passenden Führungsöffnungen (19, 20) aufschiebbar sind.
Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Zwischen- oder Kühlkörper (22) und/oder die die Zwischenschicht bildende Folie (23) ebenfalls Öffnungen (19, 20) für die Führungsstifte aufweisen.
Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch ein Aufbauelement (15), welches an einem beispielsweise plattenförmigen Halter (15') abnehmbare Führungsstifte (17, 18) aufweist, auf welche zur Bildung des Trägermaterial-Masken-Pakets (21) zumindest das Trägermaterial (14) und die wenigstens eine Maskenanordnung (24, 25), vorzugsweise auch der Zwischen- oder Kühlkörper (22) und/oder die als Zwischenschicht dienende Folie aufschiebbar sind.
Einrichtung nach Anspruch 32, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungsstifte (17, 18) abnehmbar am Aufbauelement (15) vorgesehen sind.
Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch ein Tragelement oder einem Tragrahmen (26) zum Befestigen an den Führungsstiften (17, 18).
Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch haubenartigen Abdeckelemente (30) zum Abdecken der Führungsstifte (17, 18) während des Aufbringen der Strukturen (6, 7, 8, 9, 10, 12, 13).