DE19645613A1 - Drucksensor und Verfahren zu seiner Herstellung - Google Patents

Drucksensor und Verfahren zu seiner Herstellung

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    • G01LMEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
    • G01L9/00Measuring steady of quasi-steady pressure of fluid or fluent solid material by electric or magnetic pressure-sensitive elements; Transmitting or indicating the displacement of mechanical pressure-sensitive elements, used to measure the steady or quasi-steady pressure of a fluid or fluent solid material, by electric or magnetic means
    • G01L9/0041Transmitting or indicating the displacement of flexible diaphragms
    • G01L9/0051Transmitting or indicating the displacement of flexible diaphragms using variations in ohmic resistance

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Description

Die Erfindung betrifft einen Drucksensor, umfassend einen Grundkörper, eine auf dem Grundkörper angeordnete deformierbare, mit einem Druck beaufschlagbare Membran und wenigstens ein auf der Membran angeordnetes Sensor­ mittel zur Erfassung der Deformation der Membran.
Derartige Drucksensoren werden auf den unterschiedlich­ sten technischen Gebieten eingesetzt.
Ein Einsatzgebiet ist beispielsweise die Automobil­ industrie, wo die Sensoren zur Motorsteuerung aber auch beispielsweise in Sitzen u. dgl. Anwendung finden.
Ein anderes Einsatzgebiet sind Regelungen von mit einem Fluid beaufschlagbaren Ventilen.
Bei bekannten Sensoren wird eine Membran auf einem Grundkörper befestigt. Auf der Membran ist ein Sensor­ mittel zur Erfassung der Deformation der Membran angeord­ net, beispielsweise ein oder mehrere Widerstand/Wider­ stände, ein Dehnmeßstreifen o. dgl.
Die Membran ist auf dem Grundkörper beispielsweise über eine Schweißverbindung, eine Lötverbindung oder eine Klebeverbindung befestigt.
Häufig ist der Grundkörper des Sensors auf einer Träger­ platte angeordnet, die eine Auswerteschaltung trägt, wel­ che die elektrische Ausgangsgröße des Sensormittels aus­ wertet, so daß am Ausgang der Schaltung ein einem Druck proportionales Signal ausgelesen werden kann. Möglich ist es aber auch, daß der Grundkörper separat von der Trägerplatte angeordnet ist. Im ersten Falle kann das Sensormittel auf der Membran durch Bonddrähte mit entsprechenden Leiterbahnen der Schaltung verbunden sein, im zweiten Falle können auch andere externe Anschlußlei­ tungen von dem Sensormittel zur Schaltung vorgesehen sein.
Die mechanische Verbindung zwischen der Membran und dem Grundkörper ist wegen einer aufwendigen Fertigungs­ technologie kostenintensiv.
Außerdem erfordert die Verbindung des Sensormittels mit der Auswerteschaltung durch Bonddrähte einen aufwendigen und daher auch kostspieligen Herstellungsprozeß.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Drucksensor der gattungsgemäßen Art derart zu verbessern, daß dieser durch einfache Herstellung kostengünstiger wird und eine mechanische Verbindung zwischen Grundkörper und Membran vermieden wird.
Diese Aufgabe wird bei einem Drucksensor der eingangs beschriebenen Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Membran ein Teil des Grundkörpers selbst ist, der gleich­ zeitig den Träger des Sensormittels bildet.
Dadurch, daß die Membran ein Teil des Grundkörpers ist, der gleichzeitig im Bereich der Membran den Träger des Sensormittels bildet, entfällt eine mechanische Ver­ bindung, beispielsweise in Form einer Klebe- oder Schweißverbindung zwischen Membran und Grundkörper, vollständig und folglich auch das Verfahren zu ihrer Herstellung.
Rein prinzipiell ist es möglich, lediglich das Sensor­ mittel und Verbindungsleitungen von diesem Sensormittel zu Kontaktflächen, die beispielsweise im Randbereich des Grundkörpers angeordnet sind, auf dem Grundkörper z. B. aufzudampfen, aufzudrucken oder zu sputtern. Der Sensor kann in diesem Falle durch Verbindungsdrähte mit einer externen Auswerteschaltung elektrisch leitend verbunden werden.
Besonders vorteilhaft ist es jedoch, daß der Grundkörper zusätzlich Träger einer die Ausgangssignale des Sensor­ mittels auswertenden Auswerteschaltung ist. Hierdurch kann auf besonders vorteilhafte Weise nicht nur die Auswerteschaltung zusammen mit dem Sensormittel auf den Grundkörper aufgebracht werden, es entfallen auch jegliche zusätzliche, störanfällige elektrische Ver­ bindungen, beispielsweise in Form von Bonddrähten, zwischen dem Sensormittel und der Auswerteschaltung. Vielmehr können neben dem Sensormittel und der Aus­ werteschaltung auch die Verbindungsleitungen zwischen beiden direkt auf den Grundkörper aufgebracht werden. Hierdurch wird insbesondere auch ein sehr kompakter Aufbau des gesamten Drucksensors ermöglicht und es vereinfacht sich auf besonders vorteilhafte Weise die Herstellung des Drucksensors, was eine schnelle Produk­ tion und in Folge davon eine drastische Kostensenkung zur Folge hat.
Rein prinzipiell kann der Grundkörper und die Membran, die ein Teil des Grundkörpers ist, auf die unterschied­ lichste Art und Weise ausgebildet sein.
Eine vorteilhafte Ausführungsform, die insbesondere auch auf technisch einfache Weise herstellbar ist, sieht vor, daß in dem Grundkörper eine sacklochartige Ausnehmung ausgebildet ist, deren stirnseitige Begrenzungsfläche eine vorgegebene Dicke aufweist.
Eine derartige Ausbildung des Grundkörpers und der Membran erlaubt insbesondere eine sehr leichte Auf­ bringung des Sensormittels im Bereich der Membran sowie der Auswerteschaltung auf dem Grundkörper durch bekannte Verfahren. Sowohl das Sensormittel als auch die Aus­ werteschaltung sind bei einer solchen Anordnung der sacklochartigen Ausnehmung, vorzugsweise auf der Obersei­ te des Grundkörpers, d. h. auf der der sacklochartigen Ausnehmung abgewandten Seite angeordnet.
Hinsichtlich der Ausbildung des Grundkörpers selbst sind die unterschiedlichsten Ausführungsformen denkbar.
So sieht eine vorteilhafte Ausführungsform vor, daß der Grundkörper ein Keramiksubstrat ist, das besonders kostengünstig ist.
Vorzugsweise besteht das Keramiksubstrat aus Aluminium­ oxid (Al₂O₃).
Darüber hinaus kann auch vorgesehen sein, daß der Grundkörper ein Metallkörper oder ein Kunststoffkörper ist.
Bei einer anderen vorteilhaften Ausführungsform ist vorgesehen, daß der Grundkörper ein Verbund aus einer Mehrzahl von übereinander angeordneten und miteinander verbundenen Scheiben ist.
Die Scheiben selbst können aus den unterschiedlichsten Materialien bestehen, so sind beispielsweise Metall­ scheiben oder Kunststoffscheiben denkbar.
Vorzugsweise bestehen die Scheiben jedoch aus Keramikfo­ lien, die durch einen Sinterprozeß miteinander verbunden sind (LTCC - Low Temperature Cofired Ceramic). Derartige Keramikfolien sind nicht nur äußerst kostengünstig, sondern auch auf einfache Weise durch den Sinterprozeß miteinander unter Ausbildung eines einstückigen Verbunds verbindbar.
Hierbei können die unterschiedlichsten Keramiken einge­ setzt werden. Eine vorteilhafte, da besonders kostengün­ stige Keramik ist Aluminiumoxid (Al₂O₃).
Was die Anordnung des Sensormittels auf der Membran sowie der Auswerteschaltung auf der Oberfläche des Grundkörpers betrifft, sind ebenfalls die unterschiedlichsten Ausfüh­ rungsformen möglich. So kann beispielsweise sowohl das Sensormittel als auch die Auswerteschaltung auf der Ob­ erfläche des Grundkörpers aufgedruckt und/oder aufge­ dampft und/oder gesputtert sein.
Dabei ist das Sensormittel vorteilhafterweise mit der Auswerteschaltung über durchgängige Leiterbahnen elek­ trisch verbunden.
Die erfindungsgemäße Aufgabe wird darüber hinaus auch noch durch ein Verfahren zur Herstellung eines Drucksen­ sors gelöst, welcher einen Grundkörper, eine auf dem Grundkörper angeordnete, deformierbare, mit einem Druck beaufschlagbare Membran und ein auf der Membran angeord­ netes Sensormittel zur Erfassung der Deformation der Membran umfaßt, wobei in dem Grundkörper zunächst eine sacklochartige Ausnehmung derart hergestellt wird, daß ihre stirnseitige Begrenzungsfläche zur Ausbildung der Membran eine vorgegebene Dicke aufweist und wobei dann auf dem Grundkörper im Bereich der Membran das Sensor­ mittel aufgebracht wird.
Vorteilhafterweise wird außerhalb der Membran zusätzlich eine Auswerteschaltung auf dem Grundkörper aufgebracht, so daß ein besonders kompakter Aufbau des Drucksensors erzielt wird.
Zur Herstellung der sacklochartigen Ausnehmung im Grundkörper haben sich folgende Schritte als vorteilhaft erwiesen:
  • - In einer Mehrzahl von Scheiben wird eine Öffnung hergestellt,
  • - die Mehrzahl dieser mit der Öffnung versehenen Scheiben wird mit wenigstens einer weiteren Scheibe, die keine Öffnung aufweist, unter Herstellung eines einstückigen Verbunds zu dem Grundkörper verbunden.
Rein prinzipiell können Scheiben aus den unterschiedlich­ sten Materialien verwendet werden. Eine vorteilhafte Ausführungsform sieht vor, daß Scheiben aus Keramikfolien laminiert und dann gesintert werden. Die gesinterten Keramikfolien bestehen vorteilhafterweise aus Aluminium­ oxid (Al₂O₃).
Bei anderen Ausführungsformen ist vorgesehen, Scheiben aus einem Metall oder aus einem Kunststoff miteinander zu verbinden, wobei die Verbindung beispielsweise eine Klebeverbindung oder eine andere an sich bekannte Verbindung von Metallteilen oder Kunststoffteilen sein kann.
Bei derartigen Metall- oder Kunststoff-Scheiben wird die Öffnung vorzugsweise durch Bohren, Erodieren, Fräsen, Ätzen, Schneiden, Laserbearbeitung, Fließpressen oder Spritzgießen hergestellt.
Darüber hinaus kann der Grundkörper auch durch ein­ stückige Formgebung eines Keramiksubstrats und abschlie­ ßendes Brennen dieses Keramiksubstrats hergestellt werden. Hierbei ist besonders vorteilhaft, daß der Grundkörper durch Formung in praktisch jede beliebige Form gebracht werden kann, die danach durch Brennen zu einem stabilen einstückigen Ganzen wird.
In diesem Falle wird die sacklochartige Ausnehmung durch eine Werkzeugform in dem Grundkörper ausgebildet.
Eine andere vorteilhafte Ausführungsform sieht vor, den Grundkörper als einstückiges Metall- oder Kunststoffteil auszubilden, in den die sacklochartige Ausnehmung durch Bohren, Erodieren, Fräsen, Ätzen, Schneiden, Laser­ bearbeitung, Fließpressen, Spritzgießen oder ein der­ artiges Verfahren eingebracht wird.
Das Sensormittel und die Schaltung werden vorzugsweise durch Aufdampfen und/oder Aufdrucken und/oder Sputtern hergestellt.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung sind Gegen­ stand der nachfolgenden Beschreibung sowie der zeichneri­ schen Darstellung einiger Ausführungsbeispiele.
In der Zeichnung zeigen:
Fig. 1 ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemä­ ßen Drucksensors;
Fig. 2 eine Schnittdarstellung eines erfindungsgemä­ ßen Drucksensors, dessen Grundkörper aus Keramik oder einem anderen Grundmaterial besteht;
Fig. 3 eine Schnittdarstellung einer anderen Aus­ führungsform eines erfindungsgemäßen Drucksen­ sors, dessen Grundkörper aus miteinander verbundenen Scheiben besteht, und
Fig. 4 eine Schnittdarstellung einer weiteren Aus­ führungsform eines Drucksensors, dessen Grund­ körper aus miteinander verbundenen Scheiben besteht.
Ein Ausführungsbeispiel eines Drucksensors, dargestellt in den Fig. 1 bis Fig. 4, umfaßt einen als Ganzen mit 10 bezeichneten Grundkörper, auf dem eine Membran 20, ein auf der Membran 20 angeordnetes Sensormittel 30, eine Auswerteschaltung 40 zur Auswertung der von dem Sensor­ mittel ausgegebenen Signale sowie Leiterbahnen 41, welche die Auswerteschaltung 40 und/oder das Sensormittel 30 mit im Randbereich des Grundkörpers 10 angeordneten Kontakt­ flächen 42 verbinden, angeordnet sind.
Es versteht sich, daß neben der Auswerteschaltung 40 auch beliebige andere Schaltungsteile einer oder mehrerer weiterer elektrischer Schaltungen vorgesehen sein können, die gegebenenfalls mit der Auswerteschaltung 40 zusammen­ wirken können.
Im Bereich der Membran 20 ist in dem Grundkörper 10 eine sacklochartige Ausnehmung 12 ausgebildet, deren stirnsei­ tige Begrenzungsfläche 13 eine vorgegebene Dicke d, die wesentlich von der Eigenschaft der Membran bestimmt wird, aufweist.
Es ist darauf hinzuweisen, daß es nicht erforderlich ist, auf dem Grundkörper 10 Teile einer Auswerteschaltung 40 anzuordnen. Vielmehr ist es auch möglich, das Sensor­ mittel 30 direkt über Leiterbahnen 41 mit Kontaktflächen 42 zu verbinden. Die elektrische Verbindung des Sensor­ mittels mit einer separat angeordneten Auswerteschaltung wird in diesem Falle durch Verbindungsleitungen herge­ stellt, die auf den Kontaktflächen 42 angeordnet sind und zu der separat angeordneten Auswerteschaltung führen (nicht dargestellt).
Darüber hinaus können Teile der Auswerteschaltung 40 auch auf der Unterseite des Grundkörpers 10 angeordnet sein (vergl. Fig. 2, Fig. 3 und Fig. 4).
Die sacklochartige Ausnehmung 12 ist derart ausgebildet, daß die Membran 20 vorzugsweise eine runde Gestalt aufweist. Selbstverständlich kann die Membran 20 auch eine beliebige Gestalt, z. B. eine elliptische oder eine polygonale Gestalt aufweisen. Die Gestalt der Membran 20 wird vollständig durch die sacklochartige Ausnehmung 12 bestimmt. Das auf der Membran 20 angeordnete Sensormittel 30 kann beispielsweise durch einen oder mehrere piezore­ sistive Widerstände, beispielsweise als Wheatstone-Brücke geschaltet, einen Dehnmeßstreifen oder dgl. realisiert sein. Durch das Sensormittel 30 wird eine Deformation der Membran 20 in ein elektrisches Signal umgewandelt. Das elektrische Signal wird durch die Auswerteschaltung 40, die gegebenenfalls auf dem Grundkörper 10 angeordnet ist, ausgewertet.
Wie aus Fig. 1 hervorgeht, dient der Grundkörper 10 als Träger der Membran 20, die ein integraler Bestandteil des Grundkörpers 10 ist, und des auf ihr angeordneten Sensor­ mittels 30, sowie - sofern die Auswerteschaltung 40 ebenfalls auf dem Grundkörper 10 angeordnet ist, wie in Fig. 1 bis Fig. 4 dargestellt - auch als Träger der Auswerteschaltung 40.
Die elektrische Schaltung 40 wird auf an sich bekannte Weise, beispielsweise durch Aufdrucken, Aufdampfen o. dgl. auf den Grundkörper 10 aufgebracht. Entsprechend wird auch das Sensormittel 30 durch Aufdrucken, Aufdampfen, Sputtern o. dgl. aufgebracht.
Dabei können die Auswerteschaltung 40 wie auch das Sensormittel 30 auf beiden Seiten des Grundkörpers angeordnet sein. Möglich ist es dabei, auf beiden Seiten Teile derselben Auswerteschaltung 40 oder auch unter­ schiedliche Schaltungen vorzusehen, darüber hinaus können auch auf beiden Seiten der Membran 20 Sensormittel 30 vorgesehen sein.
Die Schaltung 40 und das Sensormittel 30 können hierbei in unterschiedlichen Verfahrensschritten oder auch in einem einzigen Verfahrensschritt auf den Grundkörper 10 aufgebracht werden. Hierbei werden insbesondere auch die elektrischen Verbindungsleitungen 41 zwischen der Auswerteschaltung 40 und dem Sensormittel 30 sowie den Kontaktflächen 42 durch den Herstellungsvorgang der Auswerteschaltung 40 und/oder des Sensormittels 30 erzeugt.
Auf diese Weise können zusätzliche Verbindungsdrähte zwischen dem Sensormittel 30 und den Kontaktflächen 42 bzw. der Auswerteschaltung 40, beispielsweise störanfäl­ lige Bonddrähte o. dgl., vollständig entfallen. Der gesamte Drucksensor kann vielmehr als äußerst flaches Gebilde hergestellt werden.
Besonders vorteilhaft bei einem derartigen Drucksensor ist es, daß die Membran integraler Teil des Grundkörpers 10 ist und so niemals die Gefahr besteht, daß sie sich von dem Grundkörper 10 lösen kann, die beispielsweise dann gegeben ist, wenn die Membran 20 auf dem Grundkörper 10 aufgeklebt, aufgeschweißt oder durch eine andere Ver­ bindungstechnik mit dem Grundkörper 10 verbunden ist.
Der Grundkörper 10 kann einstückig ausgebildet sein. Er kann beispielsweise dadurch hergestellt werden, daß ein Keramikmaterial in eine Form gepreßt wird und sodann bei einer verhältnismäßig hohen Temperatur gebrannt wird. Es versteht sich, daß die sacklochartige Ausnehmung durch diese einstückige Formgebung bereits in dem Grundkörper 10 ausgebildet werden kann.
Wie aus Fig. 3 hervorgeht, kann der Grundkörper auch mehrere Lagen von übereinander angeordneten Schichten, z. B. laminierten und gesinterten Keramikschichten umfassen.
Des weiteren können in dem Grundkörper 10 auch zwei sacklochartige Ausnehmungen 12, 14 ausgebildet sein, die sich einander unter Einschluß der Begrenzungsfläche 13 der Dicke d gegenüberliegen (Fig. 4). In diesem Fall ist die Membran 20, gewissermaßen im Inneren des Grundkörpers 10 angeordnet.
Wie in Fig. 2 dargestellt, können auf beiden Seiten des Grundkörpers 10 zur Abdichtung der Membran gegenüber der Umgebung Dichtungen, beispielsweise O-Ringdichtungen 50, vorgesehen sein. Hierdurch wird verhindert, daß das unter Druck stehende Fluid, welches auf beiden Seiten der Membran 20 vorhanden sein kann, in den Außenraum au­ ßerhalb der Membran 20, beispielsweise in den Bereich der Schaltung 40 gelangen kann.
Die Herstellung der obenbeschriebenen Drucksensoren geschieht nun auf folgende Weise: Zunächst wird in dem Grundkörper 10 wenigstens eine sacklochartige Ausnehmung 12 hergestellt derart, daß ihre stirnseitige Begrenzungs­ fläche eine vorgegebene Dicke d aufweist. Daraufhin wird auf den Grundkörper gegebenenfalls die Auswerteschaltung 40 und im Bereich der Begrenzungsfläche 13 das Sensor­ mittel 30 aufgebracht, beispielsweise durch Aufdampfen, Aufdrucken, Sputtern o. dgl.
Es versteht sich, daß hierbei auch die Verbindungs­ leitungen 41 zwischen dem Sensormittel 30 und der Aus­ werteschaltung 40 sowie die Kontaktflächen 42 erzeugt werden.
Die sacklochartige Ausnehmung 12 in dem Grundkörper 10 selbst kann beispielsweise dadurch hergestellt werden, daß man eine Mehrzahl von sehr dünnen Keramikfolien (vergl. Fig. 3, Fig. 4) mit einer Öffnung versieht. Dies kann beispielsweise durch Stanzen geschehen. Daraufhin wird die Mehrzahl der gestanzten Keramikfolien mit wenigstens einer weiteren, nicht gestanzten Keramikfolie unter Herstellung eines einstückigen Verbunds zu dem Grundkörper 10 verbunden. Die Anzahl der nicht gestanzten Keramikfolie hängt von der Dicke d der herzustellenden Membran 20 ab.
Die Ausbildung des einstückigen Verbunds kann beispiels­ weise durch Sintern der Keramikfolien hergestellt werden.
Die hierbei aufzuwendenden Temperaturen liegen in der Größenordnung von einigen hundert °C. Aus diesem Grunde werden auf diese Weise hergestellte Keramiksubstrate auch als Low Temperature Cofired Ceramics, LTCC, bezeichnet.
Darüber hinaus kann der Grundkörper 10 auch durch einstückige Formgebung dadurch hergestellt werden, daß beispielsweise ein Keramikmaterial in eine gewünschte Form gepreßt wird und sodann durch Brennen bei einer verhältnismäßig hohen Temperatur fertiggestellt wird.
Als Keramiksubstrat kommt vorzugsweise Aluminiumoxid (Al₂O₃) in Frage. Selbstverständlich kann auch jede andere Keramik verwendet werden.
Der Grundkörper kann darüber hinaus aber auch aus anderen Materialien, beispielsweise aus Metallen oder aus Kunststoff bestehen. Wenn der Grundkörper 10 aus einem Metall, beispielsweise Aluminium, besteht, wird auf dessen Oberfläche eine Isolationsschicht aufgebracht, auf die dann gegebenenfalls die Auswerteschaltung 40 sowie im Bereich der Membran 20 das Sensormittel 30 aufgedruckt und/oder aufgedampft und/oder gesputtert werden.
In diesem Falle kann der Grundkörper 10 sowohl aus einem Stück als auch aus mehreren übereinander angeordneten und miteinander verbundenen Scheiben dieses Materials bestehen. Selbstverständlich ist es auch möglich, bei einem aus mehreren Scheiben bestehenden Grundkörper 10 die sacklochartige Ausnehmung 12 wie bei der oben im Zusammenhang mit Keramikfolien erläuterten Herstellung der sacklochartigen Ausnehmung 12 durch Ausbildung einer Öffnung in einzelnen Scheiben, die in diesem Falle durch Bohren, Erodieren, Fräsen, Laserbearbeitung, Schneiden, Ätzen, Fließpressen oder Spritzgießen hergestellt wird, und anschließendes Zusammenfügen der Scheiben auszubil­ den.
Bei einem aus einem Stück bestehenden Grundkörper 10 kann die sacklochartige Ausnehmung 12 durch Bohren, Erodieren, Fräsen, Laserbearbeitung, Schneiden, Ätzen, Fließpressen oder Spritzgießen hergestellt werden.

Claims (22)

1. Drucksensor, umfassend einen Grundkörper (10), eine auf dem Grundkörper (10) angeordnete, deformierbare, mit Druck beaufschlagbare Membran (20) und wenig­ stens ein auf der Membran (20) angeordnetes Sensor­ mittel (30) zur Erfassung der Deformation der Membran (20), dadurch gekennzeichnet, daß die Membran (20) ein Teil des Grundkörpers (10) selbst ist, der gleichzeitig den Träger des Sensormittels (30) bildet.
2. Drucksensor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Grundkörper (10) Träger einer die Ausgangs­ signale des Sensormittels (30) auswertenden Aus­ werteschaltung (40) ist.
3. Drucksensor nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß in dem Grundkörper (10) wenigstens eine sacklochartige Ausnehmung (12) ausgebildet ist, deren stirnseitige Begrenzungsfläche (13) eine vor­ gegebene Dicke (d) aufweist.
4. Drucksensor nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Grundkörper (10) ein Keramiksubstrat ist.
5. Drucksensor nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Keramiksubstrat aus Aluminiumoxid (Al₂O₃) besteht.
6. Drucksensor nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Grundkörper ein Metallkörper ist.
7. Drucksensor nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Grundkörper (10) ein Kunststoffkörper ist.
8. Drucksensor nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Grundkörper (10) ein Verbund aus einer Mehrzahl von übereinander angeord­ neten und miteinander verbundenen Scheiben ist.
9. Drucksensor nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Scheiben aus Keramikfolien bestehen, die durch einen Sinterprozeß miteinander verbunden sind (LTCC, Low Temperatur Cofired Ceramic).
10. Drucksensor nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Keramiksubstrat aus Aluminiumoxid (Al₂O₃) besteht.
11. Drucksensor nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Sensormittel (20) und gegebenenfalls die Auswerteschaltung (40) auf der Oberfläche des Grundkörpers (10) aufgedruckt und/oder aufgedampft und/oder gesputtert sind.
12. Drucksensor nach Anspruch 11, dadurch gekennzeich­ net, daß das Sensormittel (30) mit der Auswerte­ schaltung (40) über durchgängige Leiterbahnen elektrisch verbunden ist.
13. Verfahren zur Herstellung eines Drucksensors mit einem Grundkörper, einer auf dem Grundkörper an­ geordneten, deformierbaren, mit Druck beaufschlagba­ ren Membran (20) und einem auf der Membran (20) an­ geordneten Sensormittel (30) zur Erfassung der Deformation der Membran (20), dadurch gekennzeich­ net, daß zunächst in dem Grundkörper wenigstens eine sacklochartige Ausnehmung derart hergestellt wird, daß ihre stirnseitige Begrenzungsfläche (13) zur Ausbildung der Membran (20) eine vorgegebene Dicke (d) aufweist, daß dann auf dem Grundkörper im Bereich der Membran (20) das Sensormittel (30) aufgebracht wird.
14. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß außerhalb der Membran (20) eine Auswerteschal­ tung (40) aufgebracht wird.
15. Verfahren nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die wenigstens eine sacklochartige Ausnehmung (12) in dem Grundkörper durch folgende Schritte hergestellt wird:
  • a) in einer Mehrzahl von Scheiben wird eine Öffnung hergestellt;
  • b) die Mehrzahl dieser mit der Öffnung versehenen Scheiben wird mit wenigstens einer weiteren Scheibe, die keine Öffnung aufweist, unter Herstellung eines einstückigen Verbunds zu dem Grundkörper verbunden.
16. Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Scheiben aus Keramikfolien bestehen.
17. Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß der Verbund durch Sintern der Keramikfolien her­ gestellt wird.
18. Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Scheiben aus einem Metall bestehen.
19. Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Scheiben aus einem Kunststoff bestehen.
20. Verfahren nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Grundkörper (10) und die sack­ lochartige Ausnehmung (12) durch einstückige Formge­ bung hergestellt werden.
21. Verfahren nach Anspruch 18 oder 19, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die wenigstens eine sacklochartige Ausnehmung (12) in den Grundkörper (10) durch eines oder mehrere der nachfolgenden Herstellungsverfahren eingebracht wird: Bohren, Erodieren, Fräsen, Ätzen, Schneiden, Laserbearbeitung, Fließpressen, Spritz­ gießen.
22. Verfahren nach einem der Ansprüche 13 bis 21, dadurch gekennzeichnet, daß sowohl die Auswerte­ schaltung (40) als auch das Sensormittel (30) durch eines oder mehrere der folgenden Herstellungsver­ fahren auf dem Grundkörper (10) aufgebracht wird: Aufdampfen, Sputtern, Aufdrucken.
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Cited By (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1999034184A1 (de) * 1997-12-23 1999-07-08 Unaxis Trading Ag Kapazitive vakuummesszelle
DE10211992C2 (de) * 2001-05-04 2003-11-27 Trafag Ag Maennedorf Drucksensor zur Druckerfassung in einem Motorbrennraum sowie Verfahren zu dessen Herstellung
DE10252023B3 (de) * 2002-11-06 2004-07-15 Metallux Gmbh Drucksensor
WO2004085985A1 (de) * 2003-03-27 2004-10-07 Thiele Gmbh & Co. Kg Lebensdauersensor
DE102004035545A1 (de) * 2004-07-22 2006-02-16 Siemens Ag Drucksensor und Verfahren zu dessen Herstellung
DE102005012686A1 (de) * 2005-01-14 2006-07-27 Trafag Ag Drucksensor, darin verwendbarer Verformungskörper und Herstellverfahren dafür
DE102006039421A1 (de) * 2005-08-23 2007-07-05 Continental Teves Ag & Co. Ohg Drucksensoreinheit
US7281434B2 (en) 2003-03-27 2007-10-16 Thiele Gmbh & Co. Kg Service life sensor device
EP1881314A2 (de) * 2006-07-18 2008-01-23 Trafag AG Profiliertes Bauelement aus Metall für Fluidumhüllungen sowie Verfahren zum Vorsehen eines Drucksensors daran
DE102007051075A1 (de) 2007-10-17 2009-04-30 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Aktorisch wirksames und/oder sensitives Element, Verfahren zu seiner Herstellung sowie seine Verwendung
DE102012010423A1 (de) 2012-05-16 2013-11-21 Annica Brandenburg Zylindrische Vorrichtung in Multilayertechnik als Plattform für die Hochtemperatur-Gasdetektion
EP3671162A1 (de) * 2018-12-21 2020-06-24 Exentis Knowledge GmbH Formkörper sowie verfahren zur herstellung eines formkörpers
EP3671161A1 (de) * 2018-12-21 2020-06-24 Exentis Knowledge GmbH Formkörper sowie verfahren zur herstellung eines formkörpers
EP3671160A1 (de) * 2018-12-21 2020-06-24 Exentis Knowledge GmbH Formkörper sowie verfahren zur herstellung eines formkörpers
CN113260840A (zh) * 2018-12-21 2021-08-13 埃克森蒂斯知识股份有限公司 一种成型体及制造成型体的方法

Cited By (30)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1999034184A1 (de) * 1997-12-23 1999-07-08 Unaxis Trading Ag Kapazitive vakuummesszelle
DE10211992C2 (de) * 2001-05-04 2003-11-27 Trafag Ag Maennedorf Drucksensor zur Druckerfassung in einem Motorbrennraum sowie Verfahren zu dessen Herstellung
US7162925B2 (en) 2002-11-06 2007-01-16 Metallux Ag Pressure sensor with monolithic body and circuit-bearing membrane attached thereto
DE10252023B3 (de) * 2002-11-06 2004-07-15 Metallux Gmbh Drucksensor
WO2004085985A1 (de) * 2003-03-27 2004-10-07 Thiele Gmbh & Co. Kg Lebensdauersensor
US7281434B2 (en) 2003-03-27 2007-10-16 Thiele Gmbh & Co. Kg Service life sensor device
DE102004035545A1 (de) * 2004-07-22 2006-02-16 Siemens Ag Drucksensor und Verfahren zu dessen Herstellung
DE102005012686A1 (de) * 2005-01-14 2006-07-27 Trafag Ag Drucksensor, darin verwendbarer Verformungskörper und Herstellverfahren dafür
DE102006039421A1 (de) * 2005-08-23 2007-07-05 Continental Teves Ag & Co. Ohg Drucksensoreinheit
US7975553B2 (en) 2005-08-23 2011-07-12 Continental Teves Ag & Co. Ohg Pressure sensor unit
EP1881314A2 (de) * 2006-07-18 2008-01-23 Trafag AG Profiliertes Bauelement aus Metall für Fluidumhüllungen sowie Verfahren zum Vorsehen eines Drucksensors daran
EP1881314A3 (de) * 2006-07-18 2010-10-06 Trafag AG Profiliertes Bauelement aus Metall für Fluidumhüllungen sowie Verfahren zum Vorsehen eines Drucksensors daran
DE102007051075A1 (de) 2007-10-17 2009-04-30 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Aktorisch wirksames und/oder sensitives Element, Verfahren zu seiner Herstellung sowie seine Verwendung
DE102007051075B4 (de) * 2007-10-17 2013-10-17 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Aktorisch wirksames oder aktorisch wirksames und sensitives Element, Verfahren zu seiner Herstellung sowie seine Verwendung
DE102012010423A1 (de) 2012-05-16 2013-11-21 Annica Brandenburg Zylindrische Vorrichtung in Multilayertechnik als Plattform für die Hochtemperatur-Gasdetektion
EP3671162A1 (de) * 2018-12-21 2020-06-24 Exentis Knowledge GmbH Formkörper sowie verfahren zur herstellung eines formkörpers
EP3671161A1 (de) * 2018-12-21 2020-06-24 Exentis Knowledge GmbH Formkörper sowie verfahren zur herstellung eines formkörpers
EP3671160A1 (de) * 2018-12-21 2020-06-24 Exentis Knowledge GmbH Formkörper sowie verfahren zur herstellung eines formkörpers
WO2020127384A1 (de) * 2018-12-21 2020-06-25 Exentis Knowledge Gmbh Formkörper sowie verfahren zur herstelllung eines formkörpers
WO2020127387A1 (de) * 2018-12-21 2020-06-25 Exentis Knowledge Gmbh Formkörper sowie verfahren zur herstellung eines formkörpers
WO2020127388A1 (de) * 2018-12-21 2020-06-25 Exentis Knowledge Gmbh Formkörper sowie verfahren zur herstellung eines formkörpers
CN113227743A (zh) * 2018-12-21 2021-08-06 埃克森蒂斯知识股份有限公司 一种成型体及制造成型体的方法
CN113260840A (zh) * 2018-12-21 2021-08-13 埃克森蒂斯知识股份有限公司 一种成型体及制造成型体的方法
CN113260841A (zh) * 2018-12-21 2021-08-13 埃克森蒂斯知识股份有限公司 一种成型体及制造成型体的方法
CN113260842A (zh) * 2018-12-21 2021-08-13 埃克森蒂斯知识股份有限公司 一种成型体及制造成型体的方法
AU2019406536B2 (en) * 2018-12-21 2023-02-02 Exentis Knowledge Gmbh Shaped body and method for producing a shaped body
AU2019409813B2 (en) * 2018-12-21 2023-02-02 Exentis Knowledge Gmbh Shaped body and method for producing a shaped body
AU2019406537B2 (en) * 2018-12-21 2023-04-27 Exentis Knowledge Gmbh Shaped body and method for producing a shaped body
US11860056B2 (en) 2018-12-21 2024-01-02 Exentis Knowledge Gmbh Shaped body and method for producing a shaped body
US12066349B2 (en) 2018-12-21 2024-08-20 Exentis Knowledge Gmbh Shaped article and method for producing a shaped article

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