DE19804036A1

DE19804036A1 - Sensor system for detection of climatic measurement data in buildings e.g. for heating

Info

Publication number: DE19804036A1
Application number: DE19804036A
Authority: DE
Inventors: Gerhard Dr Ing Temmel; Edmund Dr Ing Burte
Original assignee: Fraunhofer Gesellschaft zur Forderung der Angewandten Forschung eV
Current assignee: Fraunhofer Gesellschaft zur Forderung der Angewandten Forschung eV
Priority date: 1998-02-02
Filing date: 1998-02-02
Publication date: 1999-08-12

Abstract

The sensor system includes two sensor elements for the measurement of a climatic parameter, a circuit for processing data produced by the sensor element, and a substrate. The active surface area of a sensor element is arranged on the side of the sensor element facing the environment, while the circuit is arranged between the sensor element and substrate. The circuit, the sensor element and the substrate are connected are connected mechanically and electrically with each other. An Independent claim is provided for a method for manufacturing the sensor system.

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein neuartiges Sensorsystem und Multisensorsystem zur Erfassung von klimatischen Meßdaten sowie auf ein Verfahren zur Herstellung des Sensorsystems und des Multisensorsystems.The present invention relates to a novel sensor system and Multi-sensor system for recording climatic measurement data as well as a method for the manufacture of the sensor system and the multi-sensor system.

Das erfindungsgemäße Sensorsystem und das erfindungsgemäße Multisensorsystem können in vorteilhafter Weise zur Steuerung der Haustechnik eingesetzt werden, wodurch beispielsweise die Gebäudeheizung in effizienter Weise geregelt werden kann.The sensor system according to the invention and the multi-sensor system according to the invention can be used in an advantageous manner to control the building services, which, for example, regulates building heating in an efficient manner can.

Dabei sind noch weitere Anwendungsbereiche für das erfindungsgemäße Sensorsystem und das erfindungsgemäße Multisensorsystem denkbar. Als ein Beispiel für ein weiteres Einsatzgebiet können Verkehrsleitsysteme angeführt werden. Beispielsweise werden lokale Klimaerfassungsstationen an vielbefahrenen Autobahnrouten in vermehrtem Umfang eingesetzt. Durch die Messung und Analyse der Umweltbedingungen wie Niederschlag, Nebel und Außentemperatur sowie Luftfeuchtigkeit erfolgt die gezielte Steuerung des Verkehrsflusses. Dabei kann das erfindungsgemäße Sensor- bzw. Multisensorsystem in derartigen Klimaerfassungsstationen eingesetzt werden. In diesem Zusammenhang ist die Möglichkeit zur Fertigung kostengünstiger Sensorikelemente ein wichtiger Beitrag zur großflächigen Erweiterung diverser Verkehrsleitsysteme.There are still further areas of application for the invention Sensor system and the multi-sensor system according to the invention conceivable. For example traffic control systems can be used for a further area of application. For example, local climate recording stations are very busy Motorway routes used to an increasing extent. By measurement and analysis environmental conditions such as precipitation, fog and outside temperature as well Humidity is used to control the flow of traffic. It can inventive sensor or multi-sensor system in such Climate detection stations are used. In this context, the Possibility to manufacture inexpensive sensor elements an important contribution for large-scale expansion of various traffic control systems.

Derzeit sind die Vorrichtungen zur Wärmeerzeugung für die Gebäudeheizung mit zentralen Steuerungen und mit Einrichtungen zur Raumtemperaturregelung (meist handregulierbare Thermostatventile) ausgestattet. Dabei beziehen Regelungen von Heizungsanlagen oder Klimaanlagen meist nur die Außentemperatur an der Nordwand von Gebäuden als Außenklimaparameter ein. Die Einbeziehung alternativer Energiequellen unter Ausnutzung von Solar-, Windenergie, Niederschlag und Geothermik in die Heizung, Warmwasserbereitung und Stromversorgung erfordert jedoch die Erfassung von weitaus mehr Daten, als sie für eine herkömmliche Heizungssteuerung notwendig sind. Die Außenklimaparameter sind dort an erster Stelle zu nennen, da die zur Verfügung stehende Energie direkt von diesen Parametern abhängig ist. Genauer gesagt müssen neben den Temperaturen Sonneneinstrahlung, Windgeschwindigkeit und Windrichtung, sowie der Niederschlag erfaßt werden. Die Globalstrahlung gibt Kennwerte für die Photovoltaik, Solarkollektoren und Abschattungseinrichtungen. Windrichtung und Geschwindigkeit ermöglichen eine Aussage über die im Augenblick mögliche Windenergieerzeugung durch Windräder. Sonneneinstrahlung und Windgeschwindigkeit ändern die Transmissionsverluste durch die Außenwände des Gebäudes und damit den Wärmebedarf.The devices for heat generation for building heating are currently included central controls and with facilities for room temperature control (mostly hand-adjustable thermostatic valves). Regulations refer to Heating systems or air conditioning systems usually only the outside temperature at the North wall of buildings as an external climate parameter. Integration alternative energy sources using solar, wind, precipitation and geothermal energy in heating, water heating and power supply however, requires much more data to be collected than it does for one conventional heating control is necessary. The outside climate parameters are to be mentioned there in the first place, since the available energy directly from is dependent on these parameters. More specifically, in addition to the temperatures Sun exposure, wind speed and wind direction, as well as the Precipitation can be recorded. The global radiation gives characteristic values for the Photovoltaics, solar collectors and shading devices. Wind direction and Speed allow a statement about what is currently possible Wind power generation by wind turbines. Sun exposure and Wind speed change the transmission losses through the outer walls of the Building and thus the heat requirement.

Durch die Meßwertaufnahme und Datenausgabe stehen dann - je nach Betriebszustand des Wohnbereiches - Regelgrößen zur Verfügung. Dies können Komfortklimasteuerung, minimaler Energieeinsatz für Heizung oder Warmwasserbereitung und dergleichen sein.The measured value recording and data output then - depending on Operating state of the living area - control variables available. You can Comfort climate control, minimal use of energy for heating or Water heating and the like.

Dabei sind kostengünstige Einzelsensoren teilweise in einer großen Zahl vorhanden, die erhaltenen Meßgenauigkeiten und die erreichten Einsatztauglichkeiten sind aber durchwegs unzureichend. Die derzeitig am Markt erhältlichen hochpräzisen Einzelsensoren sind allerdings für den Einsatz in Wohn-und Zweckbauten in den meisten Fällen viel zu kostenintensiv.In some cases, inexpensive individual sensors are available in large numbers, the measurement accuracy obtained and the usability achieved are however consistently inadequate. The high-precision currently available on the market However, individual sensors are for use in residential and functional buildings in the far too expensive in most cases.

Am Markt erhältliche Wetterstationen, d . h. Multisensorsysteme mit zusammengefügten Sensorsystemen gibt es für eine Reihe von meteorologischen Meßaufgaben. Die Kosten derartiger Systeme sind für viele Anwendungen zu hoch. Bekannte Beispiele für Billigsensorsysteme hingegen haben den Nachteil, daß ihre Genauigkeit zu gering ist, so daß sie lediglich als Anzeigeelement zu verwenden sind, nicht jedoch zur Regelung von Vorrichtungen zur Wärmeerzeugung. Durch den Aufbau und die verwendeten Systeme ist ein jahrelanger Dauerbetrieb nicht ohne massive Wartungen oder Austausch von Komponenten möglich. Darüber hinaus sind die Schnittstellen nicht zu Bussystemen kompatibel.Weather stations available on the market, i.e. H. Multisensor systems with Assembled sensor systems exist for a number of meteorological Measurement tasks. The cost of such systems is too high for many applications. Known examples of cheap sensor systems, however, have the disadvantage that their Accuracy is too low so that they can only be used as a display element, but not for regulating heat generation devices. By the The structure and the systems used are not without years of continuous operation massive maintenance or replacement of components possible. Beyond that the interfaces are not compatible with bus systems.

Bei der Konzeption von Sensorsystemen, die auf Mikrosystemtech nik-(MST-)Komponenten, insbesondere aus Silizium, beruhen, stellt sich insbesondere das Problem, daß die auf dem Sensorchip integrierte Elektronik vor dem Einfluß der Lichtstrahlung ausreichend geschützt werden muß. Beispielsweise generieren eintreffende Lichtquanten beim Auftreffen auf den Siliziumkörper freie Ladungsträger, die zu Störungen in der Signalverarbeitung führen.When designing sensor systems based on microsystem technology nik (MST) components, in particular made of silicon, this is particularly the case Problem that the electronics integrated on the sensor chip before the influence of Light radiation must be adequately protected. Generate for example incoming light quanta free when striking the silicon body Charge carriers that lead to interference in signal processing.

Deshalb werden weitverbreitet Kapselungen eingesetzt, um die weiterverarbeitende Elektronik vor Außenklimaeinflüssen zu schützen. Derartige Kapselungen behindern jedoch den freien Zugang der Sensoren zum Außenklima.That is why encapsulations are widely used to process them Protect electronics from outside climate influences. Such encapsulations hinder however, free access of the sensors to the outside climate.

Entsprechend entsteht beim Aufbau des Klimameßsystems das Problem, daß einerseits die Sensoren freien Zugang zum Außenklima haben müssen, anderseits die weiterverarbeitende Elektronik vor genau diesen Klimaeinflüssen (Hitze, Kälte, Wasser . . .) ausreichend geschützt werden muß.Accordingly, the problem arises in the construction of the climate measuring system that on the one hand the sensors must have free access to the outside climate, on the other hand the processing electronics against precisely these climatic influences (heat, cold, Water . . .) must be adequately protected.

Der vorliegenden Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, ein neuartiges, zuverlässiges Sensorsystem zu schaffen, mit dem das Problem beseitigt werden kann, daß das Sensorsystem einerseits Wetterdaten erfassen soll und daher der Umwelt ausgesetzt werden soll, andererseits die empfindliche weiterverarbeitende Elektronik anfällig gegenüber Witterungsbedingungen ist und daher gegenüber der Umwelt geschützt werden soll.The present invention is therefore based on the object of to create a reliable sensor system that can solve the problem, that the sensor system should record weather data on the one hand and therefore the environment on the other hand, the sensitive processing electronics is susceptible to weather conditions and therefore to the environment should be protected.

Des weiteren liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein kostengünstiges und zuverlässiges Multisensorsystem zu schaffen. Furthermore, the present invention is based on the object to create an inexpensive and reliable multi-sensor system.

Gemäß der vorliegenden Erfindung wird die Aufgabe durch das Sensorsystem nach Anspruch 1, das Multisensorsystem nach Anspruch 11 sowie das Verfahren zur Herstellung eines Sensorsystems nach Anspruch 16 und das Verfahren zur Herstellung eines Multisensorsystems nach Anspruch 25 gelöst. Die vorliegende Erfindung stellt darüber hinaus die Verwendung des erfindungsgemäßen Sensor- oder Multisensorsystems nach den Ansprüchen 30 und 31 bereit.According to the present invention, the object is achieved by the sensor system Claim 1, the multi-sensor system according to claim 11 and the method for Manufacture of a sensor system according to claim 16 and the method for Manufacture of a multi-sensor system according to claim 25 solved. The present The invention also provides the use of the invention Sensor or multi-sensor system according to claims 30 and 31 ready.

Die bevorzugten Ausführungsformen sind Gegenstand der Unteransprüche.The preferred embodiments are the subject of the dependent claims.

Dadurch, daß gemäß der vorliegenden Erfindung die sensoraktive Fläche des Sensorelements auf der der Umgebung zugewandten Seite des Sensorelements angeordnet ist, während die Schaltung zwischen Sensorelement und Substrat angeordnet ist und die Schaltung, das Sensorelement und das Substrat geeignet miteinander mechanisch und elektrisch verbunden sind, wird ein zuverlässiges Sensorsystem realisiert, bei dem einerseits die Umweltdaten sicher erfaßt werden können, andererseits die Meßdaten durch die weiterverarbeitende Elektronik ohne Störungen von außen weiterverarbeitet werden können.The fact that, according to the present invention, the sensor-active surface of the Sensor element on the side of the sensor element facing the environment is arranged while the circuit between sensor element and substrate is arranged and the circuit, the sensor element and the substrate are suitable mechanically and electrically connected with each other becomes a reliable Realized sensor system in which on the one hand the environmental data are recorded reliably can, on the other hand, the measurement data through the processing electronics without Faults can be processed from the outside.

Mit der mikrosystemtechnisch herstellbaren, vor allem aber kostengünstig zu fertigenden Wetterstation, die das erfindungsgemäße Multisensorsystem umfaßt, können Außentemperatur, Luftdruck und -feuchte, Sonneneinstrahlung, Niederschlag, Windgeschwindigkeit und -richtung sowie UV-Strahlung erfaßt werden. Die Meßwerte können einem Haus- oder Gebäudeleitsystem zur Verfügung gestellt oder zu Regel- und Steuerungsaufgaben von autarken Einheiten (z. B. Wintergarten) herangezogen werden. Außerdem kann der Nutzer durch die Klimastation Informationen über das lokale Wetter abrufen.With the microsystem technically producible, but above all inexpensive manufacturing weather station, which comprises the multi-sensor system according to the invention, outside temperature, air pressure and humidity, solar radiation, Precipitation, wind speed and direction as well as UV radiation are recorded become. The measured values can be made available to a house or building management system or for regulation and control tasks of self-sufficient units (e.g. Conservatory) can be used. The user can also use the Climate station Get information about local weather.

Darüber hinaus hat das erfindungsgemäße Sensor- bzw. Multisensorsystem den Vorteil, daß es in einer CMOS-kompatiblen Massenfertigung herstellbar ist und durch automatisierte Fertigungslinien weiterverarbeitet werden kann. Um dies realisieren zu können, werden gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung die meisten Herstellungsschritte konsequent durch CMOS-Prozeßschritte realisiert, wie sie auch in einer ASIC Fertigung eingesetzt werden. Nur einige wenige Prozeßschritte, für die es keine kompatiblen Techniken gibt oder die zu Störungen im Prozeßablauf führen, werden nachträglich ausgeführt. Dies sind unter anderem Spincoating-Verfahren zum Aufbringen von sensitiven Schichten und das mikromechanische, anisotrope Ätzen.In addition, the sensor or multi-sensor system according to the invention has the Advantage that it can be manufactured in a CMOS-compatible mass production and by automated production lines can be processed further. To realize this can, according to a preferred embodiment of the present Invention most manufacturing steps consistently through CMOS process steps realized as they are also used in an ASIC production. Just a few Process steps for which there are no compatible techniques or for which faults occur lead in the process flow are carried out later. These are among others Spin coating process for the application of sensitive layers and that micromechanical, anisotropic etching.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung sollen in dem Multisensorsystem die einzelnen Sensorelemente und die dazugehörige Ansteuer- und Auswerteelektronik integriert werden. Die Herstellung der elektronischen Bauteile erfolgt somit vorzugsweise in einem implementierten CMOS-Prozeß. Die Herstellung zusätzlicher sensitiver und elektrisch aktiver Schichten kann dann mit den Methoden der Mikrosystemtechnik erfolgen.According to a preferred embodiment of the present invention, in the multi sensor system the individual sensor elements and the associated Control and evaluation electronics are integrated. The manufacture of the Electronic components are therefore preferably implemented in an CMOS process. The production of additional sensitive and electrically active layers can then done with the methods of microsystem technology.

Bei dem erfindungsgemäßen Sensor- bzw. Multisensorsystem werden die Sensoren vorzugsweise mit den heutigen Möglichkeiten der Mikrosystemtechnik weitgehend monolithisch integriert auf Siliziumsubstraten hergestellt. Der Aufbau auf den Träger ist durch Flip-Chip Bonden vorgesehen, wodurch eine schnelle und zuverlässige Kontaktierung und mechanische Befestigung sichergestellt werden. Ein Schutz vor äußeren Einflüssen wird gemäß einer bevorzugten Ausführungsform durch Verkapselung und eine zumindest teilweise strahlungsdurchlässige Kappe gewährleistet.In the sensor or multi-sensor system according to the invention, the sensors preferably largely with today's possibilities of microsystem technology manufactured monolithically integrated on silicon substrates. The structure is on the carrier Provided by flip-chip bonding, making it quick and reliable Contacting and mechanical fastening can be ensured. Protection from According to a preferred embodiment, external influences are encapsulated and ensures an at least partially radiation-permeable cap.

Die vorliegende Erfindung wird im folgenden unter Bezugnahme auf die bevorzugten Ausführungsformen näher beschrieben werden.The present invention will hereinafter be described with reference to the preferred ones Embodiments are described in more detail.

Fig. 1 zeigt ein erfindungsgemäßes Sensorsystem im Querschnitt; Fig. 1 shows a sensor system according to the invention in cross section;

Fig. 2 zeigt eine Aufsicht auf den geöffneten Sensorchip; und Fig. 2 shows a plan view of the opened sensor chip; and

Fig. 3 zeigt einen strömungsoptimierten Windleitdeckel von unten gesehen. Fig. 3 shows a flow-optimized wind deflector cover seen from below.

Fig. 1 zeigt ein erfindungsgemäßes Sensorsystem im Querschnitt. Dabei soll die Kantenlänge der Grundfläche als Zielgröße etwa 9 mm betragen. Fig. 1 shows a sensor system according to the invention in cross section. The edge length of the base area should be about 9 mm as the target size.

In Fig. 1 bezeichnet Bezugszeichen 1 den in Fig. 3 gezeigten Windleitdeckel, Bezugszeichen 2 den in Fig. 2 gezeigten Sensorchip, Bezugszeichen 3 sogenannte Bumps, um die Anschlußpads des Sensors mit den Anschlußpads 4 des Trägers zu verbinden, Bezugszeichen 5 bezeichnet eine strömungsoptimierte Schutzkappe, die vorzugsweise aus einem Polymerwerkstoff hergestellt ist, und Bezugszeichen 17 bezeichnet ein Substrat. Der Sensorchip und der Windleitdeckel sind vorzugsweise aus Silizium hergestellt und werden mit Hilfe von beispielsweise einer Klebe- oder Bondverbindung aufeinander gefügt. Die Schutzkappe 5 enthält vorzugsweise zwei Strahlungsöffnungen beispielsweise für sichtbares Licht und für UV-Strahlung.In Fig. 1, reference numeral 1 denotes the Windleitdeckel shown in Fig. 3, reference numeral 2 the sensor chip, reference numeral 3 shown in Fig. 2, so-called bumps, referred to the terminal pads of the sensor with the connection pads 4 of the carrier to be connected, reference numeral 5 is a flow-optimized cap , which is preferably made of a polymer material, and reference numeral 17 denotes a substrate. The sensor chip and the wind deflector cover are preferably made of silicon and are joined to one another with the aid of, for example, an adhesive or bond connection. The protective cap 5 preferably contains two radiation openings, for example for visible light and for UV radiation.

Die Schutzkappe 5 kann aus einem transparenten Kunststoff hergestellt sein. Dieser hat jedoch den Nachteil, daß er für UV-Strahlung nicht durchlässig ist. Des weiteren kann die Schutzkappe 5 aus Quarzglas, welches für UV-Strahlung durchlässig ist, hergestellt sein. Darüber hinaus ist es auch möglich, daß die Schutzkappe 5 aus Spritzgußkunststoff hergestellt ist und zwei Löcher - eines für gewöhnliche Lichteinstrahlung, eines für UV-Strahlung - aufweist. Dabei tritt jedoch das Problem auf, daß durch derartige Löcher auch Regenwasser in das erfindungsgemäße Sensor- bzw. Multisensorsystem eindringen kann.The protective cap 5 can be made of a transparent plastic. However, this has the disadvantage that it is not transparent to UV radiation. Furthermore, the protective cap 5 can be made of quartz glass, which is transparent to UV radiation. In addition, it is also possible that the protective cap 5 is made of injection molded plastic and has two holes - one for ordinary light irradiation, one for UV radiation. However, the problem arises that rainwater can also penetrate into the sensor or multi-sensor system according to the invention through such holes.

In Fig. 2 bezeichnet Bezugszeichen 6 einen Meßfühler zur Erfassung der Temperatur, Bezugszeichen 7 bezeichnet einen Meßfühler zur Ermittlung der relativen Luftfeuchtigkeit, Bezugszeichen 8 bezeichnet einen Meßfühler zur Ermittlung der Helligkeit, Bezugszeichen 9 bezeichnet einen Meßfühler zur Ermittlung der eingestrahlten UV-Strahlung, und Bezugszeichen 10 bis 13 bezeichnen Meßfühler zur Bestimmung von Luftdruck, Windrichtung und Windgeschwindigkeit. Diese Meßfühler sind auf dem Sensorchip angeordnet. Ihre genaue Funktion wird nachstehend noch detaillierter beschrieben werden.In Fig. 2, reference numeral 6 denotes a sensor for detecting the temperature, reference 7 denotes a sensor for determining the relative air humidity, reference 8 denotes a sensor for determining the brightness, reference 9 denotes a sensor for determining the irradiated UV radiation, and reference symbols 10 to 13 denote sensors for determining air pressure, wind direction and wind speed. These sensors are arranged on the sensor chip. Their exact function will be described in more detail below.

Die von den einzelnen Meßfühlern zur Verfügung gestellten Ausgangssignale können beispielsweise mit einer Busschnittstelle (EIB, LON, M-Bus, . . .) versehen werden, wodurch die entwickelten Komponenten an eine Vielzahl von Installationssystemen in Wohn- oder Zweckbauten angekoppelt werden können. The output signals provided by the individual sensors can for example with a bus interface (EIB, LON, M-Bus,...) which enables the developed components to be connected to a large number of installation systems Residential or functional buildings can be coupled.

Fig. 3 zeigt den Windleitdeckel 1, der in dem in Fig. 1 gezeigten Sensorsystem zwischen Sensorchip und Schutzkappe angeordnet ist. Dieser wird vorzugsweise aus einem Silizium-Chip durch anisotropes Ätzen mikromechanisch strukturiert. Dieser "Windleitdeckel" erfüllt zwei Funktionen. Die konischen Formen der Kanten an der Unterseite werden als Strömungskanäle für die Drucksensoren benötigt. Abhängig von den geometrischen Dimensionen wird die Montage auf dem Substratträger realisiert. Eine Aussparung 14 in der Mitte ermöglicht es der Sonnenstrahlung, die auf dem Sensorchip mittig angeordneten Strahlungssensoren zu erreichen. Zusätzlich kann für den UV-Sensor ein Bandkantenfilter 15 in der Abdeckungsmembran integriert sein. FIG. 3 shows the wind deflector cover 1 , which is arranged in the sensor system shown in FIG. 1 between the sensor chip and protective cap. This is preferably micromechanically structured from a silicon chip by anisotropic etching. This "wind deflector cover" fulfills two functions. The conical shapes of the edges on the underside are required as flow channels for the pressure sensors. Depending on the geometrical dimensions, assembly on the substrate carrier is realized. A cutout 14 in the middle enables the solar radiation to reach the radiation sensors arranged centrally on the sensor chip. In addition, a band edge filter 15 can be integrated in the cover membrane for the UV sensor.

Gemäß der vorliegenden Erfindung ist die Elektronik auf der Unterseite des Chips angeordnet. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform wird dies unter Ausnutzung der anisotropen Ätztechnik erreicht. Mit dieser Technik kann das Siliziumsubstrat auf eine definierte Schichtdicke geätzt werden. Zur Realisierung von photosensitiven Sensoren sollen die Schichten dieser Bauelemente auf der Unterseite des Siliziumsubstrates strukturiert und durch einen Ätzschritt von der Oberseite her optisch zugänglich gemacht werden. Diese Prozeßabfolge vermeidet die durch Schicht- und Maskentechnik aufwendigere Durchkontaktierung der Sensoren auf die Oberseite. Sie sollte zudem einen verbesserten Übergangswiderstand vom Sensor zur Signalauswertung bieten. Dabei können die Membranen für die Drucksensoren zur Messung der Windgeschwindigkeit im selben Ätzschritt hergestellt werden.According to the present invention, the electronics are on the underside of the chip arranged. According to a preferred embodiment, this is under Utilization of the anisotropic etching technique achieved. With this technique it can Silicon substrate are etched to a defined layer thickness. To realize Photosensitive sensors are supposed to layer these components on the bottom of the silicon substrate structured and by an etching step from the top be made visually accessible. This process sequence avoids the Layer and mask technology more complex through-contacting of the sensors on the Top. It should also have an improved contact resistance from the sensor to Offer signal evaluation. The membranes for the pressure sensors can Measurement of the wind speed in the same etching step.

Für den optimalen Einsatz beispielsweise bei einem Wintergarten können die gemessenen lokalen Klimaparameter für die Bereitstellung von Sicherheits- und Regelungsfunktionen in folgenden Szenarien eingesetzt werden:
For optimal use, for example in a winter garden, the measured local climate parameters can be used to provide safety and control functions in the following scenarios:

- Upstream shading devices must be protected from damage by strong ones Wind gusts are protected.
- The interior must be protected from the ingress of rain through open Ventilation flaps or windows are protected.
- Depending on the position of the sun and outside temperature, the angle of attack of Blinds and air circulation / ventilation can be regulated.
- Options such as additional monitoring of UV radiation or even the Concentration of ozone or air pollutants can be coupled to the User about a damaging effect of a stay outside the Inform living spaces.

Für die Überwachung und Steuerung von ressourcensparenden und alternativen Einrichtungen im Wohn- und Zweckgebäudebau, z. B. Windräder, Solarstromanlagen, Regenwasserzisternen, ist die Verwendung der Außenklima-Parameter ebenfalls möglich. Der Einsatz der Anlagen kann optimiert werden, wodurch die Kosteneffizienz der Anlagen erhöht werden kann. Die Aussagen über Sturm, Nachtfrost und Niederschläge werden für eine Erfassung von gefährlichen Betriebszuständen des Wohn- und Zweckbaues benötigt. Durch Schutzvorrichtungen können Fenster und Lüftungsklappen geschlossen und Jalousien eingefahren werden.For the monitoring and control of resource-saving and alternative Facilities in residential and functional buildings, e.g. B. wind turbines, solar power systems, Rainwater cisterns, the use of the outside climate parameters is also possible. The use of the systems can be optimized, which means that Equipment cost efficiency can be increased. The statements about storm, Night frosts and rainfall are dangerous for detection Operating states of the residential and functional buildings needed. Through protective devices Windows and ventilation flaps can be closed and blinds can be retracted.

Gemäß der vorliegenden Erfindung werden die Einzelsensoren so in die Wetterstation integriert, daß ein an die Aufgabenstellung angepaßtes mikrosystembasiertes Multisensormodul in einem kostengünstigen Herstellungsverfahren entsteht. Dabei genügt die Funktionalität den Erfordernissen der Wetter- und Korrosionsbeständigkeit sowie der mechanischen Robustheit.According to the present invention, the individual sensors are thus in the Weather station integrated that one adapted to the task microsystem-based multisensor module in one inexpensive Manufacturing process arises. The functionality meets the requirements the weather and corrosion resistance as well as the mechanical robustness.

Nachfolgend werden die einzelnen Meßfühler detaillierter beschrieben.The individual sensors are described in more detail below.

Temperature measurement

Zur Temperaturmessung wird die Temperaturabhängigkeit von Platin-Dünnschicht widerständen ausgenutzt. Die Signalauswertung bereitet die Kennlinie auf ein lineares Spannungssignal von 0 V bis 5 V auf. Dieses Verhalten ermöglicht einen linearen Betriebsbereich von -50°C bis +150°C. Um die Problematik der Exemplarstreuungen durch Schichtdicken- und Morphologievariationen zu lösen, werden vorzugsweise automatisierte Kalibrierroutinen mit Schaltungsabgleich eingebaut und Lasertrimmverfahren verwendet. Dadurch wird eine Langzeitstabilität ohne Drift über einen Zeitraum von mehreren Jahren erreicht.The temperature dependence of platinum thin film is used for temperature measurement resistances exploited. The signal evaluation prepares the characteristic curve for linear voltage signal from 0 V to 5 V. This behavior enables one linear operating range from -50 ° C to + 150 ° C. To the problem of To solve specimen variations by layer thickness and morphology variations, are preferably automated calibration routines with circuit adjustment installed and laser trimming process used. This ensures long-term stability achieved without drift over a period of several years.

Wind measurement

Mit der Windmessung werden simultan Luftdruck, Windgeschwindigkeit und -richtung erfaßt. Die mikrosystemtechnische Lösung soll die teuren mechanischen Komponenten herkömmlicher Sensorik, Schalenkreuzanemometer und Windfahne, ersetzen. Die Bestimmung der Windgeschwindigkeit läßt sich - über p_s = 0,5 ρv² (p_s = Staudruck, ρ = Luftdichte, v = Windgeschwindigkeit) - auf eine Messung des Staudrucks zurückführen. Zur Messung werden vorzugsweise Differenzdrucksensoren, die Windgeschwindigkeitskomponenten messen, verwendet. Der Gesamtdruck wird in Fig. 1 auf der Oberseite der Differenzdrucksensoren anliegen, während der statische Luftdruck auf der Unterseite der Sensoren zwischen dem Sensorsystem 2 und geeignet ausgeformten Substrat 17 gegeben ist. Der statische Luftdruck und der Gesamtdruck werden durch die Verformung der Membranen gemessen. Dabei ändern Polysilizium-Leiterbahnen den Widerstandswert und verstimmen eine Wheatstone'sche Brückenschaltung.With wind measurement, air pressure, wind speed and direction are recorded simultaneously. The microsystem solution is intended to replace the expensive mechanical components of conventional sensors, anemometers and a wind vane. The determination of the wind speed can - based on p _s = 0.5 ρv ² (p _s = dynamic pressure, ρ = air density, v = wind speed) - be based on a measurement of the dynamic pressure. Differential pressure sensors that measure wind speed components are preferably used for the measurement. The total pressure will be present in FIG. 1 on the upper side of the differential pressure sensors, while the static air pressure on the lower side of the sensors is between the sensor system 2 and a suitably shaped substrate 17 . The static air pressure and the total pressure are measured by the deformation of the membranes. Polysilicon conductor tracks change the resistance value and detune a Wheatstone bridge circuit.

Vier dieser vorzugsweise als Si-Membranen ausgeführten Sensoren 10, 11, 12 und 13 werden parallel auf dem Sensormodul plaziert. Die anisotrope Ätztechnik ermöglicht mittels Ätzstoppmechanismen eine hoch präzise Steuerung der Membrandicke. Dieser Parameter bestimmt entscheidend die Charakteristik der Meßfühler (Maximaldruck, Empfindlichkeit).Four of these sensors 10 , 11 , 12 and 13, which are preferably designed as Si membranes, are placed in parallel on the sensor module. The anisotropic etching technology enables highly precise control of the membrane thickness by means of etching stop mechanisms. This parameter decisively determines the characteristics of the sensors (maximum pressure, sensitivity).

Der vorzugsweise ebenfalls in Mikrotechniken hergestellte Windleitdeckel 1 sorgt für eine weitgehend exakte Signalantwort. Durch vektorielle Addition der Beiträge zweier benachbarter Kanäle können Geschwindigkeit und Richtung des Windes berechnet werden. The wind deflector cover 1 , which is also preferably manufactured using microtechnology, ensures a largely exact signal response. By vectorially adding the contributions of two neighboring channels, the speed and direction of the wind can be calculated.

humidity

Zur Detektion der Luftfeuchtigkeit werden vorzugsweise organische Polymere eingesetzt. Diese zeigen eine, im sonstigen Gebrauch nicht erwünschte Abhängigkeit ihrer Stoffeigenschaften von der Luftfeuchtigkeit. Solche hochvernetzten Polymere, wie z. B. Polyimide, besitzen die Eigenschaft, eine gewisse Menge an Wassermolekülen in ihrer offenporigen Struktur aufzunehmen. Dabei ändern sich die Dichte, das Volumen bzw. die Masse der Polymerschicht und deren dielektrische Eigenschaften. Diese Änderungen werden vorzugsweise durch massensensitive Resonatorbauelemente bzw. durch kapazitive elektrische Messungen nachgewiesen. Die Integration des Feuchtesensors 7 erfolgt direkt neben dem Temperatursensor 6, dessen Signal zudem für die Kompensation von Temperatureinflüssen benötigt wird.Organic polymers are preferably used to detect the air humidity. These show a dependence of their material properties on the air humidity, which is not desirable in other uses. Such highly cross-linked polymers, such as. B. polyimides, have the property of taking up a certain amount of water molecules in their open-pore structure. The density, the volume or the mass of the polymer layer and their dielectric properties change. These changes are preferably detected by mass-sensitive resonator components or by capacitive electrical measurements. The moisture sensor 7 is integrated directly next to the temperature sensor 6 , the signal of which is also required for the compensation of temperature influences.

Die Beschichtung der für den Sensor genutzten Interdigitalstrukturen erfolgt dabei vorzugsweise selektiv durch ein photolithographisches Verfahren.The interdigital structures used for the sensor are coated preferably selectively by a photolithographic process.

Sun exposure

Die Sonneneinstrahlung (Helligkeit) außerhalb des Wohn- oder Zweckgebäudes wird vorzugsweise durch einen Photodetektor 8 gemessen, der beispielsweise als Siliziumphotodiode ausgeführt ist. Dieser Detektor wird ebenfalls von der Unterseite des in Fig. 2 gezeigten Sensorchips in das Multisensorarray integriert. Durch anisotropes Ätzen wird von der Oberseite die photosensitive Fläche freigelegt. Bei dem Detektor ergibt sich in einem festgelegten Arbeitspunkt ein der Lichtintensität proportionaler, lichtgenerierter Diodensperrstrom. Die Variation des Sperrstromes wird durch eine Signalnachverarbeitung auf 0 bis 5 V aufbereitet. Der tages- und jahresabhängige Einstrahlungswinkel wird vorzugsweise softwaremäßig angepaßt.The solar radiation (brightness) outside the residential or functional building is preferably measured by a photodetector 8 , which is designed, for example, as a silicon photodiode. This detector is also integrated into the multisensor array from the underside of the sensor chip shown in FIG. 2. The photosensitive surface is exposed from the top by anisotropic etching. The detector produces a light-generated diode reverse current proportional to the light intensity at a fixed operating point. The variation of the reverse current is processed to 0 to 5 V by signal post-processing. The day and year-dependent angle of incidence is preferably adjusted by software.

UV radiation measurement

Für die UV-Strahlungsmessung werden vorzugsweise UV-sensitive optische Detektoren zur Lichtintensitätsmessung im UV-A und UV-B-Bereich durch Einsatz ultraflacher pn-Übergänge und spezieller RTP-Prozesse (Kurzzeit-Heißtemperatur-Prozesse, 800°C-1200°C, 10 s bis 40 s) verwendet. Die Abscheidung von Bandkantenfiltern (Strahlungsdurchlässigkeit nur unter 400 nm) auf den Windleitdeckel ermöglicht darüber hinaus eine einfachere Prozessierung des Sensormoduls und vermeidet störende Querempfindlichkeiten. Dabei sind die durch UV-Photonen generierte Elektron-Lochpaare bei einer Eindringtiefe des Lichtes von ca. 10 nm im elektrischen Feld des p-n Überganges zu trennen, so daß man ein verwertbares Signal erhält. Die Herstellung ultraflacher p-n Übergänge wird dabei vorzugsweise in das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung des Sensorsystems bzw. Multisensorsystems integriert.UV-sensitive optical detectors are preferably used for the UV radiation measurement for measuring light intensity in the UV-A and UV-B range by using ultra-flat pn junctions and special RTP processes (short-term hot temperature processes, 800 ° C-1200 ° C, 10 s to 40 s) is used. The separation of band edge filters (Radiation permeability only below 400 nm) on the wind deflector cover allows above also simpler processing of the sensor module and avoids annoying Cross-sensitivities. Here are the electron-hole pairs generated by UV photons at a light penetration depth of approx. 10 nm in the electrical field of the p-n junction to separate, so that you get a usable signal. The production of ultra-flat p-n Transitions are preferably made in the production method according to the invention of the sensor system or multi-sensor system integrated.

Precipitation measurement

Die Niederschlagsmessung beruht vorzugsweise auf dem Leitfähigkeitsmeßprinzip und dient als Schwellwertschalter, beispielsweise zur Markisensteuerung oder Steuerung des Fensterschließmotors. Von einer korrosionsbeständigen Platin-Interdigitalstruktur wird fortlaufend die Leitfähigkeit bestimmt. Fällt Niederschlag auf das Element, so ändert sich der Widerstand durch Überbrückung einzelner Mikrostrukturen. Nach dem Ablaufen des Wassers am Ende des Regens nimmt der Leitwert wieder seinen Ausgangswert an. Die Steuerung spricht erst mit einer gewissen Zeitverschiebung nach Ende eines Niederschlages an. Optional kann auch eine kapazitive Interdigitalstruktur als Meßprinzip verwendet werden. Dies ermöglicht die Unterscheidung nach Betauung, hohe/niedrige Luftfeuchtigkeit, Vereisung, Trocknungszustand, Schneebedeckung, usw.The precipitation measurement is preferably based on the conductivity measurement principle and serves as a threshold switch, for example to control the awning or control the Window closing motor. From a corrosion-resistant platinum interdigital structure continuously determines the conductivity. If precipitation falls on the element, it changes the resistance by bridging individual microstructures. After the expiration of the Water at the end of the rain, the conductivity returns to its initial value. The Control only speaks with a certain time difference after the end of one Precipitation. Optionally, a capacitive interdigital structure can also be used as the measuring principle be used. This enables the distinction between condensation, high / low Air humidity, icing, drying condition, snow cover, etc.

Dabei kann gemäß der vorliegenden Erfindung die Platin-Interdigitalstruktur auf der der Umgebung ausgesetzten Oberfläche der Schutzkappe angeordnet sein.According to the present invention, the platinum interdigital structure on the Be exposed to the surrounding surface of the protective cap.

Die Kalibrierung des Gesamtsystems wird durch mehrkanalige Meßwerterfassung mit entsprechenden Softwareroutinen vorgenommen. Dabei werden die Nullpunkte und die Endbereiche für die einzelnen Sensoren eingestellt (in einer Klimakammer). In der Signalverarbeitungen sind programmierbare Verstärker für die Endbereiche und programmierbare Widerstände für die Nullpunktsverschiebung integriert, die sich über den I/O-Port des Controllers ansteuern und einstellen lassen. Über einen Optimierungsalgorithmus werden die Widerstandswerte solange verändert, bis sich der gefragte Nullpunkt und Endbereich ergibt. Die erhaltenen Daten werden abgespeichert (auf einem Flash-EPROM auf der Signalvorverarbeitung) und stehen für die Lebenszeit des Sensorsystems zur Verfügung.The entire system is calibrated using multi-channel data acquisition appropriate software routines made. The zero points and the end ranges for the individual sensors are set (in a climatic chamber). In the Signal processors are programmable amplifiers for the end ranges and Programmable resistors for the zero offset integrated, which Control and set via the I / O port of the controller. About one Optimization algorithm, the resistance values are changed until the requested zero point and end range result. The data obtained will stored (on a flash EPROM on the signal preprocessing) and stand for the lifetime of the sensor system is available.

Die in der Gegenwart zur Verfügung stehenden Rechnerleistungen erlauben es, mit Hilfe von Kalibrierdaten zunehmend nichtlineare Sensorsignale und billigere Sensoren zu verwenden. Für manche Sensoren bzw. Übertragungsprinzipien sind nicht die Absolutwerte entscheidend, vielmehr kann über die dynamische Änderung des Sensorsignals auf den Absolutwert der zu messenden Größe zurückgerechnet werden. Dies soll anhand eines Gassensors kurz erläutert werden: Bei Gassensoren tritt bei geeignetem Sensormaterial die monomolekulare Adsorption (physikalische Adsorption) gegenüber anderen Mechanismen in den Vordergrund. Es kann gezeigt werden, daß bei konstantem Druck (auf der Erde hinreichend genau erfüllt) die Adsorptionsenergie des Sensors nur von der Temperatur abhängig ist. Wird nun auf einen solchen Sensor eine Heizung integriert, so kann die Gaskonzentration bei zwei verschiedenen Temperaturen gemessen werden. Hieraus erhält man über die Änderung der Sensorspannungen die Änderung der Adsorptionsenergie des Sensors. Die Änderung der Adsorptionsenergie ist eine von der Anzahl an freien Adsorptionsstellen des Sensors unabhängige Größe und kann auch bei einem stark verschmutzten Sensor bestimmt werden. Aus einem zuvor ermittelten Kennlinienfeld des Sensors kann dann die Gaskonzentration über die Änderung der Adsorptionsenergie bestimmt werden. Der Sensor braucht durch diese Art der Softwaresensorkompensation nicht mehr neu kalibriert zu werden.The computing power available in the present allows you to With the help of calibration data, increasingly non-linear sensor signals and cheaper sensors to use. For some sensors or transmission principles are not Absolute values are decisive, rather the dynamic change of the Sensor signal back calculated to the absolute value of the quantity to be measured become. This should be briefly explained using a gas sensor: For gas sensors If the sensor material is suitable, monomolecular adsorption (physical Adsorption) over other mechanisms in the foreground. It can be shown be that at constant pressure (met the earth with sufficient accuracy) the Adsorption energy of the sensor only depends on the temperature. Now on such a sensor integrated a heater, the gas concentration can be at two different temperatures can be measured. From this you get about the Change in sensor voltages change in the adsorption energy of the sensor. The change in adsorption energy is one of the number of free ones Adsorption points of the sensor independent size and can also be strong contaminated sensor can be determined. From a previously determined characteristic field The sensor can then change the gas concentration by changing the Adsorption energy can be determined. The sensor needs through this type of Software sensor compensation no longer to be recalibrated.

Assembly

Durch die Verbindung zweier Techniken, der monolithischen Integration und des Flip-Chip Bondens, kann darüber hinaus eine kostengünstige Herstellung des erfindungsgemäßen Sensorsystems bzw. Multisensorsystems realisiert werden. Der Aufbau des Systems als ein monolithisch integriertes Sensormodul hat den Vorteil, daß alle Sensoren in einem Prozeßablauf gefertigt werden. Nur die nicht CMOS-kom patiblen Prozeßschritte und Schichten werden nachträglich aufgebracht und strukturiert. Bauteilschwankungen werden somit vermieden und über den ganzen Chip können strenge Qualitätsanforderungen eingehalten werden, die mit anderen Aufbauverfahren nicht möglich sind. Einerseits wird so der Gesamtaufbau vereinfacht, anderseits werden Kosten durch den Wegfall von separaten Gehäusen eingespart.By combining two technologies, the monolithic integration and the flip chip Bonding, moreover, can be an inexpensive manufacture of the sensor system according to the invention or multi-sensor systems can be realized. Of the Structure of the system as a monolithically integrated sensor module has the advantage that all sensors are manufactured in one process. Only the non-CMOS com patible process steps and layers are subsequently applied and structured. Component fluctuations are thus avoided and over the whole Chip can meet strict quality requirements with others Setup procedures are not possible. On the one hand, the overall structure Simplified, on the other hand, costs are eliminated by eliminating separate housings saved.

Der erfindungsgemäße Aufbau, bei dem die sensoraktive Fläche des Sensorelements auf der der Umgebung zugewandten Seite des Sensorelements angeordnet ist, während die Schaltung zwischen Sensorelement und Substrat angeordnet ist und die Schaltung, das Sensorelement und das Substrat geeignet miteinander mechanisch und elektrisch verbunden sind, kann besonders bevorzugt durch Flip-Chip Bonding realisiert werden. Dabei werden die Anschlußpads der Sensor dies vorher durch Bumps (höckerartige oder pilzartige Metallisierung aus Gold) auf das nachfolgende Flip-Chip-Bonding vorbereitet, wie in Fig. 1 zu sehen ist. Die Sensoren werden mit der aktiven Seite nach unten positioniert, und durch beispielsweise Thermokompressionsschweißen wird die Kontaktierung zwischen den Leiterbahnen auf der Epoxydharzplatine und den auf den Sensorsubstraten vorhandenen Bumps hergestellt. Bis auf die sensoraktive Fläche wird somit die restliche Elektronik von der Leiterplatte abgedeckt und dadurch geschützt.The structure according to the invention, in which the sensor-active surface of the sensor element is arranged on the side of the sensor element facing the environment, while the circuit is arranged between the sensor element and the substrate and the circuit, the sensor element and the substrate are suitably mechanically and electrically connected to one another, can be particularly effective can preferably be realized by flip-chip bonding. The connection pads of the sensor are prepared beforehand by bumps (bump-like or mushroom-like metallization made of gold) for the subsequent flip-chip bonding, as can be seen in FIG. 1. The sensors are positioned with the active side down, and the contact between the conductor tracks on the epoxy resin board and the bumps present on the sensor substrates is established by, for example, thermocompression welding. Except for the sensor-active area, the remaining electronics are covered by the circuit board and protected.

Hierbei ist aber die Funktionstüchtigkeit des Windsensors, d. h. der für die Messung des statischen Drucks erforderliche Abstand zwischen dem Sandwich-Sensor Chip und dem Substrat, zu berücksichtigen.Here, however, the functionality of the wind sensor, d. H. the one for the measurement of the static pressure required distance between the sandwich sensor chip and the substrate.

Claims

1. Sensor system for recording climatic measurement data with

a sensor element for measuring a climatic measured variable, the corresponding climatic measured data being generated;
- A circuit for processing the measurement data generated by the sensor element;
- a substrate,
wherein the sensor-active surface of the sensor element is arranged on the side of the sensor element facing the environment, while the circuit is arranged between the sensor element and the substrate and the circuit, the sensor element and the substrate are suitably mechanically and electrically connected to one another.

2. Sensor system according to claim 1, characterized in that the substrate Semiconductor substrate is.

3. Sensor system according to one of the preceding claims, characterized characterized in that the sensor element, the circuit and the substrate by a flip-chip technology are interconnected.

4. Sensor system according to one of the preceding claims, characterized characterized in that the sensor element is suitable for measuring the wind.

5. Sensor system according to claim 4, characterized in that the Sensor element at least 4 differential pressure sensors that Measure wind speed components.

6. Sensor system according to claim 5, characterized in that the Differential pressure sensors are implemented as silicon membranes.

7. Sensor system according to one of claims 1 to 4, characterized in that the sensor element is suitable for measuring the light radiation.

8. Sensor system according to claim 7, characterized in that the Sensor element is constructed from a photodiode.

9. Sensor system according to claim 7 or 8, characterized in that the Sensor element for measuring UV radiation is suitable.

10. Sensor system according to one of the preceding claims, further characterized by a protective cap that faces the environment Side of the sensor element or the wind deflector is arranged.

11. Multi-sensor system for recording climatic measurement data with

- At least two sensor elements for measuring a climatic measured variable, the corresponding climatic measured data being generated;
- A circuit for processing the measurement data generated by the sensor elements;
- a substrate,
wherein the sensor-active surface of at least one sensor element is arranged on the side of the sensor element facing the environment, while the circuit is arranged between the sensor element and the substrate and the circuit, the sensor element and the substrate are suitably mechanically and electrically connected to one another.

12. Multi-sensor system according to claim 11, characterized in that the at least two sensor elements are arranged on a common substrate.

13. Multi-sensor system according to claim 12, characterized in that the Sensor elements integrated on the common substrate using microsystems technology are.

14. Multi-sensor system according to one of claims 11 to 13, further characterized by one on the side of the sensor element facing the surroundings arranged wind deflector cover.

15. Multi-sensor system according to one of claims 11 to 14, further characterized by a protective cap on the side of the Sensor element or the wind deflector cover is arranged.

16. A method for producing a sensor system for recording climatic measurement data with the steps of

- Providing a sensor element for measuring a climatic measurement variable, the corresponding climatic measurement data being generated;
- Providing a circuit for processing the measurement data generated by the sensor element;
Provision of a substrate,
Mechanical and electrical connection of the sensor element to the substrate, so that the sensor-active surface of the sensor element is arranged on the side of the sensor element facing the environment, while the circuit is arranged between the sensor element and the substrate.

17. The method according to claim 16, characterized in that the substrate Semiconductor substrate is.

18. The method according to claim 16 or 17, characterized in that the Sensor element and the substrate connected to each other by a flip-chip technology become.

19. The method according to any one of claims 16 to 18, characterized in that the sensor element is suitable for measuring the wind.

20. The method according to claim 19, characterized in that the Sensor element at least 4 differential pressure sensors that Measure wind speed components.

21. The method according to claim 20, characterized in that the Differential pressure sensors can be realized as silicon membranes.

22. The method according to any one of claims 16 to 18, characterized in that the sensor element is suitable for measuring the light radiation.

23. The method according to claim 22, characterized in that the Sensor element is constructed from a photodiode.

24. The method according to claim 22 or 23, characterized in that the Sensor element for measuring UV radiation is suitable.

25. Method for producing a multi-sensor system for recording climatic measurement data with the steps for

- Providing at least two sensor elements for measuring a climatic measured variable, the corresponding climatic measured data being generated;
- Providing a circuit for processing the measurement data generated by the sensor elements;
Provision of a substrate,
Mechanical and electrical connection of the at least two sensor elements to the substrate, so that the sensor-active surface of at least one sensor element is arranged on the side of the sensor element facing the environment, while the circuit is arranged between the sensor element and the substrate.

26. The method according to claim 25, characterized in that the at least two sensor elements can be arranged on a common substrate.

27. The method according to claim 26, characterized in that the Sensor elements integrated on the common substrate using microsystems technology become.

28. The method according to any one of claims 25 to 27, further characterized by the step of applying a wind deflector on the surrounding area facing side of the sensor element.

29. The method according to any one of claims 25 to 28, further characterized by the step of applying a protective cap on the one facing the environment Side of the sensor element or the wind deflector cover.

30. Use of the sensor system according to one of claims 1 to 10 or Multi-sensor system according to one of claims 11 to 15 for controlling Heating or air conditioning systems.

31. Use of the sensor system according to one of claims 1 to 10 or Multi-sensor system according to one of claims 11 to 15 for controlling a Traffic management system.