DE3430075A1 - Verfahren zum herstellen einer messsonde zur verwendung bei der messung der temperatur oder masse eines stroemenden mediums - Google Patents
Verfahren zum herstellen einer messsonde zur verwendung bei der messung der temperatur oder masse eines stroemenden mediumsInfo
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Description
31.7.198U St/Hm - %-
ROBERT BOSCH GMBH, TOQO Stuttgart 1
Verfahren zum Herstellen einer Meßsonde zur Verwendung bei der Messung der Temperatur oder
Masse eines strömenden Mediums .
Stand der Technik
Die Erfindung geht aus von einem Verfahren zum Herstellen einer Meßsonde nach der Gattung des Hauptanspruchs. Eine
derartige Meßsonde ist aus der DE-OS 23 02-615 bekannt. In dieser Druckschrift ist ein temperaturabhängiger elektrischer
Widerstand für eine Meßsonde beschrieben, welche eine vorzugsweise aus Gold bestehende Beschichtung als
temperaturabhängiger Meßwiderstand besitzt. Die Form des Widerstands ist durch Maskenbedampfung auf einer dünnen
/_^ Kunststoffolie hergestellt. Die Folie ist an einem Tragkörper
befestigt, der an dem der Widerstandsschicht gegegenüberliegenden Bereich der Folie eine von dieser,
überspannte Ausnehmung aufweist. Damit soll erreicht werden, daß der Widerstand mechanisch verhältnismäßig robust
ist, eine kleine Wärmekapazität und damit eine kurze thermische Zeitkonstante, d. h. eine hohe Ansprechgeschwindigkeit
auf Änderung der Masse und/oder Temperatur der Mediumströmung hat. Bei der Herstellung dieser bekannten
Meßsonde wird so vorgegangen, daß zuerst die Aus-
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nehmun-g im- Tragkörper gebildet wird, daß dann die Folie
auf dem Tragkörper "befestigt wird, und daß anschließend die Widerstandsschicht auf die am Tragkörper befestigte
Folie aufgedampft wird. Bei diesem Verfahren besteht die Gefahr, daß die dünne Folie beim Aufspannen auf den Tragkörper,
während des Aufdampfprozesses der Widerstandsschicht
oder während des Transports des mit der Folie bespannten Tragkörpers zu der Bedampfungsstation, beispielsweise
durch Druckeinwirkung, beschädigt wird, da ihr im Bereich der Ausnehmung die Unterstützung durch den Tragkörper
fehlt,
Vorteile"der Erfindung
Das erffindumgsgemäße Verfahren mit dem kennzeichnenden
Merkmal des Anspruchs 1 bzw. des Anspruchs 2 erbringt demgegenüber den Vorteil, daß die empfindliche -Folie während
des Aufbringens der Metallschicht und gegebenenfalls der
Deckfo^ie ganzflächig auf dem Träger aufliegt und somit gegen Beschädigungen durch Druckeinwirkung und dergleichen
besser.geschützt ist als bei der bekannten Anordnung,
bei welcher die Ausnehmung im Tragkörper bereits vor dem Befestigen der Folie auf diesem hergestellt wird. Im
übrigen ist eine nach dem vorgeschlagenen Verfahren hergestellte Meßsonde mechanisch sehr stabil, so daß auch bei
Verwendung in schnell strömenden Medien keine Verformungen der Widerstandsschicht auftreten, die unerwünschte Widerstandsänderungen
zur Folge haben könnten. Von Bedeutung ist ferner, daß die ursprüngliche Stabilität des Tragkörpers
bis nach dem Aufbringen der Widerstandsschicht und gegebenenfalls der Deckfolie erhalten bleibt, so
daß er Verformungskräften einen größeren Widerstand entgegenzusetzen
vermag als ein Körper, der bereits vor Beginn des eigentlichen Fertigungsvorgangs durch eine Ausnehmung
geschwächt wurde.
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Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen einer
nach dem im Anspruch 1 bzw. im Anspruch 2, angegebenen Verfahren hergestellten Meßsonde sowie günstige Verfahrensweisen
zu ihrer Herstellung möglich.
Zeichnung
Einzelheiten und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der Zeichnung und der nachfolgenden Beschreibung, wobei
in der Zeichnung ein Ausfuhrungsbeispiel .der Erfindung vereinfacht
dargestellt ist. Es zeigen Figur 1 einen Schnitt durch eine Sonde zur Messung der Temperatur oder Masse
eines strömenden Mediums, Figur 2 eine Draufsicht auf die Meßsonde nach Figur 1 mit weggelassener Deckfolie.
Beschreibung des Ausführungsbeispiels
Die in den Figuren dargestellte Meßsonde hat eine Trägerfolie 1 aus temperaturbeständigem Kunststoff, beispielsweise
aus Polyimid, mit ein- oder beidseitiger Deckschicht aus Fluor-Kohlenstoffen und eine Deckfolie 2 aus dem
gleichen Material. Außerdem hat die Meßsonde einen Tragkörper 35 auf-dessen Oberfläche die Folie 1 durch Schweißen
oder Kleben befestigt ist. Als Tragkörper 3 dient im Ausfuhrungsbeispiel
eine ebene Platte, welche aus einem metallischen Werkstoff, vorzugsweise einer CuBe-Legierung
besteht. Die Dicke der Platte liegt in der Größenordnung von etwa 0,3 mm. Die Platte hat eine Ausnehmung h
in Form einer fensterartigen, rechteckigen Durchbrechung, auf die nachstehend noch näher eingegangen wird.
Die Folie 1 wird nach ihrer Befestigung auf dem Tragkörper 3 mit einem Schichtsystem 5, 6 aus Widerstandsmaterialien
durch Vakuumbeschichtung ganzflächig metallisiert. Aus dieser ganzflächigen Beschichtung wird sodann, wie aus Figur 2
ersichtlich, mittels Maskenätzprozesses eine Gruppierung von temperaturabhängigen Widerständen 7, temperaturunabhängigen
Widerständen 8 und Leiterbahnen 9 gebildet, wobei die temperaturunabhängigen Widerstände 8 auf Tantalbasis
und die temperaturabhängigen Widerstände T auf Nickelbasis aufgebaut sein können.
Sind die so im Hinblick auf den jeweiligen Anwendungsfall
erforderlichen Widerstände und Leiterbahnen durch den Maskenätzprozeß
gebildet, kann noch ein Widerstandsabgleich dadurch erfolgen, daß man von den Widerständen 7 Bestandteile
durch Wegschneiden von Material, bei der temperati+runab'bä^iifen
Schicht durch anodische Oxidation oder dergleichen/ entfernt.
Danach wird die Deckfolie 2 aufgelegt und mit der Trägerfolie 1 beispielsweise durch Schweißen und/oder durch eine
chemische Reaktion, dicht und fest verbunden, wobei die Kontaktanschlußstellen 10 und ebenso die Anschlüsse 11
an den Leiterbahnen 9 freigelassen werden. Anschließend wird am Tragkörper 3 die Ausnehmung k mittels eines
Maskenätzprozesses hergestellt. Dadurch entsteht beim Ausführungsbeispiel ein rahmenartiges Gebilde, das die
Meßsonde trägt und dieser mechanische Stabilität verleiht. Die Ausnehmung k erstreckt sich über einen den Meßwiderständen
7, 8 gegenüberliegenden Bereich der Folie 1, was de'n Vorteil erbringt, daß zwischen den Widerständen
und dem Tragkörper bei sich ändernder Mediumströmung prak-
tisch, keine Wärmeströmung mehr erfolgt, -wodurch die Sonde
eine hohe Ansprechgeschvxndigkeit bei Änderung der Masse und/oder Temperatur der Mediumströmung aufweist. Mit der
Ausnehmung k wird also eine gute thermische Entkopplung der
Meßwiderstände 7, 8 gegeneinander und gegen ihre mechanischen Halterung erreicht. -
Wesentlich ist, daß die Ausnehmung k- im Tragkörper 3 erst
dann gebildet wird, wenn der Meßsondenfühler fertiggestellt ist. Dies bedeutet, daß für die Trägerfolie 1 zunächst
die gesamte, nicht unterbrochene Oberfläche des Tragkörpers 3 als Auflage zur Verfugung steht, an der
sie sich während der Herstellung der Fühleranordnung bis zu deren Fertigstellung und beim Aufbringen der Deckfolie
2 abstützen kann. Dadurch werden Beschädigungen der Widerstände und der Folien durch mechanische Einwirkungen
während des Fertigungs-vorgangs wirksam verhindert und außerdem der Fertigungsprozeß als solcher vereinfacht.
Da die Ausdehnung eines Tragkörpers aus der angegebenen Legierung CuBe bei gleicher Temperatur größer ist als diejenige
einer Kunststoffolie aus Polyimid bleibt die Folie
1 auch unter wechselnden Temperaturverhältnissen stets straff gespannt, wodurch eine weitere Voraussetzung für
eine Langzeitkonstanz der Widerstandswerte erfüllt ist. ■
- Leerseite -
Claims (6)
- ROBERT BOSCH GMBH, 7000 Stuttgart 1Ansprüchey Verfahren zum Herstellen einer Meßsonde zur Verwendung bei der Messung der Temperatur oder Masse eines strömenden Mediums, insbesondere bei der Messung der Ansaugluftmasse und/oder Kraftstoffmasse einer Brennkraftmaschine, bei ■welchem auf eine Trägerfolie aus einem temperaturbeständigen Kunststoff mindestens ein temperaturabhängiger Widerstand als Metallschicht aufgebracht wird und die Trägerfolie vor der Beschichtung auf einem Tragkörper befestigt wird, der an einem dem Meßwiderstand gegenüberliegenden Bereich der Trägerfolie mit einer von dieser überspannten Ausnehmung versehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausnehmung (k) im Tragkörper (3) nach Fertigstellung der Fiderstandsschicht (7, 8) auf der Trägerfolie (1) hergestellt wird.
- 2. Verfahren zum Herstellen einer Meßsonde zur Verwendung bei der Messung der Temperatur oder Masse eines strömenden Mediums, insbesondere bei der Messung der Ansaugluftmasse und/oder Kraftstoffmasse einer Brennkraftmaschine, bei welchem auf eine Trägerfolie aus einem temperaturbeständigen Kunststoff mindestens ein temperaturabhängiger Widerstand als Metallschicht und eine die Metallschicht schützende Deckfolie aufgebracht wird und die Trägerfolie vor der Beschichtung auf einem Tragkörper befestigt· wird, der an einem dem Meßwiderstand gegen-g ψ ψ ^überliegenden Bereich der Trägerfolie mit einer von dieser üterspannten Ausnehmung versehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausnehmung (k) im Tragkörper (3) nach dem Verbinden der Deckfolie (2) mit der Trägerfolie (1) hergestellt wird.
- 3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Tragkörper (3) aus einem metallischen Werkstoff besteht und die Ausnehmung (h) mittels eines Maskenätzprozesses gebildet wird.
- h. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Trägerfolie (1) mit dem Tragkörper (3) verschweißt oder chemisch verbunden ist.
- 5- Meßsonde nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Tragkörper (3) aus einem Werkstoff besteht, dessen Ausdehnung bei gleicher Temperatur größer ist als diejenige der Trägerfolie (1).
- 6. Meßsonde nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß als Tragkörper (3) eine Platte client, in welcher als Ausnehmung eine fensterartige, vorzugswqise rechteckförmige Durchbrechung ausgebildet ist.7· Meßsonde nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die den Meßwiderstand (T> 8) bildende Metallschicht (5, 6) mit Anschlußkontaktstellen (10) über ebenfalls auf der Trägerfolie (1) angeordnete Leiterbahnen (9) verbunden ist, und daß die Anschlußkontaktstellen auf der Trägerfolie an Stellen angeordnet sind, an denen die Folie auf dem Tragkörper (3) aufliegt.
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