EP2550233A2 - Leiterplattensensor und verfahren zur herstellung desselben - Google Patents

Leiterplattensensor und verfahren zur herstellung desselben

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Publication number
EP2550233A2
EP2550233A2 EP11714504A EP11714504A EP2550233A2 EP 2550233 A2 EP2550233 A2 EP 2550233A2 EP 11714504 A EP11714504 A EP 11714504A EP 11714504 A EP11714504 A EP 11714504A EP 2550233 A2 EP2550233 A2 EP 2550233A2
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
plate
base plate
circuit board
printed circuit
metallic
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP11714504A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Bernhard Brinkhaus
Werner Waser
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Individual
Original Assignee
Individual
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Individual filed Critical Individual
Priority to EP11714504A priority Critical patent/EP2550233A2/de
Publication of EP2550233A2 publication Critical patent/EP2550233A2/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K1/00—Printed circuits
    • H05K1/02—Details
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B81—MICROSTRUCTURAL TECHNOLOGY
    • B81B—MICROSTRUCTURAL DEVICES OR SYSTEMS, e.g. MICROMECHANICAL DEVICES
    • B81B3/00—Devices comprising flexible or deformable elements, e.g. comprising elastic tongues or membranes
    • B81B3/0018—Structures acting upon the moving or flexible element for transforming energy into mechanical movement or vice versa, i.e. actuators, sensors, generators
    • B81B3/0021—Transducers for transforming electrical into mechanical energy or vice versa
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R3/00—Apparatus or processes specially adapted for the manufacture or maintenance of measuring instruments, e.g. of probe tips
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B81—MICROSTRUCTURAL TECHNOLOGY
    • B81B—MICROSTRUCTURAL DEVICES OR SYSTEMS, e.g. MICROMECHANICAL DEVICES
    • B81B2201/00—Specific applications of microelectromechanical systems
    • B81B2201/02—Sensors
    • B81B2201/0264—Pressure sensors
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B81—MICROSTRUCTURAL TECHNOLOGY
    • B81B—MICROSTRUCTURAL DEVICES OR SYSTEMS, e.g. MICROMECHANICAL DEVICES
    • B81B2207/00—Microstructural systems or auxiliary parts thereof
    • B81B2207/07—Interconnects
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B81—MICROSTRUCTURAL TECHNOLOGY
    • B81C—PROCESSES OR APPARATUS SPECIALLY ADAPTED FOR THE MANUFACTURE OR TREATMENT OF MICROSTRUCTURAL DEVICES OR SYSTEMS
    • B81C2201/00—Manufacture or treatment of microstructural devices or systems
    • B81C2201/01—Manufacture or treatment of microstructural devices or systems in or on a substrate
    • B81C2201/0174—Manufacture or treatment of microstructural devices or systems in or on a substrate for making multi-layered devices, film deposition or growing
    • B81C2201/019—Bonding or gluing multiple substrate layers
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T29/00—Metal working
    • Y10T29/49—Method of mechanical manufacture
    • Y10T29/49002—Electrical device making

Definitions

  • the present invention relates to a printed circuit board sensor according to the preamble of claim 1.
  • the present invention further relates to a method of manufacturing a printed circuit board sensor according to the preamble of claim 19.
  • Sensors for a wide variety of measurement tasks are built. This refers on the one hand to the size to be measured by the sensor, and on the other hand to the one to be fulfilled by the sensor
  • the quantities to be measured are usually physical or chemical quantities. Change the conditions to be met depending on the application of the sensor and can be too complete
  • a sensor The purpose of a sensor is the conversion of physical or chemical quantities into an electrical signal. This in turn can be detected and processed by electronic, electrical and / or mechanical systems.
  • the electrical signal generated by the sensor can be present in different forms.
  • the senor is an element and often a sensor downstream signal processing is required, which on the one hand serves to reduce unwanted side effects and on the other hand to put the signal on a standardized basis. If the sensor is followed by a signal processing circuit, today is often spoken of a so-called transmitter.
  • the senor should in particular be very inexpensive to produce and preferably also be very robust and reliable.
  • a sensor having the features of claim 1.
  • a printed circuit board sensor for measuring physical quantities comprising a base plate and a second plate which both consist of glass, wherein at least the second plate is designed such that it is elastically deformable, wherein the base plate and the second plate depending a first and a second side, wherein the second side of the base plate and the first side of the second plate
  • Base plate and the second plate Base plate and the second plate, a spacer element is arranged, which the base plate and the second plate in one
  • the base plate and the second plate are mutually parallel, the second side of the base plate having a first metallic or polymeric surface and the first side of the second plate having a second metallic or polymeric surface, and wherein the first and second metallic ones or polymeric surface are at least partially opposite, and wherein on the first side of the base plate conductor tracks are applied, and wherein the base plate has at least a first and a second via, which are arranged such that the first via the conductor electrically conductively connected to the first metallic or polymeric surface joins, and that the second
  • metallic or polymeric surface on the one hand means a metallic or polymeric layer which is applied to the base plate and / or to the second plate is, and on the other hand, the generated by this layer
  • the object is further achieved with a method for producing sensors having the features of claim 19.
  • the object is further achieved with a method for producing a printed circuit board sensor for measuring physical quantities by using a base plate made of glass on the first side
  • Conductor tracks is provided and provided on the second side with at least a first metallic or polymeric surface, and wherein the first metallic or polymeric surface is connected via at least one via at least one conductor track, and wherein a second plate of glass on the first side at least is provided with a second metallic or polymeric surface, and wherein the base plate and the second plate are connected to each other by means of spacer elements and / or interconnects such that the first metallic or polymeric surface of the base plate and the second metallic or polymeric surface of the second plate each other in particular parallel and spaced apart, wherein the base plate and the second plate are preferably configured congruent.
  • Printed circuit board can be manufactured in standard production processes. This allows the sensors to be manufactured very cost-effectively and very reliably.
  • a further advantage is the fact that, among other things, the production costs for the sensors and the evaluation electronics are very cost-effective due to the integration of different technologies and properties of transducers. It was recognized that the existing PCB manufacturing techniques today
  • the sensors and the printed circuit boards are manufactured in a layered construction.
  • manufacturing process is the fact that the substrate, and / or the layer structure, and / or the
  • Material composition and / or the geometry of the circuit board very simple, inexpensive, and in particular can be varied in a variety of embodiments, and that it is possible is also the most diverse types of sensors cost-effective and in large quantities to produce.
  • the erfmdungsgemässe sensor can be used to measure a variety of physical quantities, in particular pressure, force or
  • the erfmdungsgemässe sensor can also be supplemented in an advantageous embodiment also such that additional measures can be detected, and
  • the substrate, the layer structure, the material composition, the geometry of the printed circuit board and the arrangement of the electrically conductive tracks can be selected in a variety of ways, including depending on the zu
  • the structure according to the invention has the advantage that sensor, housing and printed circuit board technologies are virtually integrated into a single component or a uniform assembly, which is a
  • Evaluation electronics on a single circuit board structure produce.
  • the shape of the sensor can be advantageously designed, so that this one for the respective
  • Application may have particularly advantageous shape, so that the sensor can be adapted to the particular application very simple and practical.
  • the inventive printed circuit board sensor comprises a base plate and a second plate, wherein the base plate and the second plate are mutually spaced, so that between a gap or an interior is formed.
  • the base plate and / or the second plate is coated with a transparent or at least partially transparent layer, which forms the first and / or second metallic or polymeric surface.
  • the base plate and / or the second plate is formed from a transparent or at least partially transparent glass.
  • the at least partially transparent layer and the at least partially transparent glass has the advantage that the interior can be seen from the outside by an appropriate choice of transparency, because the
  • a display device is arranged in the interior, for example a digital display, an analog display or a screen, which is recognizable and readable when viewing the base plate and / or the second plate.
  • the digital display can be designed, for example, as an LED, as an LCD or generally as a light-emitting display.
  • An analog display for example, as a pictogram, for example as an on-off display, or as a movable pointer or as a clock with multiple hands
  • FIG. 1 shows a longitudinal section through a first embodiment of a printed circuit board sensor.
  • Fig. 2 is a longitudinal section through a second embodiment
  • Fig. 3 is a plan view of a plurality not yet separated
  • FIG. 4 shows a longitudinal section through a further embodiment of a printed circuit board sensor.
  • Fig. 5 is a plan view of the second plate of a sensor.
  • Figure 1 shows a longitudinal section through a printed circuit board sensor 1 for measuring physical quantities.
  • the printed circuit board sensor 1 comprises a base plate 2 and a second plate 3 which both consist of a glass. At least the second plate 3 is designed such that it is elastically deformable.
  • the base plate 2 and the second plate 3 each have a first and a second side 2a, 2b, 3a, 3b, wherein the second side 2b of the base plate 2 and the first side 3a of the second plate 3 are arranged opposite and wherein between the base plate 2 and the second plate 3, a spacer element 7 is arranged, which holds the base plate 2 and the second plate 3 mutually spaced, wherein the base plate 2 and the second plate 3 preferably run parallel to each other.
  • the second side 2b of the base plate 2 has a first metallic or polymeric surface 5a
  • the first side 3a of the second plate 3 has a second metallic or polymeric surface 5b
  • the first and second metallic or polymeric surfaces 5a, 5b are at least are arranged partially opposite each other.
  • the two metallic or polymeric surfaces 5a, 5b are electrically conductive and may, for example, form a capacitor 5 whose capacitance changes due to the force F acting on the second plate 3 or the pressure P acting on the second plate 3, which is mutual
  • the printed circuit board sensor 1 also comprises a reference sensor, which is formed in the illustrated embodiment according to Figure 1 by the conductor track 6 and part of the surface 5b.
  • the conductor track 6 is connected via a through-connection 9 with a conductor track 4.
  • the via is generated for example by drilling.
  • the printed circuit board sensor 1 shown in FIG. 1 could also have a plurality of capacitive and / or inductive sensors, which are preferably arranged on the second side 2b of the base plate 2 and on the first side 3a of the second plate 3.
  • On the first side of the base plate 2 are printed conductors 4
  • the base plate 2 has at least one first and one second via 9, which are arranged such that the first via 9a, the conductor track 4th
  • the conductor tracks 4/6/7 are preferably arranged so running on the first side 2 a or on the second side 2 b, that electronic components such as electronic circuits can be connected to these.
  • Base plate 2 is.
  • a hole is made in the glass first, which is then preferably filled with metal or in which a metal is introduced to such a
  • the plated-through hole 9 can also run along the surface of the glass of the base plate 2.
  • the spacer element 7 can be configured as a conductor track 6.
  • the spacer element 7 and / or the conductor track 6 are arranged such that between the base plate 2 and the second plate 3 at the outer edge lc a
  • Gap 8 forms.
  • This gap 8 has, inter alia, the advantage that the second plate 3 is easier to bend.
  • the spacer element 7 and / or the conductor track 6 are arranged such that the base plate 2 and the second plate 3 are enclosed such that between the base plate 2 and the second plate 3, an enclosed interior 12 is formed.
  • FIG. 2 shows a longitudinal section through a second one
  • Embodiment of a printed circuit board sensor 1 for measuring physical quantities The base plate 2 has a
  • fluid-permeable passage 1 which extends from the first side 2a to the inner space 12 and thus forms a fluid-permeable connection between the inner space 12 and the outer space.
  • the printed circuit board sensor 1 may also include additional sensors. As illustrated in FIG. 2, the printed circuit board sensor 1 can comprise at least one second sensor 13, which is arranged, for example, at or above the second side 3b of the second plate 3, this sensor 13 being conductively connected to printed conductors 4 via electrical conductors 10 the first side 2a of the base plate 2 are arranged.
  • the sensor 13 could for example be designed as a chemical sensor and example consist of carbon, which changes the conductivity as a function of the CO2 concentration, so that the CO 2 concentration can be measured.
  • the inventive printed circuit board sensor 1 can be configured in a variety of ways and, if necessary, also include a plurality of sensors. Depending on the required
  • Evaluation electronics can on the surface or above or below the base plate 2 one or more Insulating layers and / or conductor track levels 4 are applied to allow the electrical connections to the electrical components.
  • the necessary connections to the sensors are preferably generated with plated-through holes 9, wherein the plated-through holes 9 preferably extend through the glass.
  • Fig. 1 shows schematically an embodiment of a
  • the printed circuit board sensor 1 for detecting physical and chemical quantities.
  • the printed circuit board sensor 1 has a round or polygonal, in particular a quadrangular, planar geometry. It can be arranged both on the top 2a and on the bottom 2b of the base plate 2 chemical or physical sensor elements.
  • the chemical sensor elements 13 preferably passive, flat electronic components are used, such as resistors, coils or capacitors or others, the effects of z. B. of oxygen or CO2 or other chemical substances change their electrical properties.
  • physical sensors 5, which are formed in combination with the second plate 3 can also be arranged on at least one side of the base plate 2. A mechanical action F, P on the second plate 3 results in a change in an electrical quantity of the physical sensor 5.
  • the printed circuit board sensor 1 is preferably produced in mass production plants by producing a multiplicity of sensors 1, for example 300 to 1000 sensors 1, on a common base plate 2 and / or a common second plate 3.
  • FIG. 3 shows a plan view of a plurality of sensors 1 which have not yet been separated, which in a subsequent method step follow the Fracture la, lb be separated, for example by slitting or milling.
  • the sensors 1 can, if necessary, also be equipped with electronic components before they are separated from each other. Thus, a plurality of sensors 1 can simultaneously on a common disk and also very
  • the individual sensors 1 preferably by automatic
  • the printed circuit board sensor 1 for measuring physical quantities is preferably produced such that a base plate 2 made of glass on the first side 2 a is provided with conductor tracks 4 and is provided on the second side 2b at least with a first metallic or polymeric surface 5a, wherein the first
  • metallic or polymeric surface 5a is connected via at least one feedthrough 9 at least with a conductor track 4, and wherein a second plate 3 made of glass on the first side 3a at least with a second metallic or polymeric
  • the base plate 2 and the second plate 3 are mutually congruent designed and arranged.
  • a common base plate 2 and a common second plate 3 in layering a variety made of printed circuit board sensors 1, wherein the
  • Printed circuit board sensors 1 are separated from each other after their production.
  • each printed circuit board sensor 1 is mutually connected via spacer elements 7 and / or printed conductors 6 such that a gap 8 is produced on the outer edge 1c of the printed circuit board sensor 1 between the base plate 2 and the second plate 3.
  • the surface 3b of the second plate 3, as illustrated in FIG. 2 by way of example along a short section, may have a surface structure 14 which is designed, for example, as a surface provided with curvatures or grooves.
  • This structure 14 can be produced for example by a mechanical processing, for example with milling.
  • Such a structure 14 may prove advantageous, for example, when the pressure of a fluid is measured with the printed circuit board sensor 1, the fluid being conducted in such a way that it flows along the side 3b provided with a structure 14.
  • Other or further sides 2a, 2b, 3a, 3b of the second plate 3 or the base plate 2 could also be provided with a surface structure 14.
  • FIG. 4 shows a longitudinal section through another one
  • Printed circuit board sensor 1 on a higher interior space 12 by the spacer element 7 has a greater height.
  • 12 display devices 15, 15 a are arranged in the interior.
  • the sensor 1 has a window area 14b with at least one partially transparent glass, so that the display device 15 arranged thereunder or at least the display shown thereon is visible from the outside when viewing the second plates 3.
  • the senor 1 has a window region 14a with an at least partially transparent glass and an at least partially transparent metallic or polymeric surface 5b, so that the display device 15a arranged thereunder or at least the display shown thereon is visible from the outside when viewing the second plates 3.
  • the second plate 3 is coated with a transparent or at least partially transparent layer 5b, which the second metallic or
  • the second plate 3 is formed of a transparent or at least partially transparent glass.
  • the transparent glass has the advantage that either the interior is visible from the outside, because when viewing the second plate 3, the interior 12 and the display device 15, 15a is visually recognizable, or that at least the display of the display 15, 15a shown display is visible.
  • the display device 15, 15a is advantageously designed as a light-emitting display, such as a digital display, an analog display or a screen.
  • pointers for analog display for example mechanical hands, such as are used in a tachometer or clock.
  • the display device 15 may further comprise a drive device for moving the hands, for example the hands of a clock.
  • the driving device for the hands could also be arranged within the base plate 2 or below the base plate 2.
  • the printed circuit board sensor 1 according to the invention is therefore also provided with a display device 15, 15a in a particularly advantageous embodiment.
  • Surface 5b could be formed, for example, as a thin, transparent metallic coating, which can be produced, for example, by means of a sputter deposition method.
  • FIG. 5 shows a plan view of the printed circuit board sensor 1
  • the second plate 3 is formed of a transparent glass.
  • the second plate 3 has a plurality of window areas 14b, 14d, 14e, 14f, 14g, wherein the
  • Window portions 14b, 14d, 14e, 14f, 14g are configured such that the second plate 3 in this area no or one
  • Display device 15 visible from the outside.
  • the sensor 1 shown in Figure 5 also has a
  • Window region 14a, 14c with an at least partially transparent glass and an at least partially transparent metallic or polymeric surface 5b, so that the contour of the
  • Display device 15a is not visible, the display of the display device 15a, when it is lit, is visible from the outside.
  • the window region 14a, 14c could also comprise a non-transparent glass and / or a non-transparent metallic or polymeric surface 5b, so that only the
  • Window portions 14b, 14d, 14e, 14f, 14g are at least partially or completely transparent configured.
  • the sensor 1 is shown in the figures shown rectangular or square. However, in the plan view shown in FIG. 5, the sensor 1 could also have a rounded outer contour, and be designed, for example, as circular, oval or polygonal.
  • the sensor 1 can be produced in a large number of possible outer contours.
  • the sensor 1 can be produced in a variety of possible colors.
  • the display device 15, 15a allows a variety of display options. The sensor 1 is therefore also suitable as a jewelry or fashion item.

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Abstract

Leiterplattensensor (1) zum Messen von physikalischen Grössen, umfassend eine Basisplatte ( 2 ) sowie eine zweite Platte (3) welche beide aus Glas bestehen, wobei zumindest die zweite Platte (3) derart ausgestaltet ist, dass diese elastisch verformbar ist, wobei die Basisplatte (2) sowie die zweite Platte (3) je eine erste und eine zweite Seite (2a,2b,3a,3b) aufweisen, wobei die zweite Seite (2b) der Basisplatte (2) sowie die erste Seite (3a) der zweiten Platte (3) gegenüberliegend angeordnet sind und wobei zwischen der Basisplatte (2) und der zweiten Platte (3) ein Abstandelement (7) angeordnet ist, welches die Basisplatte (2) sowie die zweite Platte (3) in einer gegenseitig Distanz hält, wobei die Basisplatte (2) und die zweite Platte (3) insbesondere gegenseitig parallel verlaufen, wobei die zweite Seite (2b) der Basisplatte (2) eine erste metallische oder polymerische Oberfläche (5a) und die erste Seite (3a) der zweiten Platte (3) eine zweite metallische oder polymerische Oberfläche (5b) aufweist, und wobei die erste und zweite metallische oder polymerische Oberfläche (5a,5b) zumindest teilweise gegenüberliegend angeordnet sind, und wobei auf der ersten Seite der Basisplatte (2) Leiterbahnen (4) aufgebracht sind, und wobei die Basisplatte (2) zumindest eine erste und eine zweite Durchkontaktierung (9) aufweist, welche derart angeordnet sind, dass die erste Durchkontaktierung (9a) die Leiterbahn (4) elektrisch leitend mit der ersten metallischen oder polymerische Oberfläche (5a) verbindet, und dass die zweite Durchkontaktierung (9b) die Leiterbahn (4) elektrisch leitend mit der zweiten metallischen oder polymerische Oberfläche (5b) verbindet.

Description

LEITERPLATTENSENSOR UND VERFAHREN ZUR HERSTELLUNG DESSELBEN
Beschreibung
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Leiterplattensensor gemäss dem Oberbegriff von Anspruch 1. Die vorliegende Erfindung betrifft weiter ein Verfahren zum Herstellen eines Leiterplattensensors gemäss dem Oberbegriff von Anspruch 19.
Stand der Technik
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf das Gebiet der
elektronischen Messung von physikalischen Grössen, wie z.B. Druck, Kraft oder Beschleunigung. Das Gebiet der Sensorik ist sehr weit reichend. Heute können
Sensoren für die unterschiedlichsten Messaufgaben gebaut werden. Das bezieht sich einerseits auf die durch den Sensor zu messende Grösse, andererseits auf die durch den Sensor zu erfüllenden
Bedingungen. Die zu messenden Grössen sind meist physikalische oder chemische Grössen. Die zu erfüllenden Bedingungen wechseln je nach Einsatzgebiet des Sensors und können zu völlig
unterschiedlichen Bauarten für einen einzigen Sensor führen.
Der Zweck eines Sensors ist die Wandlung von physikalischen oder chemischen Grössen in ein elektrisches Signal. Dieses wiederum kann von elektronischen, elektrischen und / oder mechanischen Systemen erfasst und verarbeitet werden. Das vom Sensor erzeugte, elektrische Signal kann dabei in unterschiedlichen Formen vorliegen. Zur Umwandlung von physikalischen Grössen in elektrische Grössen werden heute unterschiedliche Techniken und Technologien
eingesetzt. Meistens ist der Sensor ein Element und oft ist auch eine dem Sensor nachgeschaltete Signalverarbeitung erforderlich, welche einerseits dazu dient, unerwünschte Nebeneinflüsse zu reduzieren und andererseits das Signal auf eine standardisierte Basis zu stellen. Ist dem Sensor eine Signalverarbeitungsschaltung nachgeschaltet, so wird heute oft von einem sogenannten Transmitter gesprochen.
Obwohl eine Vielzahl von Sensoren bekannt ist besteht immer noch der Bedarf nach kostengünstigen, zuverlässigen und robusten
Sensoren.
Darstellung der Erfindung Aufgabe der Erfindung ist es einen wirtschaftlich vorteilhafteren
Sensor zu bilden. Der Sensor sollte insbesondere sehr kostengünstig herstellbar sein und vorzugsweise auch sehr robust und zuverlässig sein.
Diese Aufgabe wird gelöst mit einem Sensor aufweisend die Merkmale von Anspruch 1. Diese Aufgabe wird insbesondere gelöst mit einem Leiterplattensensor zum Messen von physikalischen Grössen, umfassend eine Basisplatte sowie eine zweite Platte welche beide aus Glas bestehen, wobei zumindest die zweite Platte derart ausgestaltet ist, dass diese elastisch verformbar ist, wobei die Basisplatte sowie die zweite Platte je eine erste und eine zweite Seite aufweisen, wobei die zweite Seite der Basisplatte sowie die erste Seite der zweiten Platte
gegenüberliegend angeordnet sind und wobei zwischen der
Basisplatte und der zweiten Platte ein Abstandelement angeordnet ist, welches die Basisplatte sowie die zweite Platte in einer
gegenseitigen Distanz hält, wobei die Basisplatte und die zweite Platte insbesondere gegenseitig parallel verlaufen, wobei die zweite Seite der Basisplatte eine erste metallische oder polymerische Oberfläche und die erste Seite der zweiten Platte eine zweite metallische oder polymerische Oberfläche aufweist, und wobei die erste und zweite metallische oder polymerische Oberfläche zumindest teilweise gegenüberliegend angeordnet sind, und wobei auf der ersten Seite der Basisplatte Leiterbahnen aufgebracht sind, und wobei die Basisplatte zumindest eine erste und eine zweite Durchkontaktierung aufweist, welche derart angeordnet sind, dass die erste Durchkontaktierung die Leiterbahn elektrisch leitend mit der ersten metallischen oder polymerischen Oberfläche verbindet, und dass die zweite
Durchkontaktierung die Leiterbahn elektrisch leitend mit der zweiten metallischen oder polymerischen Oberfläche verbindet.
Unter dem Begriff„metallische oder polymerische Oberfläche" wird einerseits eine metallische oder polymerische Schicht verstanden, welche auf die Basisplatte und / oder auf die zweite Platte aufgebracht ist, und andererseits auch die durch diese Schicht erzeugte
Oberfläche.
Die Unteransprüche 2 bis 18 betreffend weitere vorteilhaft
ausgestaltete Leiterplattensensoren.
Die Aufgabe wird weiter gelöst mit einem Verfahren zum Herstellen von Sensoren aufweisen die Merkmale von Anspruch 19. Die Aufgabe wird weiter gelöst mit einem Verfahren zum Herstellen eines Leiterplattensensors zum Messen von physikalischen Grössen, indem eine Basisplatte aus Glas auf der ersten Seite mit
Leiterbahnen versehen wird und auf der zweiten Seite zumindest mit einer ersten metallischen oder polymerischen Oberfläche versehen wird, und wobei die erste metallische oder polymerische Oberfläche über zumindest eine Durchkontaktierung zumindest mit einer Leiterbahn verbunden ist, und wobei eine zweite Platte aus Glas auf der ersten Seite zumindest mit einer zweiten metallischen oder polymerischen Oberfläche versehen wird, und wobei die Basisplatte sowie die zweite Platte derart mit Hilfe von Abstandelementen und/ oder Leiterbahnen miteinander verbunden werden, dass die erste metallische oder polymerische Oberfläche der Basisplatte sowie die zweite metallische oder polymerische Oberfläche der zweiten Platte gegenseitig insbesondere parallel und gegenseitig beabstandet verlaufen, wobei die Basisplatte sowie die zweite Platte vorzugsweise deckungsgleich ausgestaltet sind.
Die Unteransprüche 20 bis 22 betreffend weitere vorteilhafte
Verfahrensschritte . Der erfindungsgemässe Leiterplattensensor sowie das
erfindungsgemässe Verfahren weisen den Vorteil auf, dass die
Sensoren direkt unter Zuhilfenahme der Fertigungsprozesse für Leiterplatten hergestellt werden können und so, als Teil der
Leiterplatte, in Standardfertigungsprozessen hergestellt werden können. Die erlaubt die Sensoren sehr kostengünstig und sehr zuverlässig herzustellen.
Ein weiterer Vorteil ist darin zu sehen, dass durch die Integration von verschiedenen Technologien und Eigenschaften von Messwandlern unter anderem die Herstellungskosten für die Sensoren und die Auswerteelektronik sehr kostengünstig sind. Es wurde erkannt, dass die heute bestehenden Leiterplattenfertigungstechniken eine
Integration sowie einen Schichtaufbau von ganzen Sensoren erlauben, wobei diese Herstellprozesse sehr gut reproduzierbar sind und zur Herstellung einer Gross-Serienproduktion geeignet sind. Somit ist es möglich die Sensoren in sehr grosser Stückzahl und zudem sehr kostengünstig herzustellen. So ist es beispielsweise möglich 300 bis 1000 Sensoren in einem ersten Verfahrensschritt gleichzeitig auf derselben Basisplatte zu fertigen, um danach dies Basisplatte derart zu trennen, dass die Sensoren einzeln vorliegen.
Beim erfmdungsgemässen Verfahren werden die Sensoren sowie die Leiterplatten in Schichtaufbau hergestellt. Ein Vorteil des
erfmdungsgemässen Sensors beziehungsweise des
erfmdungsgemässen Herstellungsverfahrens ist darin zu sehen, dass das Substrat, und/ oder der Schichtaufbau, und/ oder die
Materialzusammensetzung und/ oder die Geometrie der Leiterplatte sehr einfach, kostengünstig, und insbesondere auch in einer Vielzahl von Ausführungsformen variiert werden kann, und dass es möglich ist auch unterschiedlichste Bauformen von Sensoren kostengünstig und in grosser Stückzahl herzustellen.
Der erfmdungsgemässe Sensor kann zum Messen einer Vielzahl physikalischer Grössen, insbesondere von Druck, Kraft oder
Beschleunigung ausgestaltet sein. Der erfmdungsgemässe Sensor kann in einer vorteilhaften Ausgestaltung zudem derart ergänzt werden, dass zusätzliche Messgrössen erfassbar sind, und
beispielsweise ein Messen von chemischen Grössen möglich ist.
Beim erfmdungsgemässen Leiterplattensensor werden vorzugsweise die Sensoren, und deren Auswerteelektronik auf der Leiterplatte integriert. Dabei können das Substrat, der Schichtaufbau, die Materialzusammensetzung, die Geometrie der Leiterplatte sowie die Anordnung der elektrisch leitenden Bahnen auf unterschiedlichste Art gewählt sein, unter anderem auch abhängig von den zu
wandelnden physikalischen oder chemischen Grössen. Nebst den physikalischen Grössen ist es zusätzlich möglich auch eine Vielzahl chemischer Grössen zu messen.
Der erfmdungsgemässe Aufbau weist den Vorteil auf, dass Sensor-, Gehäuse- und Leiterplattentechnologien quasi in ein einziges Bauteil oder eine einheitliche Baugruppe integriert sind, was eine
zuverlässige und kostengünstige Fertigung ermöglicht. Zudem bewirkt diese Anordnung eine Reduzierung von störenden Einflüssen weshalb eine zuverlässige Messwerterfassung möglich ist. Die
Integration führt zudem zu sehr kleinen Sensoren. Somit ist es auch möglich einen Sensor und insbesondere auch eine Mehrzahl von Sensoren wie Multisensorstrukturen mit umfangreicher
Auswerteelektronik auf einer einzigen Leiterplattenstruktur zu erzeugen. Hinzu kommt, dass durch geeignete Wahl der Geometrie der Leiterplattenstrukturen, die Form des Sensors vorteilhaft ausgestaltet werden kann, sodass diese eine für die jeweilige
Applikation besonders vorteilhafte Form aufweisen kann, sodass der Sensor angepasst an die jeweilige Applikation sehr einfach und zweckmässig ausgestaltet werden kann.
Der erfmdungsgemässe Leiterplattensensor umfasst eine Basisplatte sowie eine zweite Platte, wobei die Basisplatte und die zweite Platte gegenseitig beabstandet sind, sodass dazwischen ein Zwischenraum beziehungsweise ein Innenraum ausbildet ist. In einer vorteilhaften Ausgestaltung ist die Basisplatte und/ oder die zweite Platte mit einer transparenten oder zumindest teilweise transparenten Schicht beschichtet, welche die erste und/ oder zweite metallische oder polymerische Oberfläche ausbildet. Zudem ist die Basisplatte und/ oder die zweite Platte aus einem transparenten oder zumindest teilweise transparenten Glas gebildet. Die zumindest teilweise transparente Schicht und das zumindest teilweise transparente Glas bewirkt den Vorteil, dass der Innenraum durch eine entsprechende Wahl der Transparenz von Aussen einsehbar sein kann, weil beim
Betrachten der Basisplatte und / oder die zweite Platte der Innenraum visuell erkennbar ist. In einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung ist im Innenraum eine Anzeigevorrichtung angeordnet, beispielsweise eine digitale Anzeige, eine analoge Anzeige oder ein Bildschirm, die beim Betrachten der Basisplatte und/ oder der zweiten Platte erkennbar und ablesbar ist. Die digitale Anzeige kann beispielsweise als LED, als LCD oder generell als Licht emittierende Anzeige ausgestaltet sein. Eine analoge Anzeige kann beispielsweise als Piktogramm, beispielsweise als Ein-Aus-Anzeige, oder als ein beweglicher Zeiger oder als eine Uhr mit mehreren Zeigern
ausgestaltet sein.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Die zur Erläuterung der Ausführungsbeispiele verwendeten
Zeichnungen zeigen:
Fig. 1 einen Längsschnitt durch ein erstes Ausführungsbeispiel eines Leiterplattensensors;
Fig. 2 einen Längsschnitt durch ein zweites Ausführungsbeispiel
eines Leiterplattensensors;
Fig. 3 eine Draufsicht auf eine Mehrzahl noch nicht getrennter
Sensoren;
Fig. 4 einen Längsschnitt durch ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Leiterplattensensors;
Fig. 5 eine Draufsicht auf die zweite Platte eines Sensors.
Grundsätzlich sind in den Zeichnungen gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen versehen.
Wege zur Ausführung der Erfindung
Figur 1 zeigt einen Längsschnitt durch einen Leiterplattensensor 1 zum Messen von physikalischen Grössen. Der Leiterplattensensor 1 umfasst eine Basisplatte 2 sowie eine zweite Platte 3 welche beide aus einem Glas bestehen. Zumindest die zweite Platte 3 ist derart ausgestaltet, dass diese elastisch verformbar ist. Die Basisplatte 2 sowie die zweite Platte 3 weisen je eine erste und eine zweite Seite 2a,2b,3a,3b auf, wobei die zweite Seite 2b der Basisplatte 2 sowie die erste Seite 3a der zweiten Platte 3 gegenüberliegend angeordnet sind und wobei zwischen der Basisplatte 2 und der zweiten Platte 3 ein Abstandelement 7 angeordnet ist, welches die Basisplatte 2 sowie die zweite Platte 3 gegenseitig beabstandet hält, wobei die Basisplatte 2 und die zweite Platte 3 vorzugsweise gegenseitig parallel verlaufen. Die zweite Seite 2b der Basisplatte 2 weist eine erste metallische oder polymerische Oberfläche 5a auf, und die erste Seite 3a der zweiten Platte 3 weist eine zweite metallische oder polymerische Oberfläche 5b auf, und wobei die erste und zweite metallische oder polymerische Oberfläche 5a, 5b zumindest teilweise gegenüberliegend angeordnet sind. Die beiden metallischen oder polymerischen Oberflächen 5a, 5b sind elektrisch leitend und können beispielsweise einen Kondensator 5 ausbilden, dessen Kapazität sich ändert auf Grund der auf die zweite Platte 3 einwirkenden Kraft F beziehungsweise des auf die zweite Platte 3 einwirkenden Drucks P, was eine gegenseitige
Verschiebung der Oberflächen 5a, 5b und somit eine Veränderung der Kapazität zur Folge hat. Die Oberflächen 5a, 5b könnten
beispielsweise auch als Spulen beziehungsweise als Induktivitäten ausgestaltet sein, deren Interaktion sich auf Grund einer Biegung der zweiten Platte 3 und/ oder der Basisplatte 2 verändert. In einer vorteilhaften Ausgestaltung umfasst der Leiterplattensensor 1 zudem einen Referenzsensor, welcher im dargestellten Ausführungsbeispiel gemäss Figur 1 durch die Leiterbahn 6 und ein Teil der Oberfläche 5b ausgebildet wird. Die Leiterbahn 6 ist über eine Durchkontaktierung 9 mit einer Leiterbahn 4 verbunden. Die Durchkontaktierung wird beispielsweise durch Bohren erzeugt. Der in Figur 1 dargestellte Leiterplattensensor 1 könnte auch eine Mehrzahl von kapazitiven und/ oder induktiven Sensoren aufweisen, welche vorzugsweise an der zweiten Seite 2b der Basisplatte 2 und an der ersten Seite 3a der zweiten Platte 3 angeordnet sind. Auf der ersten Seite der Basisplatte 2 sind Leiterbahnen 4
aufgebracht, wobei die Basisplatte 2 zumindest eine erste und eine zweite Durchkontaktierung 9 aufweist, welche derart angeordnet sind, dass die erste Durchkontaktierung 9a die Leiterbahn 4
elektrisch leitend mit der ersten metallischen oder polymerische
Oberfläche 5a verbindet, und dass die zweite Durchkontaktierung 9b die Leiterbahn 4 elektrisch leitend mit der zweiten metallischen oder polymerischen Oberfläche 5b verbindet. Die Leiterbahnen 4/6/7 sind vorzugsweise derart verlaufend an der ersten Seite 2 a oder an der zweiten Seite 2b angeordnet, dass elektronische Bauteile wie elektronische Schaltungen mit diesen verbunden werden können.
In einer bevorzugten Ausgestaltung verlaufen die
Durchkontaktierungen wie in Figur 1 dargestellt durch das Glas der Basisplatte 2, wobei die Durchkontaktierung 9 vorzugsweise wie dargestellt bündig mit der ersten und zweiten Seite 2a,2b der
Basisplatte 2 ist. Vorzugsweise wird im Glas zuerst eine Bohrung vorgenommen, welche danach vorzugsweise mit Metall gefüllt wird oder in welche ein Metall eingeführt wird, um derart eine
Durchkontaktierung 9 zu erzeugen. Die Durchkontaktierung 9 kann jedoch auch, wie in Figur 2 dargestellt, entlang der Oberfläche des Glases der Basisplatte 2 verlaufen.
Das Abstandelement 7 kann als eine Leiterbahn 6 ausgestaltet sein.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung sind das Abstandelement 7 und / oder die Leiterbahn 6 derart angeordnet, dass sich zwischen der Basisplatte 2 und der zweiten Platte 3 an der Aussenkante lc ein
Spalt 8 ausbildet. Dieser Spalt 8 weist unter anderem den Vorteil auf, dass die zweite Platte 3 einfacher biegbar ist. In einer vorteilhaften Ausgestaltung sind das Abstandelement 7 und/ oder die Leiterbahn 6 derart angeordnet, dass die Basisplatte 2 sowie die zweite Platte 3 derart umschlossen sind, dass zwischen der Basisplatte 2 und der zweiten Platte 3 ein umschlossener Innenraum 12 gebildet ist.
Figur 2 zeigt einen Längsschnitt durch ein zweites
Ausführungsbeispiel eines Leiterplattensensors 1 zum Messen von physikalischen Grössen. Die Basisplatte 2 weist einen
fluiddurchlässigen Durchgang 1 1 auf, welcher von der ersten Seite 2a bis zum Innenraum 12 verläuft und somit eine Fluid durchlässige Verbindung zwischen dem Innenraum 12 und dem Aussenraum bildet.
Der Leiterplattensensor 1 kann zudem noch zusätzliche Sensoren umfassen. Wie in Figur 2 dargestellt kann der Leiterplattensensor 1 zumindest einen zweiten Sensor 13 umfassen, der beispielsweise an oder oberhalb der zweiten Seite 3b der zweiten Platte 3 angeordnet ist, wobei dieser Sensor 13 über elektrische Leiter 10 Signal leitend mit Leiterbahnen 4 verbunden ist, welche an der ersten Seite 2a der Basisplatte 2 angeordnet sind. Der Sensor 13 könnte beispielsweise als chemischer Sensor ausgestaltet sein und Beispiel aus Kohle bestehen, welche die Leitfähigkeit in Abhängigkeit der CO2- Konzentration verändert, sodass die CO2-Konzentration gemessen werden kann.
Der erfmdungsgemässe Leiterplattensensor 1 kann in einer Vielzahl von Möglichkeiten ausgestaltet sein und, falls erforderlich, auch eine Vielzahl von Sensoren umfassen. Je nach erforderlicher
Auswertelektronik können auf der Oberfläche beziehungsweise oberhalb oder unterhalb der Basisplatte 2 eine oder mehrere Isolationsschichten und/ oder Leiterbahnenebenen 4 aufgebracht werden um die elektrischen Verbindungen zu den elektrischen Bauteilen zu ermöglichen. Die erforderlichen Verbindungen zu den Sensoren werden vorzugsweise mit Durchkontaktierungen 9 erzeugt, wobei die Durchkontaktierungen 9 vorzugsweise durch das Glas hindurch verlaufen.
Fig. 1 zeigt schematisch ein Ausführungsbeispiel eines
Leiterplattensensors 1 zum Erfassen von physikalischen und chemischen Grössen. Der Leiterplattensensor 1 weist eine runde oder mehreckige, insbesondere eine viereckige, plane Geometrie auf. Es können sowohl auf der Oberseite 2a als auch auf der Unterseite 2b der Basisplatte 2 chemische oder physikalische Sensorelemente angeordnet sein. Bei den chemischen Sensorelementen 13 werden vorzugsweise passive, flache elektronische Bauteile verwendet, wie Widerstände, Spulen oder Kondensatoren oder andere, die auf Einwirkungen z. B. von Sauerstoff oder CO2 oder andere chemische Stoffe ihre elektrischen Eigenschaften ändern. Ebenfalls können auch auf zumindest einer Seite der Basisplatte 2 physikalische Sensoren 5 angeordnet sein, die in Kombination mit der zweiten Platte 3 gebildet werden. Eine mechanische Einwirkung F, P auf die zweite Platte 3 hat eine Änderung einer elektrischen Grösse des physikalischen Sensors 5 zur Folge. Der Leiterplattensensor 1 wird vorzugsweise in Grossserienanlagen hergestellt, indem eine Vielzahl von Sensoren 1 , beispielsweise 300 bis 1000 Sensoren 1 , auf einer gemeinsamen Basisplatte 2 und/ oder einer gemeinsamen zweiten Platte 3 hergestellt werden. Figur 3 zeigt eine Draufsicht auf eine Mehrzahl noch nicht getrennter Sensoren 1 , welche in einem nachfolgenden Verfahrensschritt entlang der Bruchlinien la, lb getrennt werden, beispielsweise durch Schlitzen oder Fräsen. Die Sensoren 1 können, falls erforderlich, zudem mit elektronischen Bauteilen bestückt werden, bevor diese voneinander getrennt werden. Somit können eine Vielzahl von Sensoren 1 gleichzeitig auf einer gemeinsamen Platte und zudem sehr
kostengünstig gefertigt werden. Nach der Fertigstellung können die einzelnen Sensoren 1 vorzugsweise durch automatische
Trennverfahren voneinander getrennt werden. Der Leiterplattensensor 1 zum Messen von physikalischen Grössen wird vorzugsweise derart hergestellt, dass eine Basisplatte 2 aus Glas auf der ersten Seite 2 a mit Leiterbahnen 4 versehen wird und auf der zweiten Seite 2b zumindest mit einer ersten metallischen oder polymerischen Oberfläche 5a versehen wird, wobei die erste
metallische oder polymerische Oberfläche 5a über zumindest eine Durchkontaktierung 9 zumindest mit einer Leiterbahn 4 verbunden wird, und wobei eine zweite Platte 3 aus Glas auf der ersten Seite 3a zumindest mit einer zweiten metallischen oder polymerischen
Oberfläche 5b versehen wird, und wobei die Basisplatte 2 sowie die zweite Platte 3 derart mit Hilfe von Abstandelementen 7 und/ oder Leiterbahnen 6 miteinander verbunden werden, dass die erste metallische oder polymerische Oberfläche 5a der Basisplatte 2 sowie die zweite metallische oder polymerische Oberfläche 5b der zweiten Platte 3 gegenseitig insbesondere parallel und gegenseitig
beabstandet verlaufen. Vorzugsweise werden die Basisplatte 2 sowie die zweite Platte 3 gegenseitig deckungsgleich ausgestaltet und angeordnet.
Vorzugsweise werden auf einer gemeinsamen Basisplatte 2 sowie einer gemeinsamen zweiten Platte 3 in Schichttechnik eine Vielzahl von Leiterplattensensoren 1 hergestellt, wobei die
Leiterplattensensoren 1 nach deren Herstellung voneinander getrennt werden.
Vorteilhafterweise werden die Basisplatte 2 und die zweiten Platte 3 jedes Leiterplattensensors 1 derart gegenseitig über Abstandelemente 7 und/ oder Leiterbahnen 6 verbunden, dass an der Aussenkante lc des Leiterplattensensor 1 zwischen der Basisplatte 2 und der zweiten Platte 3 ein Spalt 8 erzeugt wird.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung kann die Oberfläche 3b der zweiten Platte 3 wie in Figur 2 beispielhaft entlang eines kurzen Abschnittes dargestellt, eine Oberflächenstruktur 14 aufweisen, welche beispielsweise als mit Wölbungen oder Rillen versehene Oberfläche ausgestaltet ist. Diese Struktur 14 kann beispielsweise durch eine mechanische Bearbeitung erzeugt werden, beispielsweise mit Fräsen. Eine derartige Struktur 14 kann sich beispielsweise als vorteilhaft erweisen, wenn mit dem Leiterplattensensor 1 der Druck eines Fluides gemessen wird, wobei das Fluid derart geleitet ist, dass dieses entlang der mit einer Struktur 14 versehenen Seite 3b fliesst. Es könnten auch andere oder weitere Seiten 2a,2b,3a,3b der zweiten Platte 3 oder der Basisplatte 2 mit einer Oberflächenstruktur 14 versehen sein.
Figur 4 zeigt einen Längsschnitt durch einen weiteren
Leiterplattensensor 1. Im Unterschied zu dem in Figur 1 dargestellten Leiterplattensensor 1 weist der in Figur 4 dargestellte
Leiterplattensensor 1 einen höheren Innenraum 12 auf, indem das Abstandelement 7 eine grössere Bauhöhe aufweist. Zudem sind im Innenraum 12 Anzeigevorrichtungen 15, 15a angeordnet. Zudem weist der Sensor 1 einen Fensterbereich 14b mit einem zumindest teilweise transparenten Glas auf, sodass die darunter angeordnete Anzeigevorrichtung 15 oder zumindest die darauf dargestellte Anzeige beim Betrachten der zweiten Platten 3 von Aussen sichtbar ist.
Zudem weist der Sensor 1 einen Fensterbereich 14a mit einem zumindest teilweise transparenten Glas und einer zumindest teilweise transparenten metallischen oder polymerischen Oberfläche 5b auf, sodass die darunter angeordnete Anzeigevorrichtung 15a oder zumindest die darauf dargestellte Anzeige beim Betrachten der zweiten Platten 3 von Aussen sichtbar ist. In einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung ist die zweite Platte 3 mit einer transparenten oder zumindest teilweise transparenten Schicht 5b beschichtet, welche die zweite metallische oder
polymerische Oberfläche 5b ausbildet. Zudem ist die zweite Platte 3 aus einem transparenten oder zumindest teilweise transparenten Glas gebildet. Die zumindest teilweise transparente metallische oder polymerische Oberfläche 5b und das zumindest teilweise
transparente Glas bewirkt den Vorteil, dass entweder der Innenraum von Aussen einsehbar ist, weil beim Betrachten der zweiten Platte 3 der Innenraum 12 und die Anzeigevorrichtung 15, 15a visuell erkennbar ist, oder dass zumindest die von der Anzeigevorrichtung 15, 15a dargestellte Anzeige erkennbar ist. Die Anzeigevorrichtung 15, 15a ist vorteilhafterweise als eine Licht emittierende Anzeige wie beispielsweise eine digitale Anzeige, eine analoge Anzeige oder ein Bildschirm ausgestaltet. In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung können zur analogen Anzeige auch Zeiger verwendet werden, zum Beispiel mechanische Zeiger, wie dieser bei einem Tacho oder einer Uhr verwendet werden. Die Anzeigevorrichtung 15 kann zudem eine Antriebsvorrichtung umfassen, um die Zeiger, zum Beispiel die Zeiger einer Uhr, zu bewegen. Die Antriebsvorrichtung für die Zeiger könnte auch innerhalb der Basisplatte 2 oder unterhalb der Basisplatte 2 angeordnet sein. Der erfindungsgemässe Leiterplattensensor 1 ist somit in einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung zudem mit einer Anzeigevorrichtung 15, 15a versehen. Die zweite metallische
Oberfläche 5b könnte beispielsweise als dünne, durchsichtige metallische Beschichtung ausgebildet sein, welche beispielsweise mit Hilfe eines Sputterdepositionsverfahrens herstellbar ist.
Figur 5 zeigt eine Draufsicht auf den Leiterplattensensor 1
beziehungsweise auf die zweite Platte 3. Die zweite Platte 3 ist aus einem transparenten Glas gebildet Die zweite Platte 3 weist mehrere Fensterbereiche 14b, 14d, 14e, 14f, 14g auf, wobei die
Fensterbereiche 14b, 14d, 14e, 14f, 14g derart ausgestaltet sind, dass die zweite Platte 3 in diesem Bereich keine oder eine
transparente zweite metallische oder polymerische Oberfläche 5b aufweist. Durch die Fensterbereiche 14b, 14d, 14e, 14f, 14g ist der Innenraum 12 und eine eventuell darin angeordnete
Anzeigevorrichtung 15 von Aussen sichtbar.
Der in Figur 5 dargestellte Sensor 1 weist zudem einen
Fensterbereich 14a, 14c mit einem zumindest teilweise transparenten Glas und einer zumindest teilweise transparenten metallischen oder polymerischen Oberfläche 5b auf, sodass die Kontur der
Anzeigevorrichtung 15a nicht sichtbar ist, wobei die Anzeige der Anzeigevorrichtung 15a, wenn diese leuchtet, von Aussen sichtbar ist. Der Fensterbereich 14a, 14c könnte jedoch auch ein nicht transparentes Glas und/ oder eine nicht transparente metallische oder polymerische Oberfläche 5b aufweisen, sodass nur die
Fensterbereiche 14b, 14d, 14e, 14f, 14g zumindest teilweise oder vollständig transparent ausgestaltet sind. Der Sensor 1 ist in den dargestellten Figuren rechteckig oder quadratisch dargestellt. Der Sensor 1 könnte jedoch in der in Figur 5 dargestellten Draufsicht auch eine rundliche Aussenkontur aufweisen, und zum Beispiel kreisförmig, oval oder vieleckig verlaufend ausgestaltet sein. Der Sensor 1 ist in einer Vielzahl möglicher Aussenkonturen herstellbar. Zudem ist der Sensor 1 in einer Vielzahl möglicher Farben herstellbar. Zudem erlaubt die Anzeigevorrichtung 15, 15a eine Vielzahl von Anzeigemöglichkeiten. Der Sensor 1 ist daher auch als Schmuck- oder Modegegenstand geeignet.

Claims

PATENTANSPRÜCHE
Leiterplattensensor (1) zum Messen von physikalischen
Grössen, umfassend eine Basisplatte ( 2 ) sowie eine zweite Platte (3) welche beide aus Glas bestehen, wobei zumindest die zweite Platte (3) derart ausgestaltet ist, dass diese elastisch verformbar ist, wobei die Basisplatte (2) sowie die zweite Platte (3) je eine erste und eine zweite Seite (2a,2b,3a,3b) aufweisen, wobei die zweite Seite (2b) der Basisplatte (2) sowie die erste Seite (3a) der zweiten Platte (3) gegenüberliegend angeordnet sind und wobei zwischen der Basisplatte (2) und der zweiten Platte (3) ein Abstandelement (7) angeordnet ist, welches die Basisplatte (2) sowie die zweite Platte (3) in einer gegenseitigen Distanz hält, wobei die Basisplatte (2) und die zweite Platte (3) insbesondere gegenseitig parallel verlaufen, wobei die zweite Seite (2b) der Basisplatte (2) eine erste metallische oder polymerische Oberfläche (5a) und die erste Seite (3a) der zweiten Platte (3) eine zweite metallische oder polymerische Oberfläche (5b) aufweist, und wobei die erste und zweite metallische oder polymerische Oberfläche (5a, 5b) zumindest teilweise gegenüberliegend angeordnet sind, und wobei auf der ersten Seite (2a) der Basisplatte (2) Leiterbahnen (4)
aufgebracht sind, und wobei die Basisplatte (2) zumindest eine erste und eine zweite Durchkontaktierung (9) aufweist, welche derart angeordnet sind, dass die erste Durchkontaktierung (9a) die Leiterbahn (4) elektrisch leitend mit der ersten metallischen oder polymerische Oberfläche (5a) verbindet, und dass die zweite Durchkontaktierung (9b) die Leiterbahn (4) elektrisch leitend mit der zweiten metallischen oder polymerischen
Oberfläche (5b) verbindet.
2. Leiterplattensensor nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Durchkontaktierungen (9) durch das Glas der
Basisplatte (2) verlaufen, wobei die Durchkontaktierung (9) insbesondere bündig mit der ersten und zweiten Seite (2a,2b) der Basisplatte (2) ist.
3. Leiterplattensensor nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Durchkontaktierungen (9) an der Oberfläche entlang des Glases der Basisplatte (2) verlaufen.
4. Leiterplattensensor nach einem der vorhergehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Leiterbahnen (4/6/7) derart verlaufend angeordnet sind, dass eine
elektronische Schaltung damit verbunden werden kann.
5. Leiterplattensensor nach einem der vorhergehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die erste und zweite metallische oder polymerische Oberfläche (5a, 5b) eine
Kapazität und/ oder eine Induktivität ausbilden.
6. Leiterplattensensor nach einem der vorhergehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das
Abstandelement (7) als Leiterbahn (6) ausgestaltet ist.
7. Leiterplattensensor nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Abstandelement (7) und /oder die Leiterbahn (6) derart angeordnet sind, dass sich zwischen der Basisplatte (2) und der zweiten Platte (3) an der Aussenkante (lc) ein Spalt (8) ausbildet.
8. Leiterplattensensor nach Anspruch 6 oder 7, dadurch
gekennzeichnet, dass das Abstandelement (7) und/ oder die Leiterbahn (6) die Basisplatte (2) sowie die zweite Platte (3) derart umschliesst, dass zwischen der Basisplatte (2) und der zweiten Platte (3) ein umschlossener Innenraum (12) gebildet ist.
9. Leiterplattensensor nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Basisplatte (2) einen fluiddurchlässigen Durchgang (1 1) aufweist, welcher von der ersten Seite (2a) bis zum
Innenraum (12) verläuft.
10. Leiterplattensensor nach einem der vorhergehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Basisplatte (2) und die zweite Platte (3) deckungsgleich ausgestaltet sind.
1 1. Leiterplattensensor nach einem der vorhergehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Basisplatte (2) und/ oder die zweite Platte (3) Ausnehmungen , Bohrungen (1 1), Aussenkanten (lc) oder Bruchlinien (la, lb) aufweist, welche insbesondere durch eine mechanische Bearbeitung wie Schlitzen, Bohrungen oder Fräsen erzeugt sind.
12. Leiterplattensensor nach einem der vorhergehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein zweiter Sensor (13) an oder oberhalb der zweiten Seite (3b) der zweiten Platte (3) angeordnet ist, wobei dieser Sensor (13) über elektrische Leiter ( 10) Signal leitend mit Leiterbahnen (4) verbunden ist, welche an der ersten Seite (2a) der Basisplatte (2) angeordnet sind, wobei der Sensor (13) insbesondere als ein chemischer Sensor ausgestaltet ist.
13. Leiterplattensensor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Glas der zweiten Platte (3) und die zweite metallische oder polymerische
Oberfläche (5b) transparent oder zumindest teilweise
transparent ausgestaltet ist.
14. Leiterplattensensor nach einem der vorhergehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der
Basisplatte (2) und der zweiten Platte (3) ein Innenraum (12) gebildet ist, und dass in diesem Innenraum (12) eine
Anzeigevorrichtung (15, 15a) angeordnet ist.
15. Leiterplattensensor nach Anspruch 14, dadurch
gekennzeichnet, dass die Anzeigevorrichtung (15, 15a) als eine digitale Anzeigevorrichtung oder eine analoge
Anzeigevorrichtung oder als ein Bildschirm ausgestaltet ist.
16. Leiterplattensensor nach Anspruch 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Platte (3) zumindest einen Fensterbereich (14b, 14d, 14e, 14f, 14g) aufweist, wobei der Fensterbereich (14b, 14d, 14e, 14f, 14g) derart ausgestaltet ist, dass die zweite Platte (3) in diesem Bereich keine oder eine transparente zweite metallische oder polymerische Oberfläche (5b) aufweist.
17. Leiterplattensensor nach Anspruch 16, dadurch
gekennzeichnet, dass die Anzeigevorrichtung (15, 15a) unterhalb eines Fensterbereiches (14b, 14d, 14e, 14f, 14g) angeordnet ist.
18. Leiterplattensensor nach einem der vorhergehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite metallische oder polymerische Oberfläche (5b) transparent oder zumindest teilweise transparent ausgestaltet ist.
19. Verfahren zum Herstellen eines Leiterplattensensors (1) zum Messen von physikalischen Grössen, indem eine
Basisplatte ( 2 ) aus Glas auf der ersten Seite (2a) mit
Leiterbahnen (4) versehen wird und auf der zweiten Seite (2b) zumindest mit einer ersten metallischen oder polymerische Oberfläche (5a) versehen wird, und wobei die erste metallische oder polymerische Oberfläche (5a) über zumindest eine
Durchkontaktierung (9) zumindest mit einer Leiterbahn (4) verbunden ist, und wobei eine zweite Platte (3) aus Glas auf der ersten Seite (3a) zumindest mit einer zweiten metallischen oder polymerische Oberfläche (5b) versehen wird, und wobei die Basisplatte (2) sowie die zweite Platte (3) derart mit Hilfe von Abstandelementen (7) und/ oder Leiterbahnen (6) miteinander verbunden werden, dass die erste metallische oder
polymerische Oberfläche (5a) der Basisplatte (2) sowie die zweite metallische oder polymerische Oberfläche (5b) der zweiten Platte (3) gegenseitig insbesondere parallel und gegenseitig beabstandet verlaufen, wobei die Basisplatte (2) sowie die zweite Platte (3) vorzugsweise deckungsgleich ausgestaltet sind.
20. Verfahren nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass auf einer gemeinsamen Basisplatte (2) sowie einer gemeinsamen zweiten Platte (3) in Schichttechnik eine Vielzahl von Leiterplattensensoren (1) hergestellt wird, und dass die Leiterplattensensoren (1) nach deren Herstellung voneinander getrennt werden.
21. Verfahren nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass die Basisplatte (2) und die zweiten Platte (3) jedes
Leiterplattensensors (1) derart gegenseitig über
Abstandelemente (7) und/ oder Leiterbahnen (6) verbunden werden, dass an der Aussenkante (lc) des Leiterplattensensor (1) zwischen der Basisplatte (2) und der zweiten Platte (3) ein Spalt (8) erzeugt wird.
22. Verfahren nach einem der Ansprüche 19 bis 21 , dadurch gekennzeichnet, dass die zweite metallische oder polymerische Oberfläche (5a) als zumindest teilweise transparente Schicht ausgestaltet wird.
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