EP3494764A1 - Leiterplatte und sensor - Google Patents

Leiterplatte und sensor

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EP3494764A1
EP3494764A1 EP17739252.9A EP17739252A EP3494764A1 EP 3494764 A1 EP3494764 A1 EP 3494764A1 EP 17739252 A EP17739252 A EP 17739252A EP 3494764 A1 EP3494764 A1 EP 3494764A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
circuit board
printed circuit
substrate
board according
gradation
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.)
Pending
Application number
EP17739252.9A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Erich Mattmann
Robert Peter
Waldemar Brinkis
Martin Maasz
Burkhard Dasbach
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Schaeffler Technologies AG and Co KG
Original Assignee
Continental Automotive Technologies GmbH
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 Continental Automotive Technologies GmbH filed Critical Continental Automotive Technologies GmbH
Publication of EP3494764A1 publication Critical patent/EP3494764A1/de
Pending legal-status Critical Current

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    • Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product

Definitions

  • the present invention relates to a circuit board and a sensor having such a circuit board.
  • Such sensors are known, which are used in a fuel tank of a motor vehicle for fuel level detection.
  • sensors are also known as MAPPS (MAgnetic Passive Position Sensor).
  • MAPPS Micrognetic Passive Position Sensor
  • Such a sensor includes a printed circuit board which is equipped on one side of a substrate with conductor tracks and a contact spring structure, wherein the contact spring structure is contacted depending on the fuel level of the tank by means of a magnet with the conductor tracks.
  • the interconnects and the contact spring structure are very fine and therefore protect against contamination and corrosion. For this reason, stocked with the conductor tracks and the contact spring structure side of the substrate is liquid ⁇ tight manner and hermetically sealed off. Therefore, such a sensor is independent of the fuel composition and thus equally suitable for all types of fuel. Also provides a sensor of a so-called closed system. Conventional open systems, however, without such a con ⁇ tact spring structure are protected by special alloys to corrosion in order to use them in an aggressive medium, such as gasoline or diesel. The alloys are matched to the fuels of the respective region and their share of sulfur, ethanol or methanol.
  • Such a sensor or MAPPS is known for example from the patent EP 0844459 Bl, which is hereby incorporated by reference in this application.
  • the circuit board is materially connected to a cover or a cover, for example by soldering.
  • soldering a flux is added as an adjuvant for cohesive connection, which allows a better wetting of the contact or connecting surface of the circuit board or the substrate of the circuit board with a solder.
  • the use of such an adjuvant may result in undesirable wetting of other surfaces of the circuit board side to be encapsulated than the said contact or connection surface, which undesired wetting may impair the contacting of the interconnects by contact spring structure.
  • An object of the present invention is therefore to prevent such impairments.
  • claims 13, 14 and 15 provide a sensor with such a circuit board, a fuel level measuring system with such a sensor and a vehicle with such a fuel level measurement system under protection.
  • Advantageous embodiments of the invention are the subject of the dependent claims.
  • a printed circuit board with formed on one side of a substrate tracks, wherein the substrate is integrally connected to a contact or connection surface with a cover for protecting the printed conductors or to protect the populated substrate side.
  • the cohesive connection can - as in the MAPPS - be designed so that it ensures a hermetic seal of the assembled substrate side, so that this page is absolutely free of contamination and corrosion.
  • the substrate has a gradation which, compared to an auxiliary material, promotes the cohesive connection Barrier forms to prevent wetting of the interconnects or the populated substrate side with the excipient.
  • Staging in the sense of this application is a variation of a substrate thickness, which can be increased and / or reduced by the variation.
  • the grading can thus be carried out substrate reinforcing and / or Sub ⁇ stratabschwankend.
  • Positive grading increases substrate thickness, whereas negative grading reduces substrate thickness.
  • An adjuvant in the sense of this application is one of the material ⁇ positive connection by means of a connecting material to be ⁇ a given substance, the better wetting of the contact or connection surface of the circuit board or the substrate of the printed circuit board to the connection material for the cohesive connection between the circuit board and Cover or allows a lid.
  • the connecting material it can thereby be a filler material, such as a solder, Sch Strukturzu ⁇ the filler metal or glue.
  • a cohesive connection can also be achieved without such an additional material in that the surfaces to be joined together merge.
  • at least one of the materials of the surfaces represents the connecting substance.
  • a flux is one such excipient.
  • a flux is an additive added during soldering in the context of this application, which effects a better wetting of a surface or contact surface of the substrate to be bonded with a solder as a bonding substance. It removes superficial oxides by chemical reaction. The same applies to oxides produced during a soldering operation by the sow ⁇ erstoff the air.
  • Such a solder joint is only one possibility for cohesive connection.
  • the cohesive connection between the substrate and the cover can also be achieved by gluing and / or welding.
  • a connecting substance may also be an adhesive and / or a welding filler material.
  • the gradation with respect to the substrate is disposed inwardly of the contact surface of the substrate. This prevents the previously described undesired wetting of other non-wetting surfaces of the assembled substrate side.
  • the grading is designed to reinforce the substrate, ie that the grading in the sense of a positive grading increases the substrate thickness or thickness.
  • the grading comprises the contact surface of the substrate. That is, the contact surface goes directly into the gradation. In other words, the grading follows directly on the contact surface. This allows a very space-saving design of the circuit board ⁇ . In principle, however, a spacing of the graduation to the contact surface or layer is also conceivable.
  • the graduation can be formed from one or more layers ⁇ . The same or different materials can be used for the layers.
  • the grading comprises a first layer, a second layer and a third layer, wherein the first and second layers form the contact layer and the third layer forms the barrier.
  • the grading can be metal-containing.
  • the grading is suitable for example for soldering with a metallic or at least metallized contact surface of the cover.
  • the stepping is formed from a silver-containing sintering paste.
  • the sintering paste can be any conceivable, preferably metal-containing, sintering paste which is suitable for producing such a grading.
  • Such a sintering paste which may be printed on an alumina ceramic substrate, compacts and solidifies into a solid material upon drying and sintering in a sintering furnace.
  • sintering or sintering is meant a solidification and compression of a sintering paste into a compact material as a result of a temperature treatment in a sintering furnace.
  • the gradation is formed circumferentially around the conductor tracks.
  • the gradation may be formed continuously encircling, so that - if necessary, such as in the MAPPS - a hermetic seal of the covered substrate side to be covered can be achieved.
  • the gradation can be formed along the edges of the substrate. This allows a very space-saving design of the circuit board.
  • the substrate may be formed from a sintered ceramic.
  • the substrate can be made of any conceivable material which is suitable for a printed circuit board, for example in connection with the MAPPS.
  • FIG. 1 shows a circuit board according to the prior art
  • Fig. 2 shows a modified circuit board according to the invention
  • Fig. 3 shows a possible step education
  • Fig. 4 is a schematic representation of an arrangement of a printed circuit board and a cover or a lid. Identical or equivalent features are denoted by the same reference numerals across all figures.
  • Fig. 1 illustrates a known in the art circuit board 10 of a MAPPS (MAgnetic Passive Position Sensor).
  • the printed circuit board 10 comprises a substrate 1, which is formed from an alumina sintered ceramic.
  • the substrate 1 is printed on one side with conductor tracks 2 which can be applied in the Template ⁇ nentik- or screen printing process.
  • the substrate 1 has along its edges a continuous circumferential contact surface 2 or layer, which surrounds the conductor tracks 2.
  • Both the conductor tracks 2 and the contact surface 2 or layer are formed from a metal-containing sintered paste. This is expediently the same material, such as a silver-containing sintering paste.
  • the thickness of these layers is suitably identical.
  • the contact surface 2 or layer is cohesively connectable to a corresponding metallic or at least metallized cover such that the printed substrate side can be hermetically sealed and consequently remains free from contamination and corrosion.
  • 2 illustrates a further developed printed circuit board 10, in which on the side of the substrate 1 to be covered both printed circuit traces 2 made of the metal-containing sintering paste and a resistance track 8 or layer-which is not shown as such in FIG. 1-are printed. Both the tracks 2 and the resistance track 8 can be applied in stencil printing or screen printing.
  • the conductor tracks 2 and the resistance track 8 are surrounded by the continuous peripheral contact surface 2 or layer, which is printed along the edges of the substrate 1 in order to ensure a hermetic seal with a correspondingly ver ⁇ bindable cover.
  • This contact surface 2 consists of the same sintering paste, which is also used for the tracks 2.
  • At this contact surface 2 further includes a gradation 3, which is arranged with respect to the substrate 1 inwardly opposite the contact surface 2 and the surface analogous to the contact 2 is formed continuously encircling so that it surrounds the tracks 2 and the resistance track 8.
  • the grading 3 acts as a barrier or dam against a flux with which the contact surface 2 is wetted to promote the cohesive connection between the contact surface 2 and a corresponding contact surface of the cover by means of a solder.
  • FIG. 3 illustrates the edge region 7 of the substrate 1 shown in FIG. 2 in a cross-sectional view.
  • the grading 3 in this case comprises the contact surface 2 or layer of the sintering paste, ie, the s the contact surface directly merges into the grading. In other words, the grading follows directly onto the contact surface, so that the substrate thickness increases or intensifies.
  • the thickness of the sintering paste changes as a result of an essentially positive step.
  • Flank jump from Y to Y '.
  • the width of the sintered paste corresponds to X and the width of the step corresponds to X '.
  • Y 0, 015mm
  • Y ' 0, 025mm
  • X 1, 2mm
  • X' 0.7mm.
  • the sintering paste including the contact surface portion and the gradation is formed in a single layer.
  • the sintering paste is printed by means of a corresponding template or by means of a corresponding screen on the ceramic substrate.
  • the template or the screen is formed correspondingly fine mesh, so that it or it allows such a stepped imprint on the substrate.
  • the sintering paste can also be applied in layers or in layers (see Fig. 4).
  • FIGS. 3 and FIG. 4 illustrate this a particularly simple and at the same time effective executing a sub ⁇ stratverellnden grading which has the shape of a substantially positive amplification stepped substrate having at least one step or edge.
  • a sub ⁇ stratverellnden grading which has the shape of a substantially positive amplification stepped substrate having at least one step or edge.
  • other gradations with both positive or substrate-enhancing as well as negative or substrate weakening sections are conceivable in order to prevent the aforementioned unwanted wetting of other not intended for wetting surfaces of the assembled substrate side.
  • this sintering paste comprises a first layer 2, a second layer 2 'or reinforcing layer and a third layer 3, wherein the first and second layers 2, 2' form the contact surface section on which the third layer 3 is printed in order to act as a barrier or dam to act.
  • the thickness of the first layer 2 corresponds to the layer thickness of the indicated conductor track 2, over which an indicated contact spring element 4 extends.
  • the stepped sintered paste ⁇ section 2, 2 ', 3 and the conductor 2 exist suitably from the same material, for example from the aforementioned silver-containing sintering paste.
  • Such a printed alumina sintered ceramic which is already sintered before the printing of the sintering pastes 2, 2 ', 3, finally passes through a sintering furnace, in which the sintering pastes 2, 2', 3 are dried and sintered.
  • the sintering pastes 2, 2 ', 3 compact and solidify to form a physically strong structure and enter into a cohesive connection with the aluminum oxide sintered ceramic.
  • Such a substrate or carrier material is suitable for a high-temperature or Sinterprozes s according to the so-called LTCC (Low Temperature Cofired Ceramics) or HTCC (High Temperature Cofired Ceramics) technology, i. for a treatment at about 950 ° C or at about 1500 ° C.
  • LTCC Low Temperature Cofired Ceramics
  • HTCC High Temperature Cofired Ceramics
  • An indicated cover 5 is connected by means of a solder 6 with the contact surface 2 'cohesively.
  • the lid 5 does not touch the barrier 3, even if it could.
  • the solder 6 is attached to the substrate edge and thus spaced to the barrier 3. In principle, however, the solder can also rest against the barrier.
  • a barrier according to FIG. 3 or FIG. 4 effectively prevents the wetting of the conductor track 2 and thus also the wetting of the contact spring element 4 by the flux. Thus, a bonding of the contact spring element 4 is omitted with the conductor 2 as a result of such wetting.

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Leiterplatte mit auf einer Seite eines Substrates (1) ausgebildeten Leiterbahnen (2), wobei das Substrat (1) an einer Kontaktfläche (2) mit einer Abdeckung zum Schutz der Leiterbahnen (2) stoffschlüssig verbindbar ist. Das Substrat umfasst dabei eine Stufung (3), die gegenüber einem Hilfsstoff zur Begünstigung der stoffschlüssigen Verbindung eine Barriere bildet, um eine Benetzung der Leiterbahnen mit dem Hilfsstoff zu unterbinden. Ferner betrifft die Erfindung einen Sensor mit einer solchen Leiterplatte, etwa zur Verwendung in einem Kraftstofffüllstandsmesssystem eines Fahrzeugs.

Description

Beschreibung
Leiterplatte und Sensor Die vorliegende Erfindung betrifft eine Leiterplatte und einen Sensor mit einer solchen Leiterplatte.
Nach dem Stand der Technik sind sogenannte magnetische, passive Positionssensoren bekannt, die in einem Kraftstofftank eines Kraftfahrzeugs zur Kraftstofffüllstandserfassung zum Einsatz kommen. Derartige Sensoren sind auch unter der Bezeichnung MAPPS bekannt (MAgnetic Passiv Position Sensor) . Ein derartiger Sensor enthält eine Leiterplatte, die auf einer Seite eines Substrates mit Leiterbahnen und einer Kontaktfederstruktur bestückt ist, wobei die Kontaktfederstruktur je nach Kraftstofffüllstand des Tanks mittels eines Magneten mit den Leiterbahnen kontaktiert ist .
Die Leiterbahnen und die Kontaktfederstruktur sind sehr fein ausgebildet und daher vor Verunreinigungen und Korrosion zu schützen. Aus diesem Grund ist die mit den Leiterbahnen und der Kontaktfederstruktur bestückte Seite des Substrates flüssig¬ keitsdicht bzw. hermetisch abgekapselt. Daher ist ein solcher Sensor unabhängig von der KraftstoffZusammensetzung und somit für alle Kraftstoffarten gleichermaßen geeignet. Zudem stellt ein solcher Sensor ein sogenanntes geschlossenes System dar. Herkömmliche offene Systeme hingegen ohne eine solche Kon¬ taktfederstruktur werden durch spezielle Legierungen gegen Korrosion geschützt, um sie in einem aggressiven Medium, wie Benzin oder Diesel einsetzen zu können. Die Legierungen sind dabei auf die Kraftstoffe der jeweiligen Region und deren Anteil an Schwefel, Ethanol oder Methanol abgestimmt.
Solch ein Sensor bzw. MAPPS ist z.B. aus der aus der Patentschrift EP 0844459 Bl bekannt, die hiermit zum Offenbarungsgehalt dieser Anmeldung gemacht wird. Zur hermetischen Abkapselung des MAPPS wird die Leiterplatte mit einem Deckel bzw. einer Abdeckung beispielsweise durch Verlöten stoffschlüssig verbunden . Beim Verlöten wird ein Flussmittel als Hilfsstoff zur stoffschlüssigen Verbindung hinzugegeben, der eine bessere Benetzung der Kontakt- bzw. Verbindungsfläche der Leiterplatte bzw. des Substrates der Leiterplatte mit einem Lotmittel ermöglicht. Die Verwendung eines solchen Hilfsstoffes kann allerdings zu einer unerwünschten Benetzung von anderen Flächen der abzukapselnden Leiterplattenseite als der besagten Kontakt- bzw. Verbindungsfläche führen, wobei diese unerwünschte Benetzung die Kontaktierung der Leiterbahnen durch Kontaktfederstruktur beeinträchtigen kann.
Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, derartige Beeinträchtigungen zu unterbinden.
Diese Aufgabe wird durch den Anspruch 1 gelöst . Die Ansprüche 13, 14 und 15 stellen einen Sensor mit einer derartigen Leiterplatte, ein Kraftstofffüllstandsmesssystem mit einem solchen Sensor und ein Fahrzeug mit einem solchen Kraftstofffüllstandsmesssystem unter Schutz. Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
Es wird eine Leiterplatte vorgeschlagen mit auf einer Seite eines Substrates ausgebildeten Leiterbahnen, wobei das Substrat an einer Kontakt- bzw. Verbindungsfläche mit einer Abdeckung zum Schutz der Leiterbahnen bzw. zum Schutz der bestückten Substratseite stoffschlüssig verbindbar ist. Die stoffschlüssige Verbindung kann dabei - wie im Falle des MAPPS - so ausgebildet sein, dass sie eine hermetische Abdichtung der bestückten Substratseite gewährleistet, so dass diese Seite absolut frei von Verschmutzungen und Korrosion ist. Das Substrat weist dabei eine Stufung auf, die gegenüber einem Hilfsstoff zur Begünstigung der stoffschlüssigen Verbindung eine Barriere bildet, um eine Benetzung der Leiterbahnen bzw. der bestückten Substratseite mit dem Hilfsstoff zu unterbinden. Somit unterbleibt die eingangs genannte unerwünschte Benetzung anderer nicht zur Benetzung vorgesehener Flächen der bestückten Substratseite.
Eine Stufung im Sinne dieser Anmeldung ist eine Variation einer Substratdicke bzw. -stärke, die durch die Variation erhöht und/oder verringert werden kann. In anderen Worten ausgedrückt kann die Stufung demnach Substratverstärkend und/oder sub¬ stratabschwächend ausgeführt sein. Eine positive Stufung erhöht die Substratdicke bzw. -stärke, wohingegen eine negative Stufung die Substratdicke bzw. -stärke verringert. Ein Hilfsstoff im Sinne dieser Anmeldung ist ein zur stoff¬ schlüssigen Verbindung mittels eines Verbindungsstoffes zu¬ gegebener Stoff, der eine bessere Benetzung der Kontakt- bzw. Verbindungsfläche der Leiterplatte bzw. des Substrates der Leiterplatte mit dem Verbindungsstoff zur Stoffschlüssigen Verbindung zwischen der Leiterplatte und der Abdeckung bzw . einem Deckel ermöglicht. Bei dem Verbindungsstoff kann es sich dabei um einen Zusatzwerkstoff handeln, etwa einem Lot, Schweißzu¬ satzwerkstoff oder Kleber. Grundsätzlich kann aber eine Stoffschlüssige Verbindung auch ohne einen solchen Zusatz- werkstoff zustande kommen, indem die miteinander zu verbindenden Flächen miteinander verschmelzen. In diesem Fall stellt zumindest eines der Materialien der Flächen den Verbindungsstoff dar . Beispielsweise ist ein Flussmittel ein solcher Hilfsstoff.
Ein Flussmittel ist ein beim Löten zugegebener Hilfsstoff im Sinne dieser Anmeldung, der eine bessere Benetzung einer zu verbindenden Oberfläche bzw. Kontaktfläche des Substrates mit einem Lot als Verbindungsstoff bewirkt. Es entfernt an der Oberfläche aufliegende Oxide durch chemische Reaktion. Gleiches gilt für Oxide, die während eines Lötvorgangs durch den Sau¬ erstoff der Luft entstehen. Eine solche Lötverbindung stellt nur eine Möglichkeit zur Stoffschlüssigen Verbindung dar. Zusätzlich oder alternativ dazu kann die Stoffschlüssige Verbindung zwischen dem Substrat und der Abdeckung auch durch eine Verklebung und/oder Verschweißung zustande kommen. Entsprechend kann ein Verbindungsstoff auch ein Kleber und/oder ein Schweißzusatzwerkstoff sein.
Nach einer Ausführungsform ist die Stufung mit Bezug auf das Substrat innenliegend gegenüber der Kontakt fläche des Substrates angeordnet. Dies verhindert die zuvor beschriebene unerwünschte Benetzung anderer nicht zur Benetzung vorgesehener Flächen der bestückten Substratseite.
Nach einer weiteren Ausführungsform ist die Stufung sub- stratverstärkend ausgebildet, d.h. dass die Stufung im Sinne einer positiven Stufung die Substratdicke bzw. -stärke erhöht. Nach einer weiteren Ausführungsform umfasst die Stufung die Kontaktfläche des Substrates. D.h., dass die Kontaktfläche unmittelbar in die Stufung übergeht . Oder anders ausgedrückt, die Stufung schließt sich direkt an die Kontakt fläche an. Dies ermöglicht eine sehr platzsparende Ausgestaltung der Leiter¬ platte. Grundsätzlich ist aber auch eine Beabstandung der Stufung zur Kontaktfläche bzw. -Schicht denkbar. Die Stufung kann dabei einschichtig oder mehrschichtig aus¬ gebildet sein. Dabei können für die Schichten gleiche oder verschiedene Materialien verwendet werden.
Nach einer Ausführungsform umfasst die Stufung eine erste Schicht, eine zweite Schicht und eine dritte Schicht, wobei die erste und zweite Schicht die Kontaktschicht bilden und die dritte Schicht die Barriere bildet.
Die Stufung kann dabei metallhaltig sein. Dadurch eignet sich die Stufung z.B. zum Verlöten mit einer metallischen oder zumindest metallisierten Kontaktfläche der Abdeckung. Nach einer Ausführungsform ist die Stufung aus einer silberhaltigen Sinterpaste ausgebildet. Grundsätzlich kann es sich bei der Sinterpaste um jede nur denkbare, vorzugsweise metallhaltige Sinterpaste handeln, die sich zur Herstellung einer solchen Stufung eignet .
Eine derartige Sinterpaste, die etwa auf einem Substrat aus einer Aluminiumoxidkeramik aufgedruckt sein kann, verdichtet und verfestigt sich bei einer Trocknung und Sinterung in einem Sinterofen zu einem festen Material.
Unter Sinterung bzw. Sintern versteht man dabei eine Verfestigung und Verdichtung einer Sinterpaste zu einem kompakten Werkstoff infolge einer Temperaturbehandlung in einem Sinterofen.
Nach einer weiteren Ausführungsform ist die Stufung umlaufend um die Leiterbahnen ausgebildet . Dabei kann die Stufung durchgehend umlaufend ausgebildet sein, so dass - falls notwendig, wie etwa beim MAPPS - eine hermetische Abdichtung der abzudeckenden, bestückten Substratseite erreicht werden kann.
Je nachdem wie die abzudeckende Substratseite ausgeführt soll, kann die Stufung entlang der Ränder des Substrates ausgebildet sein. Dies ermöglicht eine sehr platzsparende Ausgestaltung der Leiterplatte.
Das Substrat kann dabei aus einer Sinterkeramik ausgebildet sein. Grundsätzlich kann das Substrat aus jedem nur denkbaren Material hergestellt sein, welches sich für eine Leiterplatte eignet, etwa im Zusammenhang mit dem MAPPS.
Es wird ferner ein Sensor mit einer Abdeckung vorgeschlagen, der eine Leiterplatte der zuvor beschriebenen Art aufweist.
Ferner wird ein Kraftstofffüllstandsmesssystem vorgeschlagen mit einem Sensor der zuvor beschriebenen Art.
Darüber hinaus wird ein Fahrzeug vorgeschlagen mit einem Kraftstofffüllstandsmesssystem der zuvor beschriebenen Art. Im Weiteren wird die Erfindung unter Bezugnahme auf Figurendarstellungen im Einzelnen erläutert. Aus den Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungen ergeben sich weitere vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung. Hierzu zeigen:
Fig. 1 eine Leiterplatte nach dem Stand der Technik, Fig. 2 eine erfindungsgemäß modifizierte Leiterplatte, Fig. 3 eine mögliche Stufenausbildung und
Fig. 4 eine schematische Darstellung einer Anordnung aus einer Leiterplatte und einer Abdeckung bzw. eines Deckels. Gleiche oder gleichwirkende Merkmale sind über alle Figuren hinweg mit denselben Bezugszeichen gekennzeichnet .
Fig. 1 veranschaulicht eine nach dem Stand der Technik bekannte Leiterplatte 10 eines MAPPS (MAgnetic Passiv Position Sensor) . Die Leiterplatte 10 umfasst ein Substrat 1, das aus einer Aluminiumoxid-Sinterkeramik ausgebildet ist. Das Substrat 1 ist auf einer Seite mit Leiterbahnen 2 bedruckt, die im Schablo¬ nendruck- oder im Siebdruckverfahren aufgebracht sein können. Zudem weist das Substrat 1 entlang seiner Ränder eine durchgehend umlaufende Kontaktfläche 2 bzw. -schicht auf, welche die Leiterbahnen 2 umgibt. Sowohl die Leiterbahnen 2 als auch die Kontaktfläche 2 bzw. -schicht sind dabei aus einer metallhaltigen Sinterpaste ausgebildet. Dabei handelt es sich zweckmäßigerweise um das gleiche Material, etwa einer silberhaltigen Sinterpaste. Auch die Dicke dieser Schichten ist zweckmäßigerweise identisch. Die Kontaktfläche 2 bzw. -schicht ist mit einer entsprechenden metallischen oder zumindest metallisierten Abdeckung stoffschlüssig derart verbindbar, dass die bedruckte Substratseite hermetisch abgedichtet werden kann und folglich frei von Verschmutzungen und Korrosion bleibt. Fig. 2 veranschaulicht eine weiterentwickelte Leiterplatte 10, bei der auf der abzudeckenden Seite des Substrates 1 sowohl Leiterbahnen 2 aus der metallhaltigen Sinterpaste als auch eine Widerstandsbahn 8 bzw. -Schicht - die als solche nicht in Fig. 1 dargestellt ist - aufgedruckt sind. Sowohl die Leiterbahnen 2 als auch die Widerstandsbahn 8 können dabei im Schablonendruckoder im Siebdruckverfahren aufgebracht sein.
Analog zur Fig. 1 sind die Leiterbahnen 2 und die WiderStandsbahn 8 von der durchgehend umlaufenden Kontaktfläche 2 bzw. -Schicht umgeben, die entlang der Ränder des Substrates 1 aufgedruckt ist, um eine hermetische Abdichtung mit einer entsprechend ver¬ bindbaren Abdeckung zu gewährleisten. Diese Kontakt fläche 2 besteht dabei aus dergleichen Sinterpaste, die auch für die Leiterbahnen 2 verwendet wird. An diese Kontaktfläche 2 schließt sich ferner eine Stufung 3 an, die in Bezug auf das Substrat 1 innenliegend gegenüber der Kontaktfläche 2 angeordnet ist und die analog zur Kontakt fläche 2 durchgehend umlaufend ausgebildet ist, so dass sie die Leiterbahnen 2 und die Widerstandsbahn 8 umgibt .
Die Stufung 3 fungiert dabei als Barriere bzw. Damm gegenüber einem Flussmittel, mit dem die Kontaktfläche 2 benetzt wird, um die Stoffschlüssige Verbindung zwischen der Kontakt fläche 2 und einer entsprechenden Kontaktfläche der Abdeckung mittels eines Lotes zu begünstigen.
Fig. 3 veranschaulicht den Randbereich 7 des in Fig. 2 gezeigten Substrates 1 in einer Querschnittsdarstellung. Im Einzelnen ist eine mögliche Ausführung der Stufung 3 zu sehen. Die Stufung 3 umfasst dabei die Kontaktfläche 2 bzw. -Schicht der Sinterpaste, d.h., das s die Kontakt fläche unmittelbar in die Stufung übergeht . Oder anders ausgedrückt, die Stufung schließt sich direkt an die Kontaktfläche an, so dass sich die Substratdicke erhöht bzw. verstärkt . Vom Rand des Substrates 1 ausgehend verändert sich dabei die Dicke der Sinterpaste durch einen im Wesentlichen positiven Stufenbzw. Flankensprung von Y auf Y'. Die Breite der Sinterpaste entspricht X und die Breite der Stufung entspricht X' . In diesem Beispiel betragen Y=0, 015mm, Y'=0, 025mm und X=l,2mm, X'=0,7mm. Die Sinterpaste einschließlich des Kontaktflächenabschnitts und der Stufung ist dabei einschichtig ausgebildet. Dazu wird die Sinterpaste mittels einer entsprechenden Schablone oder mittels eines entsprechenden Siebs auf das Keramiksubstrat aufgedruckt. Die Schablone bzw. das Sieb ist dabei entsprechend feinmaschig ausgebildet, so dass sie bzw. es einen derart gestuften Aufdruck auf das Substrat ermöglicht . Alternativ dazu kann die Sinterpaste auch schichtweise bzw. lagenweise aufgetragen werden (vgl. Fig. 4) .
Die Fig. 3 und Fig. 4 veranschaulichen dabei eine besonders einfache und zugleich wirkungsvolle Ausführung einer sub¬ stratverstärkenden Stufung, welche die Gestalt einer im Wesentlichen positiv treppenförmigen SubstratVerstärkung mit zumindest einer Stufe bzw. Flanke aufweist. Grundsätzlich sind aber auch andere Stufungen mit sowohl positiven bzw. substratverstärkenden als auch negativen bzw. substratschwächenden Abschnitten denkbar, um die eingangs genannte unerwünschte Benetzung anderer nicht zur Benetzung vorgesehener Flächen der bestückten Substratseite zu verhindern.
Fig. 4 veranschaulicht einen mehrschichtigen Aufbau einer entlang der Ränder des Substrates 1 gestuft aufgedruckten Sinterpaste. Diese Sinterpaste umfasst dabei eine erste Schicht 2, eine zweite Schicht 2' bzw. Verstärkungs Schicht und eine dritte Schicht 3, wobei die erste und zweite Schicht 2, 2' den Kontaktflächenabschnitt bilden, auf welchen die dritte Schichte 3 aufgedruckt ist, um als Barriere bzw. Damm zu fungieren. Die Dicke der ersten Schicht 2 entspricht dabei der Schichtdicke der angedeuteten Leiterbahn 2, über welche sich ein angedeutetes Kontaktfederelement 4 erstreckt. Der gestufte Sinterpasten¬ abschnitt 2, 2', 3 und die Leiterbahn 2 bestehen dabei zweckmäßigerweise aus demselben Material, z.B. aus der zuvor genannten silberhaltigen Sinterpaste.
Eine derart bedruckte Aluminiumoxid-Sinterkeramik, die bereits vor dem Aufdrucken der Sinterpasten 2, 2', 3 ausgesintert ist, durchläuft schließlich einen Sinterofen, in dem die Sinterpasten 2, 2', 3 getrocknet und gesintert werden. Dabei verdichten und verfestigen sich die Sinterpasten 2, 2', 3 zu einer physikalisch festen Struktur und gehen dabei eine Stoffschlüssige Verbindung mit der Aluminiumoxid-Sinterkeramik ein.
Ein derartiges Substrat bzw. Trägermaterial eignet sich für einen Hochtemperatur- bzw. Sinterprozes s nach der sogenannten LTCC (Low Temperature Cofired Ceramics) oder HTCC (High Temperature Cofired Ceramics ) Technologie, d.h. für eine Behandlung bei etwa 950°C oder auch bei etwa 1500°C.
Ein angedeuteter Deckel 5 ist mittels eines Lotes 6 mit der Kontaktfläche 2' Stoffschlüssig verbunden. Der Deckel 5 liegt dabei nicht an der Barriere 3 an, auch wenn er dies durchaus könnte . Das Lot 6 ist dabei am Substratrand angebracht und demnach zur Barriere 3 beabstandet. Grundsätzlich kann das Lot aber auch an der Barriere anliegen. Eine Barriere nach Fig. 3 oder Fig. 4 verhindert wirksam die Benetzung der Leiterbahn 2 und somit auch die Benetzung des Kontaktfederelementes 4 durch das Flussmittel. Somit unterbleibt eine Verklebung des Kontakt federelementes 4 mit der Leiterbahn 2 infolge einer solchen Benetzung.
Obwohl in der vorhergehenden Beschreibung exemplarische Ausführungen erläutert wurden, sei darauf hingewiesen, dass eine Vielzahl von Abwandlungen möglich ist. Außerdem sei darauf hingewiesen, dass es sich bei den exemplarischen Ausführungen lediglich um Beispiele handelt, die den Schutzbereich, die
Anwendungen und den Aufbau in keiner Weise einschränken sollen. Vielmehr wird dem Fachmann durch die vorausgehende Beschreibung ein Leitfaden für die Umsetzung von mindestens einer exemplarischen Ausführung gegeben, wobei diverse Änderungen, insbesondere in Hinblick auf die Funktion und Anordnung der beschriebenen Bestandteile, vorgenommen werden können, ohne den Schutzbereich zu verlassen, wie er sich aus den Ansprüchen und diesen äquivalenten Merkmalskombinationen ergibt .

Claims

Leiterplatte mit auf einer Seite eines Substrates (1) ausgebildeten Leiterbahnen (2), wobei das Substrat (1) an einer Kontaktfläche (2) mit einer Abdeckung zum Schutz der Leiterbahnen (2) Stoff schlüssig verbindbar ist,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass das Sub¬ strat eine Stufung (3) aufweist, die gegenüber einem Hilfsstoff zur Begünstigung der Stoff schlüssigen Ver¬ bindung eine Barriere bildet, um eine Benetzung der Leiterbahnen mit dem Hilfsstoff zu unterbinden.
Leiterplatte nach Anspruch 1, d a d u r c h g e ¬ k e n n z e i c h n e t , dass die Stufung (3) mit Bezug auf das Substrat (1) innenliegend gegenüber der Kontakt fläche
(2) des Substrates (1) angeordnet ist.
Leiterplatte nach Anspruch 1 oder 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die Stufung (3) sub¬ stratverstärkend ausgebildet ist.
Leiterplatte nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die Stufung
(3) die Kontaktfläche (2) umfasst.
Leiterplatte nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die Stufung (3) zumindest einschichtig ausgebildet ist.
Leiterplatte nach Anspruch 5, d a d u r c h g e ¬ k e n n z e i c h n e t , dass die Stufung (3) eine erste Schicht (2), eine zweite Schicht (2') und eine dritte Schicht (3) umfasst, wobei die dritte Schicht die Barriere bildet .
Leiterplatte nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die Stufung (3) metallhaltig ist.
Leiterplatte nach Anspruch 7, d a du r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die Stufung (3) aus einer silberhaltigen Sinterpaste ausgebildet ist.
Leiterplatte nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d a du r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die Stufung (3) umlaufend um die Leiterbahnen (2) ausgebildet ist.
Leiterplatte nach Anspruch 9, d a du r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die Stufung (3) durchgehend umlaufend ausgebildet ist.
Leiterplatte nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d a du r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die Stufung (3) entlang der Ränder des Substrates (1) ausgebildet ist.
Leiterplatte nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d a du r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass das Sub¬ strat (1) aus einer Sinterkeramik ausgebildet ist.
Sensor mit einer Abdeckung und mit einer Leiterplatte einem der Ansprüche 1 bis 12.
Kraftstofffüllstandsmesssystem mit einem Sensor nach Anspruch 13.
15. Fahrzeug mit einem Kraftstofffüllstandsmesssystem nach Anspruch 14.
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