JP2023535769A - 温度センサ、及びこの種の温度センサを製造するための方法 - Google Patents
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Abstract
Description
金属要素、特に金属箔から形成された基板であって、表側及び裏側を有する基板と、
絶縁層のない部分が基板の表側上に形成されているように、基板の表側を部分的にのみ覆う絶縁層と、
絶縁層上に、及び基板の表側の絶縁層のない部分上に形成されたセンサ構造、特に抵抗性センサ構造と
を備える温度センサであって、
センサ構造は、少なくとも2つの電気接触部分を備え、第1の接触部分は、基板の表側の絶縁層のない部分に接続されており、第2の接触部分は、第1のコンタクトパッドであり、又は第1のコンタクトパッドに接続されており、第1のコンタクトパッドは、好ましくは、絶縁層上に配置されている、温度センサを特定するという概念に基づく。
酸化アルミニウム(Al2O3)、及び/又はチタン酸アルミニウム(Al2TiO5)、及び/又は二酸化チタン(TiO2)、及び/又は二酸化ケイ素(SiO2)、及び/又は酸化ケイ素(SiO)、及び/又は酸化マグネシウム(MgO)、及び/又はチタン酸マグネシウム(MgTiO3)、及び/又は二元二酸化ジルコニウム合金、及び/又は三元二酸化ジルコニウム合金、及び/又は窒化ホウ素(BN)、及び/又は窒化アルミニウム(AlN)、及び/又は窒化ケイ素(Si3N4)
を含む又はこれらの構成要素からなることが可能である。
金属酸化物層、特に陽極酸化金属酸化物層、若しくは金属窒化物層、若しくは金属酸窒化物層であり、
又は
層複合体から形成されており、
又は
金属酸化物、特に酸化アルミニウム粒子(Al2O3)及び/若しくは酸化マグネシウム粒子(MgO)を含有するスラリー若しくはペーストから形成されたガラス様若しくはガラスセラミック層を含み、
又は
層複合体であって、少なくとも1つの層はポリマー層を有する、層複合体から形成されている
ことが可能である。
a)金属要素から形成されており、表側及び裏側を有する基板を準備するステップ、
b)基板の絶縁層のない部分が形成されるように、少なくとも1つの絶縁層を基板の表側上に形成するステップ、
c)センサ構造、特に抵抗性センサ構造を、絶縁層と、基板の表側の絶縁のない部分とに適用するステップ、
d)少なくとも1つのコンタクトパッドを適用するステップ
を含む。
温度センサを製造するための、本発明による方法は、特に簡単な技法と、経費効率が良い実装とを特徴とする。
基板は、ニッケルシートから形成され、基板は、表側及び裏側を有する。基板は、両方の側が金めっきされており、0.8mmの長さ、0.8mmの幅、及び100μmの高さを備える。絶縁層は、基板の表側上に適用される。これは、ADMによって適用された酸化アルミニウム(Al2O3)層である。絶縁層の層厚さは、2μmである。その後、絶縁層の一部分、すなわちAl2O3層の一部分は、レーザアブレーションによって再び除去され、このため、例えば、下にある金コーティング付き基板、すなわち金コーティング付きニッケル金属シートの0.1mm×0.8mmのストリップが露出する。
基板は、銅シートから形成される。銅シートの表側上には、Al2O3絶縁層が適用される。Al2O3層は、ADMによって堆積する。絶縁層の厚さは、20μmである。
実施形態2とは対照的に、ガラススラリー層が、清浄化された銅シートに適用され、焼き付けられる。層厚さは、約20μmである。その後、銅シートは、空気供給下で500℃でオーブン内で1時間エージングされる。
基板は、ニッケルシートから形成され、基板は、表側及び裏側を有する。これらの2つの側は、化学溶液堆積法における浸漬コーティングによって、それぞれの場合で厚さ200nmのジルコン酸ランタン層(La2Zr2O7)で、表面全体にわたって同時に適用される。熱処理中の望ましくない酸化から基板を保護するために、このステップは、フォーミングガス雰囲気下で実施される。
化学溶液堆積法において、特定の対策が裏側のコーティングを防止するためにとられなければ、裏側は、必然的にコーティングされる。この場合、正の副作用は、裏側が、同じ絶縁層で同様に覆われ、基板が、更なるメタライゼーションステップにおいて、意図しない酸化から保護され得ることである。
したがって、3つのメタライゼーションステップに続いて、白金堆積ステップ、及びスクリーン印刷によって適用された酸化アルミニウム層(Al2O3)の2つの更なる堆積ステップが行われて、約300オームの全抵抗を有する3次元構造を形成する。
図1dに示すように、温度センサ10は、供給ライン51、52と一緒にガラススラリー中に浸漬され焼成されることが可能であり、このため、温度センサ10は、完全に封入されている。
15 基板
16 基板の表側
17 基板の裏側
18 縁部
19、19’ 側縁
20 絶縁層
21 絶縁層の第1の側
22 絶縁層の第2の側
25 絶縁層のない部分
30 センサ構造
31 第1の接触部分
32 第2の接触部分
34 センサ構造の第1の側
35 センサ構造の第2の側
36 蛇行部分
41 第1のコンタクトパッド
42 第2のコンタクトパッド
51 第1の給電線
52 第2の給電線
60 パッシベーション層
61 パッシベーション層の第1の側
62 パッシベーション層の第2の側
A 温度センサ面積
Claims (15)
- 金属要素、特に金属箔から形成された基板(15)であって、表側(16)及び裏側(17)を備える基板(15)と、
絶縁層のない部分(25)が前記基板(15)の前記表側(16)上に形成されているように、前記基板(15)の前記表側(16)を部分的にのみ覆う絶縁層(20)と、
前記絶縁層(20)上に、及び前記基板(15)の前記表側(16)の前記絶縁層のない部分(25)上に形成されたセンサ構造(30)、特に抵抗性センサ構造と
を備える温度センサ(10)であって、
前記センサ構造(30)は、少なくとも2つの電気接触部分(31、32)を備え、第1の接触部分(31)は、前記基板(15)の前記表側(16)の前記絶縁層のない部分(25)に接続されており、第2の接触部分(32)は、第1のコンタクトパッド(41)であり、又は第1のコンタクトパッド(41)に接続されており、前記第1のコンタクトパッド(41)は、好ましくは、前記絶縁層(20)上に配置されている、温度センサ(10)。 - 前記絶縁層のない部分(25)は、前記基板(15)の前記表側(16)の縁部(18)上に形成されている
ことを特徴とする、請求項1に記載の温度センサ(10)。 - 前記温度センサ(10)は、前記基板(15)の前記裏側(17)に接続された第1の給電線(51)を備え、前記第1のコンタクトパッド(41)に接続された少なくとも1つの第2の給電線(52)を備える
ことを特徴とする、請求項1又は2に記載の温度センサ(10)。 - パッシベーション層(60)は、前記基板とは反対側である、前記センサ構造(30)の前記側(35)上に、少なくとも部分的に形成されている
ことを特徴とする、請求項1から3のいずれか一項に記載の温度センサ(10)。 - 前記第1のコンタクトパッド(41)は、前記第1のコンタクトパッド(41)が、前記センサ構造(30)とは反対側である、前記パッシベーション層(60)の前記側(61)上に、部分的に載置されているように、配置されている、特に曲げられている
ことを特徴とする、請求項4に記載の温度センサ(10)。 - 前記金属要素、特に前記金属箔は、アルミニウム(Al)、及び/又は鋼、特にフェライト鋼、及び/又はチタン(Ti)、及び/又はニオブ(Nb)、及び/又はタンタル(Ta)、及び/又はニッケル(Ni)、及び/又は銅(Cu)から形成されている
ことを特徴とする、請求項1から5のいずれか一項に記載の温度センサ(10)。 - 前記絶縁層(20)は、酸化アルミニウム(Al2O3)、及び/又はチタン酸アルミニウム(Al2TiO5)、及び/又は二酸化チタン(TiO2)、及び/又は二酸化ケイ素(SiO2)、及び/又は酸化ケイ素(SiO)、及び/又は酸化マグネシウム(MgO)、及び/又はチタン酸マグネシウム(MgTiO3)、及び/又は二元二酸化ジルコニウム合金、及び/又は三元二酸化ジルコニウム合金、及び/又は窒化ホウ素(BN)、及び/又は窒化アルミニウム(AlN)、及び/又は窒化ケイ素(Si3N4)を含む
ことを特徴とする、請求項1から6のいずれか一項に記載の温度センサ(10)。 - 前記絶縁層(20)は、
金属酸化物層、特に陽極酸化金属酸化物層、若しくは金属窒化物層、若しくは金属酸窒化物層であり、
又は
層複合体から形成されており、
又は
金属酸化物、特に酸化アルミニウム粒子(Al2O3)及び/若しくは酸化マグネシウム粒子(MgO)を含有するスラリー若しくはペーストから形成されたガラス様若しくはガラスセラミック層を含み、
又は
層複合体であって、少なくとも1つの層はポリマー層を有する、層複合体から形成されている
ことを特徴とする、請求項1から7のいずれか一項に記載の温度センサ(10)。 - 特に前記絶縁層(20)上に形成された第2のコンタクトパッド(42)であって、前記第2のコンタクトパッド(42)は、前記第1のコンタクトパッド(41)に電子的に接続されており、前記第2のコンタクトパッド(42)は、好ましくは、抵抗器網の更なるタップを形成する、第2のコンタクトパッド(42)
を特徴とする、請求項1から8のいずれか一項に記載の温度センサ(10)。 - 前記温度センサ(10)の面積(A)は、10mm2未満、好ましくは3mm2未満、より好ましくは2mm2未満、最も好ましくは1mm2未満である
ことを特徴とする、請求項1から9のいずれか一項に記載の温度センサ(10)。 - 請求項1から10のいずれか一項に記載の温度センサ(10)を製造するための方法であって、
a)金属要素から形成されており、表側(16)及び裏側(17)を有する基板(15)を準備するステップ、
b)前記基板(15)の絶縁層のない部分(25)が形成されるように、少なくとも1つの絶縁層(20)を前記基板(15)の前記表側(16)上に形成するステップ、
c)センサ構造(30)、特に抵抗性センサ構造を、前記絶縁層(20)と、前記基板(15)の前記表側(16)の前記絶縁のない部分(25)とに適用するステップ、
d)少なくとも1つのコンタクトパッド(41、42)を適用するステップ
を含む方法。 - ステップb)において、前記絶縁層(20)は、前記基板(15)の前記表側(16)に表面全体にわたって適用され、更なる方法ステップにおいて、前記基板(15)の前記絶縁層のない部分(25)が形成されるように、少なくとも部分的に除去される
ことを特徴とする、請求項11に記載の方法。 - ステップb)において、前記絶縁層(20)は、ガス分離法、印刷法、浸漬法、又は噴霧法によって、特にエアロゾルデポジション法(ADM)によって適用される
ことを特徴とする、請求項11又は12に記載の方法。 - ステップa)~ステップd)は、複数の温度センサ(10)が、基板ストリップ及び/又は基板キャリア上に一緒に製造され、その後、個片化されるように、実施される
ことを特徴とする、請求項11から13のいずれか一項に記載の方法。 - 第1の供給ライン(51)は、前記基板(15)の前記裏側(17)に接続され、第2の供給ライン(52)は、前記少なくとも1つのコンタクトパッド(41、42)に接続される
ことを特徴とする、請求項11から14のいずれか一項に記載の方法。
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