WO1998023953A1 - Mikrosensor zur flüssigkeitsanalyse, insbesondere von alkohol-benzin-gemischen - Google Patents

Mikrosensor zur flüssigkeitsanalyse, insbesondere von alkohol-benzin-gemischen Download PDF

Info

Publication number
WO1998023953A1
WO1998023953A1 PCT/EP1997/006282 EP9706282W WO9823953A1 WO 1998023953 A1 WO1998023953 A1 WO 1998023953A1 EP 9706282 W EP9706282 W EP 9706282W WO 9823953 A1 WO9823953 A1 WO 9823953A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
electrodes
ids
microsensor
microsensor according
chip
Prior art date
Application number
PCT/EP1997/006282
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Thomas Hofmann
Original Assignee
Siemens Automotive S.A.
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 Siemens Automotive S.A. filed Critical Siemens Automotive S.A.
Publication of WO1998023953A1 publication Critical patent/WO1998023953A1/de

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N27/00—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means
    • G01N27/02—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating impedance
    • G01N27/22—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating impedance by investigating capacitance
    • G01N27/226—Construction of measuring vessels; Electrodes therefor
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N33/00—Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
    • G01N33/26—Oils; Viscous liquids; Paints; Inks
    • G01N33/28—Oils, i.e. hydrocarbon liquids
    • G01N33/2835—Specific substances contained in the oils or fuels
    • G01N33/2852—Alcohol in fuels

Definitions

  • Microsensor for liquid analysis especially of alcohol-gasoline mixtures
  • the invention relates to a microsensor according to the preamble of claim 1.
  • a microsensor is intended for liquid analysis and it has three-dimensional interdigital microelectrodes which are arranged on a substrate, a so-called IDS chip.
  • alcohols can be regarded as dielectrics, but unlike petrol they have strong dipole moments. In the frequency range of the orientation polarization, the substances can be clearly distinguished on the basis of their dielectric constant, for example the dielectric constant of gasoline 2 is ethanol 27.
  • the measurement of the conductivity in alcohol / gasoline mixtures also provides information about the degree of ionic contamination. or the water content of the mixture. If the concentration of ions in dissolved salts and the resulting increase in conductivity can be neglected, the determined conductivity can be used to compensate for the water content. In order to compensate for the temperature dependencies of the measured variables, the temperature must also be recorded.
  • a sensor system (US Pat. No. 5,182,523) which consists of three parts, a macroscopic liquid measuring cell with two cylinder capacitors for measuring the capacitance and the conductance, and a temperature sensor for taking the temperature dependence into account. The measurement is carried out at a fixed frequency and the frequency detuning of an oscillator by a sensor element is used. The resulting frequency difference is used for an engine control signal.
  • the dimensions may have a disadvantageous effect.
  • interdigital capacitors as basic components of miniaturized sensors are manufactured on ceramic, glass or Si / Si0 2 systems. With an appropriate coating, they can be used to examine liquids and gases. It gives two- and three-dimensional interdigital structures. With smaller structural widths, there is a noticeable increase in capacity.
  • DE 43 18 519 AI relates to an electrochemical sensor with two-dimensional interdigital microelectrodes, the active surfaces of which are arranged in a microchannel.
  • This microchannel consists of a silicon chip with anisotropically etched trench, which is glued to the silicon chip containing the microelectrodes.
  • the microsensor according to the invention comprises a three-dimensional interdigital structure on a substrate.
  • a measuring cell integrated in this way on a chip is smaller and lighter than a macroscopic arrangement, and it can also be produced in batches. It is also more accurate.
  • the electrode height of the three-dimensional interdigital structure increases the capacitance, i.e. the aspect ratio (layer height to minimum structure spacing) is far more favorable than with corresponding two-dimensional structures.
  • a further increase in sensitivity results from the undercutting of the measuring electrodes, which are thereby no longer connected to the substrate, as a result of which an offset caused by parasitic capacitances is eliminated.
  • the measuring electrodes rest only on their edges, i.e. they are fixed to a silicon frame there. The measuring electrodes can thus be sensitive
  • the pore size of the gasoline filter results in a dimensional limit for the electrode structure, ie the electrode distances should be as large as possible to maximize the yield, while they should be as small as possible to increase the capacity.
  • the construction of the microsensor according to the invention makes it possible to switch to larger structures (with larger distances) due to the higher sensitivity achieved by the three-dimensional construction, including undercutting, so that good measurement results are still possible even when contaminated.
  • predetermined breaking points can advantageously be provided on the substrate between the individual microsensors, which break through the substrate for separating the microsensors. This means that sawing is not necessary.
  • Silicon chips are soldered to ceramic substrates, for example, or fixed using an alloy.
  • the invention enables assembly without undesired metallizations and high temperatures by providing an adhesive bond.
  • a suitable adhesive for this is an unfilled, chemically resistant, one-component epoxy-based adhesive.
  • the connecting lines and connections are also expediently glued to the ceramic carrier.
  • double gluing is provided in the microsensor according to the invention.
  • the lower adhesive layer covering the connections is expediently a thixotropic, UV-curable synthetic resin without solvent, which does not shrink and has a low ion concentration and good insulation properties.
  • a synthetic resin is, for example, Vitralit 6128 VT from Panacol-Elosol GmbH, Oberursel.
  • the upper adhesive layer covers the entire IDS substrate with the exception of the sensitive area and a safety distance of about 1 mm. It consists of a conventional epoxy resin that hardens in heat (eg 120 ° C).
  • An example of such a synthetic resin is Epoxylite 8188 / C302 from Striko Maschinenmaschinestechnik, Wiehl.
  • FIG. 1 shows a plan view of an ISD chip with a three-dimensional interdigital electrode structure according to the invention
  • FIG. 2 shows a schematic perspective view of a three-dimensional electrode structure corresponding to that of the IDS chip from FIG. 1
  • FIG. 3 shows a schematic cross-sectional view of a
  • FIG. 5 shows a schematic cross-sectional view of an IDS chip mounted on a carrier substrate
  • FIG. 6 is a diagram that shows the capacities of different IDS types depending on the ethanol-gasoline mixture ratio
  • FIG. 7 is a diagram that shows the capacity of an underetched IDS structure depending on the frequency for different ethanol-gasoline mixture ratios
  • FIG 8 is a diagram which shows the time course of the capacitor voltage for various ethanol / gasoline mixture ratios.
  • FIGS. 1 to 3 The basic structure of an IDS chip A is first illustrated using FIGS. 1 to 3.
  • Gold electrodes 4 and 6 are nested in a three-dimensional interdigital structure on a substrate 2, so that one electrode 4 and 6 are always opposite and form a capacitor unit.
  • the electrodes 4 and 6 are connected by means of connecting lines 8 and 10 and are each connected to connecting contact areas 16, so-called bond pads, via connecting lines 12, 13, 14, 15.
  • the connecting lines 12, 14 serve to feed a current (for example from the measuring device or from the corresponding signal processing).
  • the connecting lines 13, 15 are provided for tapping the measuring voltage. Using the respective connection line pairs 12, 13 or 14, 15, supply line effects and further interference effects are eliminated. Instead of the measuring voltage, a measuring current at a given voltage can also be provided.
  • the bond pads 16 are all arranged on one side of the IDS chip A and are located at a distance of more than 1 mm from the interdigital structure. This arrangement makes it possible to position the IDS chip A on a probe head so that only the IDS structure is in contact with the measuring liquid.
  • the electrodes 4, 6 are under-etched, i.e. they do not lie on the substrate 2 in a region 18 except for edge regions. For illustration, a web made of substrate material is shown at 20, which can be left to support the electrodes.
  • the microelectrodes 4, 6 are advantageously spaced apart by more than 8 ⁇ m, so that the electrodes are prevented from growing together during manufacture of the chip, and particles contained in the measuring liquid (the size of which depends on the fineness of the filter used). can safely pass through the electrode channels.
  • the height of the electrode structures is approximately 10 ⁇ m, so that particles can still pass through the IDS structure even without a filter upstream of the sensor system.
  • An electrical field E builds up between and around the electrodes 4, 6, the course of which is illustrated in FIG. 3.
  • the measuring liquid F flows between the electrodes 4, 6 and below them in the area 20, so that the electrodes 4, 6 are washed around by the measuring liquid. the. In this way, the entire IDS structure can be flowed through freely by the measuring liquid.
  • FIGS. 4 a) to k) each show a cross-sectional view on the left and a top view of the chip being formed on the right.
  • a silicon wafer with boron doping (specific resistance about 3 to 5 ⁇ cm) is used, which is polished on both sides and has the orientation 100
  • Step a In a wet oxidation step, the wafer is provided with a 1 ⁇ m thick SiO 2 layer (step b). A 140 nm thick SiO 3 N 4 layer is then deposited. These layers isolate the electrodes formed later against the silicon substrate and serve as mask material in a later wet chemical etching step, for which purpose they are structured by a dry chemical etching step.
  • a resist mask PR is created. Then the nitride and oxide layers are etched using a fluorine-based plasma according to the layout of the photoresist PR and the photoresist is removed (step d).
  • the gold electrodes are then produced using thick photoresist and a galvanic process
  • Steps e to h First, a thin layer of 15 nm chromium and 80 nm gold is evaporated. The chrome layer ensures better adhesion of the electrodes to the nitride. Then photoresist PR with a thickness of up to 30 ⁇ m is applied in a second photolithography step (step f). The so The photoresist negative form formed is galvanically filled with gold to a height of up to 10 ⁇ m and the photoresist is removed with acetone (step g). The chrome-gold layer is then removed by etching using an argon plasma (sputtering) in order to avoid short-circuiting of the electrodes (step h).
  • argon plasma argon plasma
  • step h the electrodes are still connected by the conductive silicon substrate.
  • the silicon is removed by wet chemical etching (steps i and k).
  • the natural oxide film on the silicon is first removed using an HF bath.
  • the electrodes are now isotropically undercut in the sensitive area.
  • the silicon is then anisotropically etched using TMAH (tetra-methyl ammonium hydroxide), after which the electrodes are only seated on a silicon frame and can be washed around by the measuring liquid.
  • TMAH tetra-methyl ammonium hydroxide
  • interdigital structures completely lie on the insulating dielectric. Structures of this type can be protected for separating the chips, in particular sawing the wafer, by means of a photoresist layer, which is then removed again.
  • support webs can be provided on the one hand (see FIG. 1) and predetermined breaking places between the individual chips in the wafer.
  • the IDS chip A is preferably applied to a ceramic carrier B, preferably glued on.
  • the chemically very resistant adhesive already mentioned at the beginning which can be stored at room temperature, was used for this purpose. It is cured at 200 ° C for at least two hours and can be briefly heated to 300 ° C for soldering processes.
  • an adhesive for assembly there is no need for rear metallization or high temperatures due to soldering, which can have a negative effect on the IDS structure.
  • a signal processing chip and an IDS reference chip can additionally be provided on the ceramic carrier.
  • the bond pads 16 and the associated connecting lines and wires 22 are protected by casting against mechanical and chemical effects.
  • a UV-curable synthetic resin 24 e.g.
  • Vitralit 6128VT Panacol-Elosol GmbH, Oberursel; cures with UV radiation with about 1 mW per cm).
  • This synthetic resin has few ions and is well insulating.
  • the entire substrate with the exception of the IDS structures and a security area of at least 1 mm in width, is covered with a robust, thermosetting epoxy resin layer 26 (e.g. Epoxylite 8188 / C302, STRIKO Maschinenstechnik, Wiehl) that lasts 24 hours at room temperature and then two hours at 120 ° C hardens.
  • the invention is not limited to these materials.
  • a synthetic resin molding compound can be used instead of the epoxy layer, a precise shape having to be used in order to meet the geometric requirements.
  • FIG. 6 illustrates the dependency of the capacities of different IDS types on the ethanol / petrol mixture ratio.
  • the middle curve (type CCS; closed triangles) refers to three-dimensional, not under-etched, overlying IDS structures with electrode spacings of 20 ⁇ m and electrode widths of 34 ⁇ m. Parasitic capacitances result in an offset of 40.9 pF.
  • the upper curve (type M) with closed diamonds as symbols also refers to three-dimensional, not under-etched, overlying IDS structures with electrode distances and widths of 8 ⁇ m and shows an improved dynamic measuring range.
  • the parasitic capacitance is 40.1 pF.
  • the lower curve with open diamonds relates to three-dimensional IDS structures according to the invention (type L), in which the distance and the width of the undercut electrodes were each 12 ⁇ m.
  • type L three-dimensional IDS structures according to the invention
  • the parasitic capacitance of 10.0 pF is far smaller in the IDS structure according to the invention than in the known three-dimensional, not under-etched structures.
  • the dynamic range of 94 pF is still large.
  • the ethanol content of the mixture changes from 70 to 90%
  • the capacitance changes from 81 to 103 pF.
  • an accuracy of a mixture change of ⁇ 0.45 vol .-% (volume percent) corresponds to ethanol.
  • FIG. 7 shows a diagram which shows the capacity of an underetched IDS structure as a function of the frequency for various ethanol-gasoline mixture ratios. Dispersion can be determined for frequencies in the range from 100 Hz to 5 kHz, which results in a frequency dependence of the dielectric constant. No dispersion effects were found above 10 kHz to 1 MHz. With a macroscopic plate capacitor, on the other hand (8 cm x 8 cm, 3.2 mm plate spacing), no increase in capacitance can be observed for low frequencies. The electrical field is therefore also included in the measured variable due to the reduction in the electrode spacings.
  • Stable capacitance values are thus achieved at frequencies greater than 10 kHz and in a voltage range of 5 V and 20 V, likewise in the range from 20 Hz to 1 MHz and 5 mV and 1 V.
  • the frequency range between the cutoff frequency of the electrode polarization has proven to be expedient, which corresponds to the frequency range between 10 kHz and 1 GHz for ethanol-gasoline mixtures. Due to increases in conductivity and dissociation effects, the measuring voltage in the range of 10 mV and 1 V should be selected.
  • measurements can be carried out on the one hand in the stable range, ie above a frequency of 10 kHz, and on the basis of a correspondingly defined, essentially linear characteristic by means of the capacitance C (cf. FIG. 6) the mixing ratio of Ethanol and petrol are determined and used to control the internal combustion engine.
  • the conductivity can be determined in a known manner in a chronological sequence using a further IDS structure or on the same structure, and a correction calculation can be carried out on the basis of the conductivity values or values from a stored correction table can be used become.
  • the microsensor according to the invention can be used, for example, to determine the aging condition of engine oil, the coolant. mixed mixtures (e.g. glycol and water), for battery control, for determining the specific resistance of water for the investigation of ion components, for determining wastewater, for dosing systems for determining water hardness, for determining oxygen and insulin levels in blood, for determining alcohol content, salt content etc. become.
  • the sensor must be adapted to the respective measuring and contact media and environments, as well as clad and possibly isolated.

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Food Science & Technology (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Electric Means (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Mikrosensor zur Flüssigkeitsanalyse, insbesondere von Alkohol-Benzin-Gemischen, der dreidimensionale interdigitalen erste und zweite Mikroelektroden (4, 6) aufweist, die auf einem Substrat (IDS-Chip A) angeordnet sind. Die Interdigitalstrukturen (4, 6) des Mikrosensors sind derart unterätzt, daß sie von der Meßflüssigkeit (F) umspült werden, wobei die ersten und zweiten Mikroelektroden (4, 6) in bezug aufeinander einen Kondensator bilden. Die Elektroden (4, 6) liegen bevorzugt lediglich auf ihren Randbereichen auf. Mit dem Sensor wird die Kapazität eines dielektrischen Flüssigkeits-/Flüssigkeitsgemisches bestimmt. Ferner kann die Leitfähigkeit bestimmt und zur Korrektur von Verunreinigungen verwendet werden. Mittels eines Temperatursensors werden Temperaturabhängigkeiten eliminiert.

Description

Beschreibung
Mikrosensor zur Flüssigkeitsanalyse, insbesondere von Alkohol-Benzin-Gemischen
Die Erfindung betrifft einen Mikrosensor nach dem Oberbegriff von Anspruch 1. Ein solcher Mikrosensoren ist für die Flüssigkeitsanalyse vorgesehen und er weist dreidimensionale interdigitale Mikroelektroden auf, die auf einem Substrat, einem sogenannten IDS-Chip, angeordnet sind.
Es sind insbesondere für den Einsatz in den USA, wo entsprechende gesetzliche Auflagen gegeben sind, Kraftfahrzeuge entwickelt worden, die mit Alkohol und Benzin betrieben werden können. Es ist nur ein Tank vorhanden und demzufolge arbeiten die Brennkraftmaschinen vielfach nicht mit reinen Kraftstoffen der einen oder anderen Art, sondern mit Kraftstoffgemischen. Entsprechend dem jeweiligen Mischungsverhältnis von Alkohol und Benzin müssen über die Motorsteuerung Betriebsparameter der Brennkraftmaschine wie Zündwinkel etc. eingestellt werden. Es werden daher Sensoren benötigt, um dieses Mischungsverhältnis zu bestimmen.
Alkohole sind wie Benzin als Dielektrika zu betrachten, wei- sen jedoch anders als Benzin starke Dipolmomente auf. In dem Frequenzbereich der Orientierungspolarisation sind die Stoffe anhand ihrer Dielektrizitätszahl gut zu unterscheiden, z.B. ist die Dielektrizitätszahl von Benzin 2, von Ethanol 27. Die Messung der Leitfähigkeit bei Alkohol/Benzin-Gemischen lie- fert ferner eine Aussage über den Grad ionischer Verunrei- nigungen oder über den Wassergehalt des Gemischs . Ist die Konzentration von Ionen gelöster Salze und ein hierdurch verursachter Leitfähigkeitsanstieg zu vernachlässigen, kann mittels der ermittelten Leitfähigkeit der Wassergehalt kom- pensiert werden. Um die Temperaturabhängigkeiten der Meßgrös- sen zu kompensieren, muß die Temperatur ebenfalls erfaßt werden .
Bekannt ist ein Sensorsystem (US-PS 5 182 523) , das aus drei Teilen besteht, einer makroskopischen Flüssigkeitsmeßzelle mit zwei Zylinderkondensatoren zur Messung der Kapazität und des Leitwerts und einem Temperatursensor zur Berücksichtigung der Temperaturabhängigkeit. Die Messung wird bei einer festen Frequenz ausgeführt und es wird die Frequenzverstimmung eines Oszillators durch ein Sensorelement ausgenutzt. Die sich ergebende Frequenzdifferenz wird für ein Motorsteuersignal verwendet . Bei diesem bekannten Sensorsystem machen sich unter Umständen die Abmessungen nachteilig bemerkbar.
Zur Reduzierung von Abmessungen ist es zweckmäßig, Mikro- systeme einzusetzen. Bei den hiermit verbundenen kleinen Abmessungen muß im Fall von Kondensatoren die Kapazität möglichst groß sein, d.h. es sind große Elektrodenflächen und ein kleiner Elektrodenabstand angestrebt . Dies hat zur Entwicklung verschachtelter Anordnungen, den sogenannten interdigitalen Strukturen (IDS) geführt. Interdigitale Kondensatoren als Basisbestandteile von miniaturisierten Sensoren werden auf Keramik-, Glas- oder Si/Si02-Systemen hergestellt. Mit einem entsprechendem Überzug können sie zur Untersuchung von Flüssigkeiten und Gasen verwendet werden. Es gibt zwei- und dreidimensionale interdigitale Strukturen. Mit kleineren Strukturbreiten ergibt sich eine merkliche Kapazitätszunahme. In Lin J. , Möller S., Obermeier E., "Two-dimen- sional and three-dimensional interdigital capacitors as basic elements for chemical sensors", Sensors and Aktuators B, 5 (1991) , Seiten 223-226 ist die Ausnutzung von Oberflächen- und von Volumeneffekten für die Messung von Gaskonzentrationen bei zwei- und dreidimensionalen interdigitalen Strukturen beschrieben.
Aus der US-PS 5 200 027 ist es bekannt, Ölsensoren mit zwei Elektroden mit zweidimensionaler interdigitaler Struktur zur Prüfung des Alterungszustandes von Motoröl einzusetzen. Zur Vergrößerung der Meßgenauigkeit werden Elektroden mit aufge- rauhter Oberfläche verwendet.
Die DE 43 18 519 AI betrifft einen elektrochemischen Sensor mit zweidimensionalen interdigitalen Mikroelektroden, deren aktive Flächen in einem Mikrokanal angeordnet sind. Dieser Mikrokanal besteht aus einem Silizium-Chip mit anisotrop geätztem Graben, der auf dem die Mikroelektroden enthaltenden Silizium-Chip aufgeklebt ist.
Ferner ist es aus der US-PS 5 331 287 bekannt, mit in einem interdigitalen Muster auf einem isolierenden Substrat angeordneten Elektroden den Säure- und/oder Wassergehalt in nichtwäßrigen Medien zu bestimmen. Die Elektroden sind bei diesem Sensor mit einem leitfähigen Polymer beschichtet. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Sensoranordnung zu schaffen, die es gestattet, bei einfachem und kostengünstigen Aufbau zuverlässig Alkohol und Benzin zu messen. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch einen Mikro- sensor mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst . Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche .
Der erfindungsgemäße Mikrosensor umfaßt eine dreidimensionale interdigitale Struktur auf einem Substrat. Eine derart auf einem Chip integrierte Meßzelle ist gegenüber einer makroskopische Anordnung kleiner und leichter, ferner ist sie chargenweise herstellbar. Außerdem ist sie genauer.
Durch die Elektrodenhöhe der dreidimensionalen interdigitalen Struktur wird eine Vergrößerung der Kapazität erzielt, d.h. das Aspektverhältnis (Schichthöhe zu minimaler Strukturabstand) ist weitaus günstiger als bei entsprechenden zwei- dimensionalen Strukturen. Eine weitere Empfindlichkeits- Steigerung ergibt sich durch das Unterätzen der Meßelektroden, die hierdurch nicht mehr mit dem Substrat verbunden sind, wodurch ein durch parasitäre Kapazitäten bewirkter Offset entfällt. Vorzugsweise liegen die Meßelektroden nur mit ihrem Rand auf, d.h. sie sind dort an einem Silizium- rahmen fixiert. Die Meßelektroden können so im sensitiven
Bereich von der Meßflüssigkeit umspült werden, wodurch sich ein schnelleres Ansprechverhalten ergibt.
Durch die Porengröße des Benzinfilters beispielsweise ergibt sich eine Abmessungsgrenze für die Elektrodenstruktur, d.h. die Elektrodenabstände sind möglichst groß zur Maximierung der Ausbeute zu wählen, während sie zur Vergrößerung der Kapazität möglichst klein sein sollen. Der Aufbau des erfindungsgemäßen Mikrosensors gestattet es, aufgrund der durch den dreidimensionalen Aufbau einschließlich Unterätzung erzielten höheren Empfindlichkeit zu größeren Strukturen (mit größeren Abständen) überzugehen, wodurch auch bei Verschmutzungen noch gute Meßergebnisse möglich sind.
Vorteilhaft können zwischen den einzelnen Mikrosensoren auf dem Substrat jeweils Sollbruchstellen vorgesehen werden, die ein Durchbrechen des Substrats zur Vereinzelung der Mikrosensoren gestatten. Ein Sägen ist dadurch nicht erforderlich.
Silizium-Chips werden auf Keramiksubstraten beispielsweise gelötet oder mittels einer Legierung fixiert . Durch die Erfindung ist eine Montage ohne unerwünschte Metallisierungen und hohe Temperaturen ermöglicht, indem eine Verklebung vorgesehen wird. Ein hierzu geeigneter Kleber ist ein unge- füllter chemisch beständiger Einkomponentenkleber auf Epoxid- Basis ist. Ein Prüfbericht ist in M. Dehne, "Aufbau und Charakterisierung von Flüssigkeitsmeßzellen" , Arbeitsvorhaben, Institut für Mikrosensoren, -aktuatoren und -Systeme, Bremen, 1995 veröffentlicht.
Zweckmäßigerweise sind auch die Verbindungsleitungen und -anschlüsse (Bond-Drähte und Bondpads) mit dem Keramikträger verklebt. Um den verschiedenen Anforderungen (kein Schrumpfen im Bereich der Drähte, das zu einem Abreißen der Drähte füh- ren kann, chemische Beständigkeit gegen die Meßflüssigkeit) zu genügen, ist bei dem erfindungsgemäßen Mikrosensor eine zweifache Verklebung vorgesehen. Die die Anschlüsse überdeckende untere Kleberschicht ist zweckmäßigerweise ein thixotropes, unter UV-Strahlung aushärtbares Kunstharz ohne Lösungsmittel, das nicht schrumpft und eine geringe Ionenkonzentration und gute Isolationseigenschaft aufweist. Ein solches Kunstharz ist beispielsweise Vitralit 6128 VT von der Panacol-Elosol GmbH, Oberursel. Die obere Kleberschicht überdeckt das gesamte IDS-Substrat mit Ausnahme der sensitiven Fläche sowie eines Sicherheitsabstandes von etwa 1 mm. Sie besteht aus ist einem herkömmlichen Epoxid-Kunstharz, das in Wärme (z.B. 120°C) aushärtet. Ein Beispiel eines solchen Kunstharzes ist Epoxylite 8188/C302 von der Striko Verfahrenstechnik, Wiehl .
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im folgenden anhand der Zeichnung erläutert. Es zeigen:
Figur 1 eine Draufsicht auf einen ISD-Chip mit dreidi- mensionaler interdigitaler Elektrodenstruktur gemäß der Erfindung, Figur 2 eine schematische perspektivische Ansicht einer dreidimensionalen Elektrodenstruktur entsprechend derjenigen des IDS- Chips von Figur 1, Figur 3 eine schematische Querschnittsansicht einer
Elektrodenstruktur gemäß Figur 2, die den Verlauf des elektrischen Feldes und den Flüssigkeitsbereich veranschaulicht , Figur 4 a) bis k) Diagramme, die die Schritte zur Herstellung des IDS-Chips von Figur 1 veranschaulichen, Figur 5 eine schematische Querschnittsansicht eines auf einem Trägersubstrat angebrachten IDS-Chips,
Figur 6 ein Diagramm, das die Kapazitäten verschiedener IDS-Typen abhängig von dem Ethanol-Benzin- Mischungsverhältnis darstellt, Figur 7 ein Diagramm, das die Kapazität einer unterätzten IDS-Struktur abhängig von der Frequenz für verschiedene Ethanol-Benzin-Mischungsverhältnisse darstellt, und Figur 8 ein Diagramm, das den zeitlichen Verlauf der Kondensatorspannung für verschiedene Ethanol- Benzinmischungsverhältnisse darstellt .
Es wird zunächst der Grundaufbau eines IDS-Chips A anhand von Figuren 1 bis 3 veranschaulicht. Auf einem Substrat 2 sind Goldelektroden 4 und 6 in einer dreidimensionalen Inter- digitalstruktur verschachtelt angeordnet, so daß sich stets jeweils eine Elektrode 4 und 6 gegenüberliegen und eine Kondensatoreinheit bilden. Die Elektroden 4 und 6 sind mittels Verbindungsleitungen 8 und 10 verbunden und jeweils über Anschlußleitungen 12, 13, 14, 15 mit Anschlußkontaktbereichen 16, sogenannten Bondpads verbunden. Die Anschlußleitungen 12, 14 dienen zum Einspeisen eines Stroms (beispielsweise vom Meßgerät oder von der entsprechenden Signalverarbeitung) . Die Anschlußleitungen 13, 15 sind zum Abgreifen der Meßspannung vorgesehen. Mittels der jeweiligen Anschlußleitungspaare 12, 13 bzw. 14, 15 können Zuleitungseffekte und weitere Stör- effekte beseitigt werden. Statt der Meßspannung kann auch ein Meßstrom bei vorgegebener Spannung vorgesehen werden.
Die Bondpads 16 sind sämtlich auf einer Seite des IDS-Chips A angeordnet und befinden sich in einem Abstand von mehr als 1 mm von der Interdigitalstruktur . Diese Anordnung ermöglicht es, den IDS-Chip A so an einem Sondenkopf zu positionieren, so daß nur die IDS-Struktur mit der Meßflüssigkeit in Kontakt steht .
Die Elektroden 4, 6 sind unterätzt, d.h. sie liegen in einem Bereich 18 bis auf Randbereiche nicht auf dem Substrat 2 auf. Zur Veranschaulichung ist bei 20 ein Steg aus Substratmaterial dargestellt, der zur Abstützung der Elektroden stehen gelassen werden kann. Die Mikroelektroden 4, 6 haben zweckmäßigerweise einen Abstand von mehr als 8 μm, so daß ein Zusammenwachsen der Elektroden bei der Herstellung des Chips sicher verhindert wird und ferner in der Meßflüssigkeit enthaltene Partikel (deren Größe von der Feinheit der einge- setzten Filter abhängig ist) sicher durch die Elektrodenkanäle durchtreten können. Die Höhe der Elektrodenstrukturen ist etwa 10 μm, so daß Partikel auch ohne einen dem Sensorsystem vorgeschalteten Filter noch durch die IDS-Struktur durchtreten können.
Zwischen den Elektroden 4, 6 und um diese herum baut sich ein elektrisches Feld E auf, dessen Verlauf in Figur 3 veranschaulicht ist. Die Meßflüssigkeit F strömt zwischen den Elektroden 4, 6 und unterhalb von diesen im Bereich 20, so daß die Elektroden 4, 6 von der Meßflüssigkeit umspült wer- den. Auf diese Weise kann die gesamte IDS-Struktur frei von der Meßflüssigkeit durchströmt werden.
Im folgenden wird die Herstellung der Interdigitalstrukturen gemäß der Erfindung anhand von Figur 4 erläutert. Die Einzel- abbildungen von Figur 4 a) bis k) zeigen jeweils links eine Querschnittsansicht und rechts eine Draufsicht des entstehenden Chips. Es wird ein Silizium-Wafer mit Bor-Dotierung (spezifischer Widerstand etwa 3 bis 5 Ωcm) verwendet, der auf beiden Seiten poliert ist und die Orientierung 100 hat
(Schritt a) . Der Wafer wird in einem Feuchtoxidationsschritt mit einer 1 μm dicken Si02-Schicht versehen (Schritt b) . Anschließend wird eine 140 nm dicke Si03N4-Schicht abgeschieden. Diese Schichten isolieren die später gebildeten Elektroden gegen das Silizium-Substrat und dienen bei einem späteren naßchemischen Ätzschritt als Maskenmaterial, wozu sie durch einen trockenchemischen Ätzschritt strukturiert werden. In einem ersten Photolithographieschritt (Schritt c) wird eine Lackmaske PR erstellt . Dann werden die Nitrid- und Oxidschichten unter Verwendung eines fluorbasierten Plasmas gemäß dem Layout des Photolacks PR geätzt und der Photolack entfernt (Schritt d) .
Anschließend werden die Goldelektroden mit Hilfe von dickem Photolack und eines galvanischen Prozesses hergestellt
(Schritte e bis h) . Als erstes wird eine dünne Schicht aus 15 nm Chrom und 80 nm Gold aufgedampft. Die Chromschicht bewirkt eine bessere Haftung der Elektroden auf dem Nitrid. Dann wird Photolack PR mit einer Dicke von bis zu 30 μm in einem zwei- ten Photolithographieschritt aufgebracht (Schritt f) . Die so gebildete Photolack-Negativform wird galvanisch mit Gold in einer Höhe bis zu 10 μm aufgefüllt und der Photolack mit Azeton entfernt (Schritt g) . Nun wird die Chrom-Gold-Schicht durch Ätzen mittels eines Argonplasmas (Sputtern) entfernt, um ein Kurzschließen der Elektroden zu vermeiden (Schritt h) .
Die Elektroden sind nach dem Schritt h noch durch das leitende Siliziumsubstrat verbunden. Das Silizium wird durch naßchemisches Ätzen entfernt (Schritte i und k) . Dabei wird zunächst mittels eines HF-Bads der natürliche Oxidfilm auf dem Silizium entfernt. Die Elektroden werden nun im sensitiven Bereich isotrop unterätzt. Dann wird das Silizium unter Verwendung von TMAH (Tetra-Methl-Ammonium-Hydroxid) anisotrop geätzt, wonach die Elektroden nur noch an einem Silizium- rahmen sitzen und von der Meßflüssigkeit umspült werden können .
Wie obige Beschreibung zeigt, werden lediglich zwei photolithographische Schritte benötigt. Dies ist für die Fertigung in großem Maßstab, da kostengünstig, sehr wichtig.
Werden nur die Schritte a, b, e bis h ausgeführt, ergeben sich vollständig auf dem isolierenden Dielektrikum aufliegende Interdigitalstrukturen. Derartige Strukturen können für das Vereinzeln der Chips, insbesondere Zersägen des Wafers durch eine Photolackschicht geschützt werden, die anschließend wieder entfernt wird. Zum Schutz der unterätzten Elektrodenstrukturen gemäß der Erfindung können einerseits Stützstege vorgesehen werden (vgl. Figur 1) und Sollbruch- stellen zwischen den einzelnen Chips im Wafer angebracht werden .
Der IDS-Chip A ist vorzugsweise auf einen Keramikträger B aufgebracht, vorzugsweise aufgeklebt. Hierzu ist im veranschaulichten Beispiel der bereits eingangs erwähnte, chemisch sehr beständige Kleber verwendet worden, der bei Raumtemperatur gelagert werden kann. Er wird mindestens zwei Stunden bei 200° C ausgehärtet und kann kurzzeitig für Lötvorgänge auf 300° C erwärmt werden. Durch das Verwenden eines Klebers zur Montage entfallen Rückseitenmetallisierungen oder durchs Löten bedingte hohe Temperaturen, die sich nachteilig auf die IDS-Struktur auswirken können.
Auf dem Keramikträger können zusätzlich ein Signalverarbeitungschip und ein IDS-Referenzchip vorgesehen sein. Die Bondpads 16 und die zugehörigen Anschlußleitungen und -drahte 22 werden mittels Vergießen gegen mechanische und chemische Einwirkungen geschützt. Zu diesem Zweck werden sie in einem ers- ten Schritt mit einem UV-aushärtbarem Kunstharz 24 (z.B.
Vitralit 6128VT, Panacol-Elosol GmbH, Oberursel; härtet bei UV-Bestrahlung mit etwa 1 mW pro cm aus) überdeckt. Be m Aushärten werden keine Lösungsmittel verdampft und es kommt zu keinem Schrumpfen. Dieses Kunstharz hat wenig Ionen und ist gut isolierend. In einem zweiten Schritt wird das gesamte Substrat, ausgenommen die IDS-Strukturen und einen Sicherheitsbereich von mindestens 1 mm Breite, mit einer robusten, wärmeaushärtenden Epoxidharzschicht 26 (z.B. Epoxylite 8188/C302, STRIKO Verfahrenstechnik, Wiehl) überdeckt, die 24 Stunden bei Raumtemperatur und dann zwei Stunden bei 120°C aushärtet. Die Erfindung ist nicht auf diese Materialien beschränkt. Beispielsweise kann statt der Epoxidschicht eine Kunstharzformmasse verwendet werden, wobei eine präzise Form verwendet werden muß, um den geometrischen Anforderungen zu genügen .
Figur 6 veranschaulicht die Abhängigkeit der Kapazitäten verschiedener IDS-Typen abhängig von dem Ethanol-Benzinmischungsverhältnis . Die mittlere Kurve (Typ CCS; geschlosse- ne Dreiecke) bezieht sich auf dreidimensionale, nicht unterätzte, aufliegende IDS-Strukturen mit Elektrodenabständen von 20 μm und Elektrodenbreiten von 34 μm. Durch parasitäre Kapazitäten ergibt sich ein Offset von 40,9 pF . Die obere Kurve (Typ M) mit geschlossenen Rauten als Symbolen bezieht sich ebenfalls auf dreidimensionale, nicht unterätzte, aufliegende IDS-Strukturen mit Elektrodenabständen und -breiten von 8 μm und zeigt einen verbesserten dynamischen Meßbereich. Die parasitäre Kapazität ist 40,1 pF. Die untere Kurve mit offenen Rauten betrifft dreidimensionale IDS-Strukturen gemäß der Er- findung (Typ L) , bei denen der Abstand und die Breite der unterätzten Elektroden jeweils 12 μm waren. Wie ein Vergleich der drei Kurven zeigt, ist bei der erfindungsgemäßen IDS- Struktur die parasitäre Kapazität mit 10,0 pF weitaus kleiner als bei den bekannten dreidimensionalen, nicht unterätzten Strukturen. Trotz vergrößerter Abmessungen ist der dynamische Bereich mit 94 pF immer noch groß. Ändert sich der Ethanolan- teil des Gemischs von 70 auf 90 %, ändert sich die Kapazität von 81 auf 103 pF. Bei einer Meßgenauigkeit von ±0,5 pF entspricht eine Genauigkeit einer Gemischänderung von ±0,45 Vol.-% (Volumenprozent) Ethanol. In Figur 7 ist ein Diagramm gezeigt, das die Kapazität einer unterätzten IDS-Struktur abhängig von der Frequenz für verschiedene Ethanol-Benzinmischungsverhältnisse darstellt. Für Frequenzen im Bereich von 100 Hz bis 5 kHz kann Dispersion festgestellt werden, wodurch sich eine Frequenzabhängigkeit der Dielektrizitätszahl ergibt. Oberhalb von 10 kHz bis 1 MHz wurden keine Dispersionseffekte festgestellt. Bei einem makroskopischen Plattenkondensator hingegen (8 cm x 8 cm, 3,2mm Plattenabstand) ist für niedrige Frequenzen kein Ansteigen der Kapazität zu beobachten. In die Meßgröße geht somit auch das elektrische Feld aufgrund der Verkleinerung der Elektrodenabstände ein.
Stabile Kapazitätswerte werden somit bei Frequenzen größer als 10 kHz und in einem Spannungsbereich von 5 V und 20 V erreicht, ebenso im Bereich von 20 Hz bis 1 MHz sowie 5 mV und 1 V. Als zweckmäßig erweist sich der Frequenzbereich zwischen der Grenzfrequenz der Elektrodenpolarisation, was für Ethanol-Benzingemische dem Frequenzbereich zwischen 10 kHz und 1 GHz entspricht. Aufgrund von Leitfähigkeitszunahmen und Dissoziationseffekten ist die Meßspannung im Bereich von 10 mV und 1 V zu wählen.
Es kann somit unter Verwendung einer erfindungsgemäßen IDS- Struktur einerseits im stabilen Bereich, d.h. oberhalb einer Frequenz von 10 kHz gemessen werden und anhand einer entsprechend definierten, im wesentlichen linearen Kennlinie mittels der Kapazität C (vgl. Figur 6) das Mischungsverhältnis von Ethanol und Benzin bestimmt und zur Steuerung der Brennkraftmaschine verwendet werden.
Zur Berücksichtigung von Verunreinigungen, beispielsweise ei- nes Wasseranteils, und weiterer Querabhängigkeiten kann mittels einer weiteren IDS-Struktur oder an derselben Struktur in zeitlicher Aufeinanderfolge in bekannter Weise die Leitfähigkeit bestimmt werden und anhand der Leitfähigkeitswerte eine Korrekturberechnung durchgeführt werden oder Werte aus einer gespeicherten Korrekturtabelle verwendet werden.
Entsprechend den unterschiedlichen Kapazitäten für unterschiedliche Mischungsverhältnisse (vgl. Figur 7) zeigen sich auch bei einer Aufprägung eines periodischen Rechtecksignals unterschiedliche Spannungsverläufe mit einer Reihenfolge entsprechend dem Ethanolgehalt . D.h. mit steigendem Ethanolge- halt nimmt die Dielektrizitätszahl des Gemischs und damit die Kapazität zu. Entsprechend wird ein längeres Zeitintervall benötigt, um den Kondensator auf die Spannung U0 aufzuladen, wie Figur 8 veranschaulicht, wo dieser Spannungswert lediglich für reines Ethanol auf der Abszisse markiert ist. Auch dieses Zeitintervall könnte zur Auswertung verwendet werden. Ferner kann auch eine Messung bei mehreren Frequenzen zur Berücksichtigung der verschiedenen Effekte durchgeführt werden.
Vorstehende Ausführungen betrafen speziell Ethanol-Benzingemische. Selbstverständlich sind sie auf andere Alkohole und auf andere Gemische von Dielektrika überhaupt anwendbar. Der erfindungsgemäße Mikrosensor kann beispielsweise zur Bestim- mung des Alterungszustandes von Motoröl , des Kühlflüssig- keitsgemischs (beispielsweise Glykol und Wasser) , zur Batteriekontrolle, zur Bestimmung des spezifischen Widerstandes von Wasser zur Untersuchung von Ionenanteilen, zur Abwasserbestimmung, für Dosiersysteme zur Wasserhärtebestimmung, zur Bestimmung von Sauerstoff- und Insulinpegeln in Blut, zur Bestimmung des Alkoholgehalts, Salzanteils etc. eingesetzt werden. Selbstredend muß der Sensor dazu den jeweiligen Meß- und Kontaktmedien und Umgebungen angepaßt sowie verkleidet und gegebenenfalls isoliert werden.

Claims

Patentansprüche
1. Mikrosensor zur Flüssigkeitsanalyse, insbesondere von Alkohol-Benzin-Gemischen, mit dreidimensionalen interdigitalen ersten und zweiten Mikroelektroden (4, 6), die auf einem
Substrat (IDS-Chip A) angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Interdigitalstrukturen (4, 6) derart unterätzt sind, daß sie von der Meßflüssigkeit (F) umspült werden, wobei die ersten und zweiten Mikroelektroden (4, 6) in bezug aufeinander einen Kondensator bilden.
2. Mikrosensor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektroden (4, 6) auf ihren Randbereichen aufliegen.
3. Mikrosensor nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektroden in den Randbereichen auf einem Substrat-Rahmen aufliegen.
4. Mikrosensor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da- durch gekennzeichnet, daß die Elektroden (4, 6) zwischen den
Randbereichen durch Substrat-Stege (20) abgestützt sind.
5. Mikrosensor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektroden (4, 6) aus Gold sind.
6. Mikrosensor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , daß die Elektrodenbreite und/oder der Elektrodenabstand 8 bis 10 μm ist und/oder die Elektrodenhöhe 10 μm beträgt.
7. Mikrosensor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die ersten und zweiten Elektroden
(4, 6) aufeinanderfolgend zur Messung der Kapazität und der Leitfähigkeit vorgesehen sind.
8. Mikrosensor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein Temperatursensor auf einem IDS- Chip angeordnet ist .
9. Mikroprozessor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein IDS-Chip (A) auf einen Keramikträger (B) aufgeklebt ist.
10. Mikrosensor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da- durch gekennzeichnet, daß die Anschlußleitungen und/oder
-flächen (22, 16) von zwei Schutzschichten (24, 26) überdeckt sind, wobei die untere Schutzschicht (24) aus einem UV-aushärtbaren Kunstharz und die obere Schutzschicht (26) aus einem wärmeaushärtbaren Kunstharz besteht.
11. Mikrosensor nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß das UV-aushärtbare Kunstharz (24) thixotrop ist.
PCT/EP1997/006282 1996-11-28 1997-11-11 Mikrosensor zur flüssigkeitsanalyse, insbesondere von alkohol-benzin-gemischen WO1998023953A1 (de)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19649366.8 1996-11-28
DE1996149366 DE19649366C2 (de) 1996-11-28 1996-11-28 Mikrosensor zur Flüssigkeitsanalyse, insbesondere von Alkohol-Benzin-Gemischen

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO1998023953A1 true WO1998023953A1 (de) 1998-06-04

Family

ID=7813050

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/EP1997/006282 WO1998023953A1 (de) 1996-11-28 1997-11-11 Mikrosensor zur flüssigkeitsanalyse, insbesondere von alkohol-benzin-gemischen

Country Status (2)

Country Link
DE (1) DE19649366C2 (de)
WO (1) WO1998023953A1 (de)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN100535649C (zh) * 2006-03-30 2009-09-02 中国科学院电子学研究所 三维纳隙网格阵列微电极生物传感芯片

Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6564624B2 (en) * 2001-08-08 2003-05-20 Delphi Technologies, Inc. Fuel driveability index sensor and method
DE10202030A1 (de) * 2002-01-18 2003-07-24 Bosch Gmbh Robert Vorrichtung zur Messung von Füllständen
EP1439388A1 (de) 2003-01-20 2004-07-21 Ecole Polytechnique Fédérale de Lausanne (EPFL) Vorrichtung zur Messung der Qualität und/oder der Zersetzung einer Flüssigkeit, insbesondere von Speiseöl
DE102008020119B4 (de) * 2007-04-27 2014-06-12 Ust Umweltsensortechnik Gmbh Vorrichtung zur Ermittlung des Alkoholgehaltes eines Gemischs
EP2385366A1 (de) * 2010-02-19 2011-11-09 Services Pétroliers Schlumberger Flüssigkeitssensor und Verfahren zu dessen Verwendung
EP2362210B1 (de) * 2010-02-19 2015-01-07 Services Pétroliers Schlumberger Flüssigkeitssensor und Verfahren zu dessen Verwendung
ES2390551B1 (es) * 2010-07-20 2013-10-02 Francisco Arrebola Rodriguez Dispositivo de medida de la concentracion de anticongelante
CN102269724B (zh) * 2011-06-23 2012-11-28 西安交通大学 半导体气敏传感器的定向纳米纤维化三维立体叉指电极的制作方法
US9351431B2 (en) 2012-10-11 2016-05-24 International Business Machines Corporation Cooling system with automated seasonal freeze protection

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0379644A1 (de) * 1988-12-22 1990-08-01 FEV Motorentechnik GmbH & Co. KG Verfahren zur Feststellung des Alkoholgehaltes und/oder des Heizwertes von Kraftstoffen
EP0405587A1 (de) * 1989-06-29 1991-01-02 TA Instruments, Inc. Flacher dielektrischer Sensor in der Form von ineinandergreifenden Fingern
EP0543215A1 (de) * 1991-11-19 1993-05-26 Siemens Automotive S.A. Sensor zur Bestimmung der dielektrischen Konstanten und des spezifischen Widerstands einer fliessenden Flüssigkeit

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0472767B1 (de) * 1990-08-30 1995-03-15 Siemens Aktiengesellschaft Vorrichtung zum Feststellen des Alkoholgehaltes oder des Heizwertes eines Gemischs
US5200027A (en) * 1991-11-12 1993-04-06 General Motors Corporation Oil microsensor having interdigitated electrodes with rough surfaces and methods of making and using the same
US5331287A (en) * 1992-07-31 1994-07-19 Hughes Aircraft Company Device and method for sensing water and/or acid in the presence of water in non-aqueous media
DE4308132C2 (de) * 1993-03-15 2003-06-18 Inst Physikalische Hochtech Ev Miniaturisierter Meßwertaufnehmer
DE4318519C2 (de) * 1993-06-03 1996-11-28 Fraunhofer Ges Forschung Elektrochemischer Sensor

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0379644A1 (de) * 1988-12-22 1990-08-01 FEV Motorentechnik GmbH & Co. KG Verfahren zur Feststellung des Alkoholgehaltes und/oder des Heizwertes von Kraftstoffen
EP0405587A1 (de) * 1989-06-29 1991-01-02 TA Instruments, Inc. Flacher dielektrischer Sensor in der Form von ineinandergreifenden Fingern
EP0543215A1 (de) * 1991-11-19 1993-05-26 Siemens Automotive S.A. Sensor zur Bestimmung der dielektrischen Konstanten und des spezifischen Widerstands einer fliessenden Flüssigkeit

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
T. HOFMANN: "OPTIMIZATION OF THREE-DIMENSIONAL ELECTROPLATED GOLD INTERDIGITATED STRUCTURES (IDS) FOR APPLICATIONS AS SMART SENSOR SYSTEMS FOR LIQUID CHARACTERIZATION", PROCEEDINGS OF THE SECOND INTERNATIONAL SYMPOSIUM ON MICROSTRUCTURES AND MICROFABRICATED SYSTEMS, October 1995 (1995-10-01), CHICAGO, IL, US, pages 56 - 66, XP002061329 *
TH. HOFMANN: "DESIGN OF THREE DIMENSIONAL INTERDIGITATED ELECTRODES FOR LIQUID ANALYSIS BY MEASURING CAPACITANCE AND CONDUCTANCE", SENSOR 95, PROCEEDINGS 7TH INTERNATIONAL CONFERENCE FOR SENSORS TRANDUCERS AND SYSTEMS (SENSOR 95), GERMANY, 1995, DE, pages 821 - 824, XP002061328 *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN100535649C (zh) * 2006-03-30 2009-09-02 中国科学院电子学研究所 三维纳隙网格阵列微电极生物传感芯片

Also Published As

Publication number Publication date
DE19649366C2 (de) 1999-05-27
DE19649366A1 (de) 1998-06-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE2742902C2 (de)
DE112005000168T5 (de) Verfahren zur Herstellung eines Kunstharzformgehäuses, Alkoholkonzentrationssensor und Vorrichtung zum Messen einer Alkoholkonzentration
DE3741941A1 (de) Elektrostatischer kapazitiver drucksensor
EP2130025A2 (de) Sensorelement zur bestimmung von partikeln in einem messgas
EP1412732B1 (de) Halbleiterbauelement als kapazitiver feuchtesensor, sowie ein verfahren zur herstellung des halbleiterbauelements
DE102008040525A1 (de) Mikromechanisches Sensorelement, Verfahren zur Herstellung eines mikromechanischen Sensorelements und Verfahren zum Betrieb eines mikromechanischen Sensorelements
DE3407923C2 (de) Magnetfeldsensor
DE19649366C2 (de) Mikrosensor zur Flüssigkeitsanalyse, insbesondere von Alkohol-Benzin-Gemischen
DE19753642A1 (de) Elektrischer Widerstand mit wenigstens zwei Anschlußkontaktfeldern auf einem Keramik-Substrat sowie Verfahren zu dessen Herstellung
DE3120159C2 (de)
CH692870A5 (de) Mikrostrukturierter Sensor zur Leitfähigkeits- und Kapazitätsmessung in Gasen oder Flüssigkeiten, insbesondere zur direkten Siedepunktbestimmung in Flüssigkeiten.
DE10133466A1 (de) Schichtverbund und mikromechanisches Sensorelement, insbesondere Gassensorelement, mit diesem Schichtverbund
DE10031976C2 (de) Hochtemperaturstoffsensor
WO2001075150A2 (de) Biosensor, biosensor-array, verfahren zum herstellen einer elektrode eines biosensors, verfahren zum herstellen eines biosensors
EP1471349B1 (de) Potentiometrische Sensoreinrichtung für pH-Wertmessung
EP0645621A2 (de) Sensoranordnung
DE19959925A1 (de) Verfahren zur Bestimmung von Gaskonzentrationen mit einem Dünnschicht-Halbleiter-Gassensor
DE3151891A1 (de) Halbleiter-sensor fuer die messung der konzentration von teilchen in fluiden
DE3521663C2 (de) Fluoridionensensitiver Feldeffekttransistor
DE102009020743A1 (de) Fotolithographisch strukturierter Dickschichtsensor
DE10211358A1 (de) Vertikal-Impedanz-Sensor-Anordnung und Verfahren zum Herstellen einer Vertikal-Impedanz-Sensor-Anordnung
DE19859998C2 (de) Gassensor und Verfahren zu dessen Herstellung
DE19634979C2 (de) Verfahren zur Bestimmung der geometrischen Strukturen von Oberflächenwellenbauelementen
DE10308799A1 (de) Gassensor und Verfahren zur Detektion von Kohlenwasserstoffen, insbesondere im Abgas von Kraftfahrzeugen
DE10150233A1 (de) Dünnschichtbauelement mit einer in einer ersten Ebene über einem Substrat befindlichen resistiven dünnen Schicht

Legal Events

Date Code Title Description
AK Designated states

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): BR JP US

AL Designated countries for regional patents

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): AT BE CH DE DK ES FI FR GB GR IE IT LU MC NL PT SE

DFPE Request for preliminary examination filed prior to expiration of 19th month from priority date (pct application filed before 20040101)
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application
WA Withdrawal of international application
122 Ep: pct application non-entry in european phase