WO2006087253A1 - Method for trimming the resistance of an electrical resistor by abrading shorting jumpers, and an electrical resistor that can be abraded by this method and the use thereof in a temperature sensor or gas sensor - Google Patents

Method for trimming the resistance of an electrical resistor by abrading shorting jumpers, and an electrical resistor that can be abraded by this method and the use thereof in a temperature sensor or gas sensor Download PDF

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WO2006087253A1
WO2006087253A1 PCT/EP2006/050353 EP2006050353W WO2006087253A1 WO 2006087253 A1 WO2006087253 A1 WO 2006087253A1 EP 2006050353 W EP2006050353 W EP 2006050353W WO 2006087253 A1 WO2006087253 A1 WO 2006087253A1
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resistance
resistor
layer
value
bridges
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PCT/EP2006/050353
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Inventor
Detlef Heimann
Henrico Runge
Original Assignee
Robert Bosch Gmbh
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Publication date
Application filed by Robert Bosch Gmbh filed Critical Robert Bosch Gmbh
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    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01C—RESISTORS
    • H01C17/00—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing resistors
    • H01C17/22—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing resistors adapted for trimming
    • H01C17/23—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing resistors adapted for trimming by opening or closing resistor geometric tracks of predetermined resistive values, e.g. snapistors

Definitions

  • the invention is based on a method for matching the resistance value of an electrical resistance embedded in a layer composite to a standard value according to the preamble of claim 1.
  • Embedded resistor sandwich composites are used in 20 different applications, such as in temperature sensors e.g. for measuring the
  • the resistance value of the resistance path which is usually low-resistance, to move within a narrow tolerance range, in order to avoid over- or under-control of the heating device. Since production-related the required narrow tolerance range can not be met, in both cases, a subsequent adjustment the resistance value of the resistance track, so a trimming of the finished layer composite required by appropriate measures.
  • a recess is left in the layers covering the resistor layer, through which a treatment of the resistance path for adjusting the resistance value is performed becomes.
  • the resistance path has branches and / or closed areas in the region of the recess, and the alignment is achieved by forming the branches and / or closed surfaces, e.g. be melted by a laser, which increases the resistance of the resistance path. This is continued until the desired default value is reached.
  • the resistance value is continuously measured via a circuit arrangement connected to the resistance track.
  • the recess is closed by a filler in order to protect the resistance path from mechanical or chemical inclusions.
  • the filler used is preferably a glass ceramic, which is glazed after filling by thermal action of the laser.
  • the erf ⁇ ndungssiee method with the feature of claim 1 has the advantage that the adjustment of the resistance in the finished layer composite can be performed without special measures that would have to be initiated in the production of the layer composite, such as the provision of recesses in individual layers of the composite layer. Only the layout of the manufactured resistor demands are made.
  • the adjustment takes place by simple mechanical grinding of the body laminated together from the layers at its narrow longitudinal and / or transverse sides, which are referred to below as edges of the layer composite. Edge grinding is a standard process when manufacturing gaskets or temperature sensors.
  • one or the other selected shorting bridge is partially or completely abraded depending on the location and grinding depth and thus separated, so that the previously bridged balancing resistor is now in series with the main resistance and the resistance of the main resistance is increased by the defined resistance value of the trimming resistor.
  • the Separation of short-circuiting bridges is carried out by grinding at different edges with different grinding depths until the setpoint value of the resistance in the layered composite is reached by successive connection of balancing resistors to the main resistance.
  • a post-processing of the composite layer such as the above-described closing of the adjustment holes in the layers of the composite layer, is not required with a suitable material selection for the balancing resistors. Overall, the method is compared to the known methods manufacturing technology very inexpensive and can be advantageously integrated into the automatic manufacturing process.
  • the resistance value of the embedded resistor is measured on the finished layer composite and the number and the position of the short-circuit bridges to be separated are determined from the difference between the default value and the measured value.
  • the measurement of the resistance value, the calculation of the resistance difference and the determination of the short-circuiting bridges to be separated can take place automatically when gripping the layered composite by the arm of a grinding robot.
  • a layer composite treated by the process according to the invention is specified in claim 9.
  • Advantageous developments and improvements of the layer composite specified in claim 9 include the further claims 10 to 15.
  • the layer composite according to the invention can be used both in a temperature sensor for measuring the temperature of a medium, in particular the exhaust gas temperature of an internal combustion engine, and in a gas sensor for measuring the concentration of a gas component in a gas mixture, such as the oxygen concentration or the nitrogen oxide concentration in the exhaust gas of an internal combustion engine ,
  • the resistance value of the embedded resistor becomes more high-impedance, eg 100 ⁇ , and in the second case more low-impedance.
  • the resistor material used is preferably platinum or a platinum cermet.
  • 1 is an exploded view of a layer composite with embedded electrical resistance
  • FIG. 3 is a perspective top view of the resistor in a modified layout
  • FIG. 4 is a fragmentary perspective view of an electric heater for a gas sensor
  • FIG. 5 shows a section along the line V - V in Fig. 4th
  • the layer composite schematically sketched in exploded view in FIG. 1 forms the measurement-sensitive part of a temperature sensor, also called a resistance thermometer, for measuring the temperature of a medium, in particular the exhaust gas temperature of internal combustion engines.
  • the layer composite is composed of a preferably formed as a film ceramic layer 11 based on solid electrolyte, for example yttriumstabilieriem zirconium oxide (ZrO 2 ), a first insulating layer 12 of electrically insulating material, such as alumina Al 2 O 3 , a second insulating layer 13 of the same insulating material and a second, preferably formed as a film ceramic layer 14 based on solid electrolyte.
  • ZrO 2 yttriumstabiltekem zirconium oxide
  • a third insulating layer 15 is printed on the upper side of the first ceramic layer 11, the first insulating layer 12 and a hermetically sealing frame 18 and on the back of the first ceramic layer 11 in the region of electrical contacts 16 réelleyakenden.
  • a third insulating layer 15 is printed on the ceramic layer 11.
  • an electrical Resistor 20 is applied, which is divided into a main resistance 21 and a plurality of balancing resistors 22.
  • Main resistance 21 and balancing resistors 22 are printed as resistance tracks on the first insulating layer 12.
  • the resistor 20 is connected via conductor tracks 23, 24 with contact surfaces 25, 26, which are contacted via the through-holes 17 to the electrical contacts 16, which are printed on the back of the first ceramic layer 11 on the third insulating layer 15.
  • the second insulating layer 13 and a hermetically sealing frame 19 is printed on the second ceramic layer 14, the second insulating layer 13 and a hermetically sealing frame 19 is printed.
  • the two ceramic layers 11, 14 thus treated are superimposed so that the frames 18 and 19
  • the resistance values are advantageously kept small.
  • Fig. 2 an exemplary layout of the resistance formed by the resistor tracks 20 is shown enlarged, the z. B. should have a resistance of 100 ⁇ in close tolerances. For manufacturing reasons, however, the resistance of 100 ⁇ can only be guaranteed within the limits of 90 ⁇ to 110 ⁇ , which does not meet the requirements.
  • the main resistance 21 formed by the Bruffleander 27 is therefore made by way of example with a resistance of 90 ⁇ , in turn, only a tolerance of ⁇ 10% can be maintained in the production.
  • a first balancing resistor 221 is fabricated as a resistive track having a resistance of 10 ⁇ by way of example.
  • Four additional balancing resistors 222 are exemplified as resistive tracks having a resistance of 2 ⁇ , and a third balancing resistor 223 is exemplified as a resistive track having a resistance of 1 ⁇ .
  • the manufacturing spread of the printed balancing resistors 22 is at most 10%. All balancing resistors 22 are connected to each other in series and in series with the main resistor 21. All
  • Balancing resistors 22 are bridged with shorting bridges 28, which are guided to near the edges of the layer composite.
  • the bridging bridge 28 bridging the balancing resistor 221 is close to the left longitudinal edge 29 of the laminar structure, which forms the Adjustment resistor 223 bridging shorting bridge 28 to close to the right longitudinal edge 30 of the composite and the four trimming resistors 222 bridging shorting bars 28 out to near the front edge 31 of the laminar.
  • the balancing resistors 222 bridging shorting bars 28 are lined up along the front edge 31 with different transverse distance to the end edge 31 side by side.
  • the resistance value 20 is adjusted to the default value in a subsequent method step.
  • this default value is 100 ⁇ , and in the application of the resistor tracks to the insulating layer 12 is according to this
  • Default - as already stated above - made the main resistance 21 with 90 ⁇ ⁇ 10%.
  • the resistor tracks of the balancing resistors 22 these have the resistance values of 10 ⁇ , 2 ⁇ and 1 ⁇ indicated in the example given above.
  • its resistance value is first measured and the difference between the default value of 100 ⁇ and the measured value, for example 95 ⁇ , determines the number and position of the balancing resistors 22 to be added and thus the short-circuit bridges 28 to be split.
  • two equalization resistors 222 of 2 ⁇ each and a balancing resistor 223 of 1 ⁇ are required.
  • FIG. 3 shows a modified layout of the resistor 20 subdivided into main resistor 21 and balancing resistors 22.
  • the first ceramic layer 11 and this covering the first insulating layer 12 can be seen, on which the resistor 20 is printed again in the form of resistance paths.
  • the insulating layer 13 and the second ceramic layer 14 are removed from the laminate to visualize the layout of the embedded resistor 20.
  • the main resistance 21 is again designed as a web meander 27 with a plurality of meander loops 271.
  • the Bahnffleander 27 is connected via the connecting lines 23 and 24 with the contact surfaces 25, 26, which are plated through the through-holes 17 in the first ceramic layer 11 to the electrical contacts 16 for connecting a voltage source.
  • the meander loops 271 are aligned transversely to the longitudinal edge 29 of the layer composite, so that the number of meander loops 271 can be selected to be quite large.
  • the balancing resistors 22 are here formed by selected meander loops 271 which are bridged by short-circuit bridges 28.
  • the shorting bridges 28 are arranged with respect to the longitudinal edge 29 of the layer composite so that they can be selectively separated by abrading the right in Fig. 3 longitudinal edge 29 of the composite layer.
  • a total of four shorting bridges 28 different transverse distances to the longitudinal edge 29, so that when grinding the longitudinal edge 29 first in Fig. 3 rearmost jumper 28 and then with increasing Abschleifiefe the other forward adjoining shorting bridges 28 are separated successively ,
  • Adjustment process is also determined here first by applying a voltage source to the electrical contacts 16 and measuring the current flowing through the Bruffleander 27 current, the resistance of the resistor 20, wherein the Bruffleander 27 was designed during manufacture so that its resistance value without the shorted meander loops 271 in in any case, less than the default resistance. From the measured resistance value, it is possible to determine the (mean) resistance value of each meander loop 271 and thus to determine the resistance value of the balancing resistors 22. Depending on the size of the difference between the default value and the measured value of the resistor 20 are accordingly many Shorted bridges 28 and thus the resistance of the resistor 20 changed until the default value is reached.
  • FIGS. 4 and 5 show a layer composite formed as described for an electrical heating device for a gas sensor for determining the concentration of a gas component in a gas mixture, for example for a planar lambda probe for measuring the oxygen concentration in the exhaust gas of an internal combustion engine.
  • a low-resistance resistor 20 is embedded as an electrical heating resistor between the two insulating layers 12 and 13, which are received between the first ceramic layer 11 and the second ceramic layer 14 and enclosed by the frame 18 of a solid electrolyte.
  • resistance paths resistance 20 is formed in the same manner as described above and is adjusted in the same manner after production of the composite layer.

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Abstract

The invention relates to a method for trimming the resistance of an electrical resistor embedded in a layered composite material to a specified value, the specified value being set by increasing the actual resistance in a post-manufacturing stage. In order to make the method technically beneficial, the resistor (20) in the layered composite is divided into a main resistor (21) with a resistance lower than the specified value, and a plurality of trimming resistors (22) serially connected to the main resistor (21) and each having its own defined resistance value. The trimming resistors (22) are bridged by shorting jumpers (29) that extend to near at least one edge (29, 30, 31) of the layered composite. To increase the resistance to the specified value, selected shorting jumpers (28) are separated by abrading the at least one edge (29, 30, 31) of the layered composite.

Description

VERFAHREN ZXM ABGLEICHEN DES WIDERSTANDSWERTES EINES ELEKTRISCHEN WIDERSTANDS DURCH ABSCHLEIFEN VON KURZSCHLUSSBRÜCKEN UND EIN MIT DIESEM VERFAHREN ABGLEICHBARER ELEKTRISCHER WIDERSTAND SOWIE DESSEN VERWENDUNG IN EINEM TEMPERATURFÜHLER ODER GASSENSORPROCEDURE ZXM COMPENSATES THE RESISTANCE VALUE OF AN ELECTRICAL RESISTANCE BY GRINDING BRIEF BRIDGES AND AN ELECTRICAL RESISTOR COMPATIBLE WITH THIS METHOD, AND USING THEM IN A TEMPERATURE PROBE OR GAS SENSOR
1010
Stand der TechnikState of the art
15 Die Erfindung geht aus von einem Verfahren zum Abgleichen des Widerstandswertes eines in einem Schichtverbund eingebetteten, elektrischen Widerstands auf einen Vorgabewert nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The invention is based on a method for matching the resistance value of an electrical resistance embedded in a layer composite to a standard value according to the preamble of claim 1.
Schichtverbunde mit eingebettetem Widerstand in Form von Widerstandsbahnen werden in 20 verschiedenen Applikationen eingesetzt, so in Temperaturfühlern z.B. zur Messung derEmbedded resistor sandwich composites are used in 20 different applications, such as in temperature sensors e.g. for measuring the
Abgastemperatur in Brennkraftmaschinen, wie sie aus der DE 37 33 192 Cl bekannt sind, oder in Heizeinrichtungen zur Erhöhung der Messgenauigkeit von Gassensoren, wie Lambdasonden zur Messung der Sauerstoffkonzentration im Abgas von Brennkraftmaschinen, wie sie z.B. aus der DE 198 38 466 Al bekannt sind. Bei solchen Temperaturfühlern ist es erforderlich, dass der 25 Widerstandswert der Widerstandbahn, die zwischen zwei elektrisch isolierenden Keramikfolien aus Aluminiumoxid im Schichtverbund eingebettet ist, in einem kleinen Toleranzbereich liegt, um in der Serie eine möglichst genaue Temperaturmessung sicherzustellen. Bei Heizeinrichtungen für Gassensoren, .B. Lambdasonden, erfordert eine ausreichende Messgenauigkeit eine Regelung der Heizeinrichtung, um die Betriebstemperatur des Gassensors 30 konstant zu halten. Auch hierfür ist es notwendig, dass der meist niederohmige Widerstandswert der Widerstandsbahn sich in einem engen Toleranzbereich bewegt, um eine Über- bzw. Untersteuerung der Heizeinrichtung zu vermeiden. Da fertigungsbedingt der geforderte enge Toleranzbereich nicht eingehalten werden kann, ist in beiden Fällen ein nachträglicher Abgleich des Widerstandswerts der Widerstandsbahn, also ein Trimmen des endgefertigten Schichtverbundes, durch geeignete Maßnahmen erforderlich.Exhaust temperature in internal combustion engines, as they are known from DE 37 33 192 Cl, or in heaters to increase the accuracy of gas sensors, such as lambda sensors for measuring the oxygen concentration in the exhaust gas of internal combustion engines, as they are known for example from DE 198 38 466 Al. In such temperature sensors, it is necessary that the resistance value of the resistor track, which is embedded between two electrically insulating ceramic films of aluminum oxide in the composite layer, in a small tolerance range in order to ensure the most accurate temperature measurement in the series. For heaters for gas sensors, .B. Lambda probes, sufficient measurement accuracy requires a control of the heater in order to keep the operating temperature of the gas sensor 30 constant. For this, too, it is necessary for the resistance value of the resistance path, which is usually low-resistance, to move within a narrow tolerance range, in order to avoid over- or under-control of the heating device. Since production-related the required narrow tolerance range can not be met, in both cases, a subsequent adjustment the resistance value of the resistance track, so a trimming of the finished layer composite required by appropriate measures.
Bei einem bekannten Verfahren zum Abgleichen des Widerstandswertes einer in einem kera- mischen Schichtverbund eingebetteten Widerstandsbahn auf seinen Vorgabewert (DE 198 51 966 Al) wird in den die Widerstandsbahn überziehenden Schichten eine Aussparung freigelassen, durch die hindurch eine Behandlung der Widerstandsbahn zum Abgleich des Widerstandwertes vorgenommen wird. Die Widerstandsbahn weist im Bereich der Aussparung Verzweigungen und/oder geschlossene Flächen auf, und der Abgleich wird dadurch erreicht, dass die Verzweigungen und/oder geschlossenen Flächen z.B. mittels eines Lasers abgeschmolzen werden, wodurch sich der Widerstandswert der Widerstandsbahn erhöht. Dies wird solange fortgesetzt, bis der gewünschte Vorgabewert erreicht ist. Der Widerstandswert wird über eine an die Widerstandsbahn angeschlossene Schaltungsanordnung fortlaufend gemessen. Nach Abgleich der Widerstandsbahn wird die Aussparung durch einen Füllstoff verschlossen, um die Widerstandsbahn vor mechanischen oder chemischen Einschlüssen zu schützen. Als Füllstoff wird vorzugsweise eine Glaskeramik verwendet, die nach dem Füllen durch thermische Einwirkung des Lasers verglast wird.In a known method for matching the resistance value of a resistor layer embedded in a ceramic layer composite to its default value (DE 198 51 966 A1), a recess is left in the layers covering the resistor layer, through which a treatment of the resistance path for adjusting the resistance value is performed becomes. The resistance path has branches and / or closed areas in the region of the recess, and the alignment is achieved by forming the branches and / or closed surfaces, e.g. be melted by a laser, which increases the resistance of the resistance path. This is continued until the desired default value is reached. The resistance value is continuously measured via a circuit arrangement connected to the resistance track. After adjustment of the resistance path, the recess is closed by a filler in order to protect the resistance path from mechanical or chemical inclusions. The filler used is preferably a glass ceramic, which is glazed after filling by thermal action of the laser.
Vorteile der ErfindungAdvantages of the invention
Das erfϊndungsgemäße Verfahren mit den Merkmal des Anspruchs 1 hat den Vorteil, dass der Abgleich des Widerstands im fertigen Schichtverbund ohne besondere Maßnahmen durchgeführt werden kann, die bei der Herstellung des Schichtverbundes eingeleitet werden müssten, wie das Vorsehen von Aussparungen in einzelnen Schichten des Schichtverbundes. Lediglich an das Layout des gefertigten Widerstands sind Anforderungen gestellt. Der Abgleich erfolgt durch einfaches mechanisches Schleifen des aus den Schichten zusammenlaminierten Körpers an dessen schmalen Längs- und/oder Querseiten, die im folgenden als Kanten des Schichtverbundes bezeichnet werden. Kantenschleifen ist bei der Herstellung von als Gassensoren oder Temperaturfühler eingesetzten Schichtverbunden ein Standardprozess. Durch den beim Schleifen stattfindenden Materialabtrag an den Kanten des Schichtverbundes wird dann je nach Ort und Schleiftiefe die eine oder andere ausgewählte Kurzschlussbrücke teilweise oder ganz abgeschliffen und damit aufgetrennt, so dass der von ihr zuvor überbrückte Abgleichwiderstand nunmehr in Reihe mit dem Hauptwiderstand liegt und den Widerstandswert des Hauptwiderstands um den definierten Widerstandswert des Abgleichwiderstands erhöht. Das Auftrennen von Kurzschlussbrücken erfolgt durch Schleifen an verschiedenen Kanten mit verschiedenen Schleiftiefen so lange, bis durch sukzessives Zuschalten von Abgleichwiderständen zu dem Hauptwiderstand der Vorgabewert des im Schichtverbundes einliegenden Widerstands erreicht ist. Eine Nachbearbeitung des Schichtverbunds, wie z.B. das vorstehend beschriebene Verschließen der Abgleichlöcher in den Schichten des Schichtverbundes, ist bei geeigneter Materialauswahl für die Abgleichwiderstände nicht erforderlich. Insgesamt ist das Verfahren gegenüber den bekannten Verfahren fertigungstechnisch sehr kostengünstig und lässt sich vorteilhaft in den automatischen Fertigungsprozess integrieren.The erfϊndungsgemäße method with the feature of claim 1 has the advantage that the adjustment of the resistance in the finished layer composite can be performed without special measures that would have to be initiated in the production of the layer composite, such as the provision of recesses in individual layers of the composite layer. Only the layout of the manufactured resistor demands are made. The adjustment takes place by simple mechanical grinding of the body laminated together from the layers at its narrow longitudinal and / or transverse sides, which are referred to below as edges of the layer composite. Edge grinding is a standard process when manufacturing gaskets or temperature sensors. By taking place during the grinding material removal at the edges of the composite layer then one or the other selected shorting bridge is partially or completely abraded depending on the location and grinding depth and thus separated, so that the previously bridged balancing resistor is now in series with the main resistance and the resistance of the main resistance is increased by the defined resistance value of the trimming resistor. The Separation of short-circuiting bridges is carried out by grinding at different edges with different grinding depths until the setpoint value of the resistance in the layered composite is reached by successive connection of balancing resistors to the main resistance. A post-processing of the composite layer, such as the above-described closing of the adjustment holes in the layers of the composite layer, is not required with a suitable material selection for the balancing resistors. Overall, the method is compared to the known methods manufacturing technology very inexpensive and can be advantageously integrated into the automatic manufacturing process.
Durch die in den weiteren Ansprüchen 2 bis 8 aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen des im Anspruch 1 angegebenen Verfahrens möglich.The measures listed in the further claims 2 to 8 advantageous refinements and improvements of the method specified in claim 1 are possible.
Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird am fertigen Schichtverbund der Widerstandswert des eingebetteten Widerstands gemessen und aus der Differenz zwischen dem Vorgabewert und dem Messwert die Anzahl und die Lage der aufzutrennenden Kurzschlussbrücken bestimmt. Die Messung des Widerstandswertes, die Berechnung der Widerstandsdifferenz und die Bestimmung der aufzutrennenden Kurzschlussbrücken kann dabei automatisch beim Greifen des Schichtverbundes durch den Arm eines Schleifroboters erfolgen.According to a preferred embodiment of the method according to the invention, the resistance value of the embedded resistor is measured on the finished layer composite and the number and the position of the short-circuit bridges to be separated are determined from the difference between the default value and the measured value. The measurement of the resistance value, the calculation of the resistance difference and the determination of the short-circuiting bridges to be separated can take place automatically when gripping the layered composite by the arm of a grinding robot.
Ein nach dem erfindungsgemäßen Verfahren behandelter Schichtverbund ist in Anspruch 9 angegeben. Vorteilhaften Weiterbildungen und Verbesserungen des im Anspruch 9 angegebenen Schichtverbundes beinhalten die weiteren Ansprüche 10 bis 15.A layer composite treated by the process according to the invention is specified in claim 9. Advantageous developments and improvements of the layer composite specified in claim 9 include the further claims 10 to 15.
Der erfindungsgemäße Schichtverbund kann sowohl in einem Temperaturfühler zur Messung der Temperatur eines Mediums, insbesondere der Abgastemperatur einer Brennkraftmaschine, als auch in einem Gassensor zur Messung der Konzentration einer Gaskomponente in einem Gasgemisch, wie z.B. der Sauerstoffkonzentration oder der Stickoxidkonzentration im Abgas einer Brennkraftmaschine, eingesetzt werden. Im ersten Fall wird der Widerstandwert des ein- gebetteten Widerstands mehr hochohmig, z.B. 100Ω, und im zweiten Fall mehr niederohmig ausgebildet. Als Widerstandsmaterial wird vorzugsweise Platin oder ein Platin-Cermet verwendet. - A -The layer composite according to the invention can be used both in a temperature sensor for measuring the temperature of a medium, in particular the exhaust gas temperature of an internal combustion engine, and in a gas sensor for measuring the concentration of a gas component in a gas mixture, such as the oxygen concentration or the nitrogen oxide concentration in the exhaust gas of an internal combustion engine , In the first case, the resistance value of the embedded resistor becomes more high-impedance, eg 100Ω, and in the second case more low-impedance. The resistor material used is preferably platinum or a platinum cermet. - A -
Zeichnungdrawing
Die Erfindung ist anhand von in der Zeichnung dargestellten Ausfuhrungsbeispielen in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen in schematischer Darstellung:The invention is explained in more detail in the following description with reference to exemplary embodiments illustrated in the drawing. In a schematic representation:
Fig. 1 eine Explosionsdarstellung eines Schichtverbundes mit eingebettetem elektrischen Widerstand,1 is an exploded view of a layer composite with embedded electrical resistance,
Fig. 2 eine Draufsicht des auf einer Schicht des Schichtverbundes aufgebrachten Widerstands,2 shows a plan view of the resistor applied to a layer of the laminar structure,
Fig. 3 eine perspektivische Draufsicht des Widerstands in einem modifizierten Layout,3 is a perspective top view of the resistor in a modified layout,
Fig. 4 ausschnittweise eine perspektivische Darstellung einer elektrischen Heizeinrichtung für einen Gassensor,4 is a fragmentary perspective view of an electric heater for a gas sensor,
Fig. 5 einen Schnitt längs der Linie V - V in Fig. 4.5 shows a section along the line V - V in Fig. 4th
Beschreibung der AusführungsbeispieleDescription of the embodiments
Der in Fig. 1 in Explosionsdarstellung schematisch skizzierte Schichtverbund bildet den messsensitiven Teil eines Temperaturmessfühlers, auch Widerstandsthermometer genannt, zur Messung der Temperatur eines Mediums, insbesondere der Abgastemperatur von Brennkraftmaschinen. Der Schichtverbund ist zusammengesetzt aus einer vorzugsweise als Folie ausgebildeten Keramikschicht 11 auf Festelektrolytbasis, beispielsweise aus yttriumstabilisiertem Zirkoniumoxid (ZrO2), einer ersten Isolationsschicht 12 aus elektrisch isolierendem Material, z.B. Aluminiumoxid Al2O3, einer zweiten Isolationsschicht 13 aus dem gleichen isolierenden Material und einer zweiten, vorzugsweise als Folie ausgebildeten Keramikschicht 14 auf Festelektrolytbasis. Auf die Oberseite der ersten Keramikschicht 11 ist die erste Isolationsschicht 12 sowie ein hermetisch abdichtender Rahmen 18 und auf die Rückseite der ersten Keramikschicht 11 im Bereich der später aufzudruckenden, elektrischen Kontakte 16 eine dritte Isolationsschicht 15 aufgedruckt. In der Keramikschicht 11 sind Durchkontaktierungslöcher 17 ausgestanzt. Auf die erste Isolationsschicht 12 ist ein elektrischer Widerstand 20 aufgebracht, der in einen Hauptwiderstand 21 und in einem Mehrzahl von Abgleichwiderständen 22 unterteilt ist. Hauptwiderstand 21 und Abgleichwiderstände 22 sind als Widerstandsbahnen auf die erste Isolationsschicht 12 aufgedruckt. Der Widerstand 20 ist über Leiterbahnen 23, 24 mit Kontaktflächen 25, 26 verbunden, die über die Durchkontaktierungslöcher 17 auf die elektrischen Kontakte 16 kontaktiert sind, die auf der Rückseite der ersten Keramikschicht 11 auf die dritte Isolierschicht 15 aufgedruckt sind. Auf die zweite Keramikschicht 14 ist die zweite Isolationsschicht 13 und ein hermetisch abdichtender Rahmen 19 aufgedruckt. Die beiden so behandelten Keramikschichten 11, 14 werden so aufeinandergelegt, dass die Rahmen 18 und 19 aufeinanderliegen, und werden dann zu dem Schichtverbund zusammenlaminiert.The layer composite schematically sketched in exploded view in FIG. 1 forms the measurement-sensitive part of a temperature sensor, also called a resistance thermometer, for measuring the temperature of a medium, in particular the exhaust gas temperature of internal combustion engines. The layer composite is composed of a preferably formed as a film ceramic layer 11 based on solid electrolyte, for example yttriumstabilisiertem zirconium oxide (ZrO 2 ), a first insulating layer 12 of electrically insulating material, such as alumina Al 2 O 3 , a second insulating layer 13 of the same insulating material and a second, preferably formed as a film ceramic layer 14 based on solid electrolyte. On the upper side of the first ceramic layer 11, the first insulating layer 12 and a hermetically sealing frame 18 and on the back of the first ceramic layer 11 in the region of electrical contacts 16 aufzudruckenden, a third insulating layer 15 is printed. Through holes 17 are punched out in the ceramic layer 11. On the first insulating layer 12 is an electrical Resistor 20 is applied, which is divided into a main resistance 21 and a plurality of balancing resistors 22. Main resistance 21 and balancing resistors 22 are printed as resistance tracks on the first insulating layer 12. The resistor 20 is connected via conductor tracks 23, 24 with contact surfaces 25, 26, which are contacted via the through-holes 17 to the electrical contacts 16, which are printed on the back of the first ceramic layer 11 on the third insulating layer 15. On the second ceramic layer 14, the second insulating layer 13 and a hermetically sealing frame 19 is printed. The two ceramic layers 11, 14 thus treated are superimposed so that the frames 18 and 19 lie on top of each other, and are then laminated together to form the layer composite.
Bei der beschriebenen Fertigung des Schichtverbunds ist die Geometrie des Hauptwiderstands 21, der hier als ein Bahnmäander 27 mit einer Vielzahl von Mäanderschleifen 172 ausgebildet ist, mit einem Widerstandwert hergestellt, der kleiner ist als der geforderte Widerstandswert des Widerstands 20 im Schichtverbund, während die einzelnen Abgleichwiderstände 22 jeweils mit einem definierten Widerstandswert hergestellt werden. Zum Ausgleich von Toleranzen bei der Herstellung des Hauptwiderstands 21 werden die Widerstandswerte vorteilhaft klein gehalten. In Fig. 2 ist ein beispielhaftes Layout des von den Widerstandsbahnen gebildeten Widerstands 20 vergrößert dargestellt, der z. B. einen Widerstandswert von 100Ω in engen Toleranzen besitzen soll. Fertigungsbedingt kann der Widerstandswert von 100Ω jedoch nur in den Grenzen 90Ω bis 110Ω garantiert werden, was den Anforderungen nicht genügt. Der von den Bahnmäander 27 gebildete Hauptwiderstand 21 ist daher beispielhaft mit einem Widerstandswert von 90Ω hergestellt, wobei bei der Herstellung wiederum nur eine Toleranz von ± 10% eingehalten werden kann. Von den Abgleichwiderständen 22 ist ein erster Abgleichwiderstand 221 als Widerstandsbahn mit einem Widerstandswert von beispielhaft 10Ω hergestellt. Vier weitere Abgleichwiderstände 222 sind beispielhaft als Widerstandsbahnen mit einem Widerstandswert von 2Ω gefertigt und ein dritter Abgleichwiderstand 223 ist beispielhaft als Widerstandsbahn mit einem Widerstandswert von 1Ω gefertigt., Die Fertigungsstreuung der gedruckten Abgleichwiderstände 22 liegt bei maximal 10%. Alle Abgleichwiderstände 22 sind miteinander in Reihe und in Reihe mit dem Hauptwiderstand 21 geschaltet. AlleIn the described fabrication of the layer composite, the geometry of the main resistance 21, which here is designed as a meander 27 having a plurality of meander loops 172, is produced with a resistance value which is smaller than the required resistance of the resistor 20 in the layer composite, while the individual balancing resistances 22 are each made with a defined resistance. To compensate for tolerances in the production of the main resistance 21, the resistance values are advantageously kept small. In Fig. 2 an exemplary layout of the resistance formed by the resistor tracks 20 is shown enlarged, the z. B. should have a resistance of 100Ω in close tolerances. For manufacturing reasons, however, the resistance of 100Ω can only be guaranteed within the limits of 90Ω to 110Ω, which does not meet the requirements. The main resistance 21 formed by the Bahnmäander 27 is therefore made by way of example with a resistance of 90Ω, in turn, only a tolerance of ± 10% can be maintained in the production. Of the balancing resistors 22, a first balancing resistor 221 is fabricated as a resistive track having a resistance of 10Ω by way of example. Four additional balancing resistors 222 are exemplified as resistive tracks having a resistance of 2Ω, and a third balancing resistor 223 is exemplified as a resistive track having a resistance of 1Ω. The manufacturing spread of the printed balancing resistors 22 is at most 10%. All balancing resistors 22 are connected to each other in series and in series with the main resistor 21. All
Abgleichwiderstände 22 sind mit Kurzschlussbrücken 28 überbrückt, die bis nahe den Kanten des Schichtverbunds geführt sind. So ist die den Abgleichwiderstand 221 überbrückende Kurzschlussbrücke 28 bis nahe an die linke Längskante 29 des Schichtverbunds, die den Abgleichwiderstand 223 überbrückende Kurzschlussbrücke 28 bis nahe an die rechte Längskante 30 des Schichtverbunds und die die vier Abgleichwiderstände 222 überbrückenden Kurzschlussbrücken 28 bis nahe an die Stirnkante 31 des Schichtverbundes geführt. Die die Abgleichwiderstände 222 überbrückenden Kurzschlussbrücken 28 sind längs der Stirnkante 31 mit unterschiedlichem Querabstand zu der Stirnkante 31 nebeneinander aufgereiht.Balancing resistors 22 are bridged with shorting bridges 28, which are guided to near the edges of the layer composite. Thus, the bridging bridge 28 bridging the balancing resistor 221 is close to the left longitudinal edge 29 of the laminar structure, which forms the Adjustment resistor 223 bridging shorting bridge 28 to close to the right longitudinal edge 30 of the composite and the four trimming resistors 222 bridging shorting bars 28 out to near the front edge 31 of the laminar. The balancing resistors 222 bridging shorting bars 28 are lined up along the front edge 31 with different transverse distance to the end edge 31 side by side.
In dem fertig laminierten und gesinterten Schichtverbund mit einliegendem Widerstand 20 wird in einem folgenden Verfahrensschritt der Widerstandswert 20 auf den Vorgabewert abgeglichen. Im vorgenannten Beispiel beträgt dieser Vorgabewert 100Ω, und bei der Aufbringung der Widerstandsbahnen auf die Isolationsschicht 12 ist entsprechend dieserIn the finished laminated and sintered composite layer with resistor 20, the resistance value 20 is adjusted to the default value in a subsequent method step. In the aforementioned example, this default value is 100Ω, and in the application of the resistor tracks to the insulating layer 12 is according to this
Vorgabe - wie bereits vorstehend ausgeführt - der Hauptwiderstand 21 mit 90Ω ± 10% gefertigt. Durch entsprechende Ausführung der Widerstandsbahnen der Abgleichwiderstände 22 haben diese die im voraufgeführten Beispiel angegebenen Widerstandswerte von 10Ω, 2Ω und 1Ω. Zum Abgleiche des Widerstands 20 wird dessen Widerstandswert zunächst gemessen und aus der Differenz des Vorgabewerts von 100Ω und des Messwerts, beispielsweise 95Ω, die Anzahl und Lage der hinzuzuschaltenden Abgleichwiderstände 22 und damit die aufzutrennenden Kurzschlussbrücken 28 bestimmt. Um den gemessenen Widerstand von 95Ω auf den Vorgabewert von 100Ω abzugleichen, werden zwei Abgleichwiderstände 222 mit je 2Ω und ein Abgleichwiderstand 223 mit 1Ω benötigt. Entsprechend sind deren Kurzschlussbrücken 28 aufzutrennen, was einerseits durch Abschleifen der Stirnkante 31 des Schichtverbundes und andererseits durch Abschleifen der rechten Längskante 30 des Schichtverbundes herbeigeführt wird. Die Abschleiftiefe der Stirnkante 31 muss dabei so gewählt werden, dass die beiden in Fig. 2 linken Kurzschlussbrücken 28 zerstört werden. Die Abschleiftiefe der rechten Längskante 30 muss geringfügig größer sein als der Querabstand der den Abgleichwiderstand 222 überbrückenden Kurzschlussbrücke 28 von der Längskante 30. Im automatischenDefault - as already stated above - made the main resistance 21 with 90Ω ± 10%. By correspondingly designing the resistor tracks of the balancing resistors 22, these have the resistance values of 10Ω, 2Ω and 1Ω indicated in the example given above. To adjust the resistance 20, its resistance value is first measured and the difference between the default value of 100Ω and the measured value, for example 95Ω, determines the number and position of the balancing resistors 22 to be added and thus the short-circuit bridges 28 to be split. To match the measured resistance of 95Ω to the default value of 100Ω, two equalization resistors 222 of 2Ω each and a balancing resistor 223 of 1Ω are required. Accordingly, their shorting bars 28 are to be separated, which is brought about on the one hand by grinding the front edge 31 of the layer composite and on the other hand by grinding the right longitudinal edge 30 of the laminate. The abrading depth of the end edge 31 must be chosen so that the two in Fig. 2 left shorting bridges 28 are destroyed. The abrading depth of the right longitudinal edge 30 must be slightly greater than the transverse distance of the shorting bridge 28 bridging the adjustment resistor 222 from the longitudinal edge 30
Fertigungsprozess kann das Vermessen des Widerstandes 20, die Berechnung der Differenz der Widerstandswerte und die Festlegung der Anzahl der aufzutrennenden Kurzschlussbrücken 28 automatisch beim Greifen des Schichtverbundes durch den Arm eines Schleifroboters erfolgen. Durch das Auftrennen der Kurzschlussbrücken 28 werden die vorstehend genannten Abgleichwiderstände 222, 223 in Reihe mit dem Hauptwiderstand 21 geschaltet und damit ein Widerstandswert des Widerstands 20 von 100Ω in einer Toleranzgrenze erreicht, die nur von den kleinen Toleranzen der Abgleichwiderstände 222 und 223 abhängig ist und im Beispiel ± 0,5Ω beträgt. Alternativ werden nicht alle erforderlichen Kurzschlussbrücken 28 durch Festlegen der Schleiftiefe aufgetrennt, sondern durch kontinuierliches Schleifen wird eine Kurzschlussbrücke 28 nach der anderen aufgetrennt. Während des Schleifvorgangs wird der Widerstandswert des Widerstands 20 gemessen und der Schleifvorgang dann abgebrochen, wenn der Vorgabewert erreicht ist.Manufacturing process, the measurement of the resistance 20, the calculation of the difference in the resistance values and the determination of the number of short-circuiting bridges 28 to be separated automatically when gripping the composite layer by the arm of a grinding robot. By the separation of the short-circuiting bridges 28, the abovementioned balancing resistors 222, 223 are connected in series with the main resistance 21 and thus a resistance value of the resistor 20 of 100Ω in a tolerance limit is reached, which depends only on the small tolerances of the balancing resistors 222 and 223 and in Example ± 0.5Ω. Alternatively, not all required shorting bars 28 will go through Setting the grinding depth separated, but by continuous grinding a shorting bridge 28 is separated after the other. During the grinding process, the resistance value of the resistor 20 is measured and the grinding process is stopped when the default value is reached.
In Fig. 3 ist ein modifiziertes Layout des in Hauptwiderstand 21 und Abgleichwiderstände 22 unterteilten Widerstands 20 dargestellt. In perspektivischer Darstellung ist vom Schichtverbund die erste Keramikschicht 11 und die diese überziehende erste Isolationsschicht 12 zu sehen, auf der der Widerstand 20 wieder in Form von Widerstandsbahnen aufgedruckt ist. Die Isolationsschicht 13 und die zweite Keramikschicht 14 sind vom Schichtverbund entfernt, um das Layout des eingebetteten Widerstands 20 sichtbar zu machen. Der Hauptwiderstand 21 ist wieder als Bahnmäander 27 mit einer Vielzahl von Mäanderschleifen 271 ausgeführt. Der Bahnmäander 27 ist über die Anschlussleitungen 23 und 24 mit den Kontaktflächen 25, 26 verbunden, die durch die Durchkontaktierungslöcher 17 in der ersten Keramikschicht 11 auf die elektrischen Kontakte 16 zum Anschließen einer Spannungsquelle durchkontaktiert sind. Die Mäanderschleifen 271 sind quer zur Längskante 29 des Schichtverbundes ausgerichtet, so dass die Anzahl der Mäanderschleifen 271 recht groß gewählt werden kann. Die Abgleichwiderstände 22 sind hier von ausgewählten Mäanderschleifen 271 gebildet, die durch Kurzschlussbrücken 28 überbrückt sind. Die Kurzschlussbrücken 28 sind dabei bezogen auf die Längskante 29 des Schichtverbunds so angeordnet, dass sie durch Abschleifen der in Fig. 3 rechten Längskante 29 des Schichtverbundes selektiv auftrennbar sind. Hierzu weisen die in Fig. 3 insgesamt vier Kurzschlussbrücken 28 unterschiedliche Querabstände zur Längskante 29 auf, so dass beim Abschleifen der Längskante 29 zunächst die in Fig. 3 hinterste Kurzschlussbrücke 28 und dann mit zunehmender Abschleiftiefe die weiteren nach vorn sich anschließenden Kurzschlussbrücken 28 nacheinander aufgetrennt werden. BeimFIG. 3 shows a modified layout of the resistor 20 subdivided into main resistor 21 and balancing resistors 22. In a perspective view of the composite layer, the first ceramic layer 11 and this covering the first insulating layer 12 can be seen, on which the resistor 20 is printed again in the form of resistance paths. The insulating layer 13 and the second ceramic layer 14 are removed from the laminate to visualize the layout of the embedded resistor 20. The main resistance 21 is again designed as a web meander 27 with a plurality of meander loops 271. The Bahnmäander 27 is connected via the connecting lines 23 and 24 with the contact surfaces 25, 26, which are plated through the through-holes 17 in the first ceramic layer 11 to the electrical contacts 16 for connecting a voltage source. The meander loops 271 are aligned transversely to the longitudinal edge 29 of the layer composite, so that the number of meander loops 271 can be selected to be quite large. The balancing resistors 22 are here formed by selected meander loops 271 which are bridged by short-circuit bridges 28. The shorting bridges 28 are arranged with respect to the longitudinal edge 29 of the layer composite so that they can be selectively separated by abrading the right in Fig. 3 longitudinal edge 29 of the composite layer. For this purpose, in Fig. 3 a total of four shorting bridges 28 different transverse distances to the longitudinal edge 29, so that when grinding the longitudinal edge 29 first in Fig. 3 rearmost jumper 28 and then with increasing Abschleifiefe the other forward adjoining shorting bridges 28 are separated successively , At the
Abgleichvorgang wird auch hier zunächst durch Anlegen einer Spannungsquelle an die elektrischen Kontakte 16 und Messen des durch den Bahnmäander 27 fließenden Stroms der Widerstandswert des Widerstands 20 bestimmt, wobei der Bahnmäander 27 bei der Fertigung so ausgelegt wurde, dass sein Widerstandswert ohne die kurzgeschlossenen Mäanderschleifen 271 in jedem Fall kleiner als der Vorgabewiderstand ist. Aus dem gemessenen Widerstandswert kann auf den (mittleren) Widerstandswert jeder Mäanderschleife 271 geschlossen und damit der Widerstandswert der Abgleichwiderstände 22 bestimmt werden. Je nach Größe der Differenz zwischen Vorgabewert und Messwert des Widerstandes 20 werden entsprechend viele Kurzschlussbrücken 28 aufgetrennt und damit der Widerstandwert des Widerstandes 20 solange verändert, bis der Vorgabewert erreicht ist.Adjustment process is also determined here first by applying a voltage source to the electrical contacts 16 and measuring the current flowing through the Bahnmäander 27 current, the resistance of the resistor 20, wherein the Bahnmäander 27 was designed during manufacture so that its resistance value without the shorted meander loops 271 in in any case, less than the default resistance. From the measured resistance value, it is possible to determine the (mean) resistance value of each meander loop 271 and thus to determine the resistance value of the balancing resistors 22. Depending on the size of the difference between the default value and the measured value of the resistor 20 are accordingly many Shorted bridges 28 and thus the resistance of the resistor 20 changed until the default value is reached.
In Fig. 4 und 5 ist ein wie beschrieben ausgebildeter Schichtverbund für eine elektrische Heiz- einrichtung für einen Gassensor zur Bestimmung der Konzentration einer Gaskomponente in einem Gasgemisch, beispielsweise für eine planare Lambdasonde zur Messung der Sauerstoffkonzentration im Abgas einer Brennkraftmaschine, dargestellt. In diesem Schichtverbund ist ein niederohmiger Widerstand 20 als elektrischer Heizwiderstand zwischen den beiden Isolationsschichten 12 und 13 eingebettet, die zwischen der ersten Keramikschicht 11 und der zweiten Keramikschicht 14 aufgenommen und von dem Rahmen 18 aus einem Festelektrolyten umschlossen sind. Der wiederum durch Widerstandsbahnen realisierte Widerstand 20 ist in gleicher Weise wie vorstehend beschrieben ausgebildet und wird in gleicher Weise nach Fertigung des Schichtverbundes abgeglichen. FIGS. 4 and 5 show a layer composite formed as described for an electrical heating device for a gas sensor for determining the concentration of a gas component in a gas mixture, for example for a planar lambda probe for measuring the oxygen concentration in the exhaust gas of an internal combustion engine. In this layer composite, a low-resistance resistor 20 is embedded as an electrical heating resistor between the two insulating layers 12 and 13, which are received between the first ceramic layer 11 and the second ceramic layer 14 and enclosed by the frame 18 of a solid electrolyte. The in turn realized by resistance paths resistance 20 is formed in the same manner as described above and is adjusted in the same manner after production of the composite layer.

Claims

Patentansprüche claims
1. Verfahren zum Abgleichen des Widerstandswertes eines in einem Schichtverbund eingebetteten, elektrischen Widerstands (20) auf einen Vorgabewert, bei dem der Vorgabewert durch nachträgliches Vergrößern des gefertigten Istwiderstandswertes eingestellt wird, dadurch gekennzeichnet, dass im Schichtverbund der Widerstand (20) aufgeteilt auf einen1. A method for matching the resistance value of an embedded in a composite layer, electrical resistance (20) to a default value in which the default value is adjusted by subsequently increasing the manufactured actual resistance value, characterized in that in the layer composite of the resistor (20) divided into a
Hauptwiderstand (21) mit einem bezogen auf den Vorgabewert kleineren Widerstandswert und auf eine Mehrzahl von mit dem Hauptwiderstand (21) in Reihe geschalteten Abgleichwiderständen (22) mit jeweils definierten Widerstandswerten hergestellt wird und die Abgleichwiderstände (22) mit Kurzschlussbrücken (28) überbrückt werden, die bis nahe mindestens einer der Kanten (29, 30, 31) des Schichtverbunds geführt werden, und dass zurMain resistance (21) is produced with a smaller value of resistance relative to the specified value and to a plurality of balancing resistors (22) connected in series with the main resistance (21), each having defined resistance values, and the balancing resistors (22) being bridged with short-circuiting bridges (28). which are led to near at least one of the edges (29, 30, 31) of the layer composite, and that to
Vergrößerung des Widerstandswertes ausgewählte Kurzschlussbrücken (28) durch Abschleifen der mindestens einen Kante (29, 30, 31) aufgetrennt werden.Magnification of the resistance value selected shorting bridges (28) by grinding the at least one edge (29, 30, 31) are separated.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Widerstandswert des Widerstands (20) im fertigen Schichtverbund gemessen und aus der Differenz zwischen2. The method according to claim 1, characterized in that the resistance value of the resistor (20) measured in the finished composite layer and from the difference between
Vorgabewert und Messwert Anzahl und Lage der aufzutrennenden Kurzschlussbrücken (28) bestimmt wird.Default value and measured value Number and position of the short-circuiting bridges (28) to be separated.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Anordnung mindes- tens eines Teils der Kurzschlussbrücken (28) so vorgenommen wird, dass die3. The method according to claim 1 or 2, characterized in that the arrangement of at least a portion of the short-circuiting bridges (28) is made so that the
Kurzschlussbrücken (28) längs der mindestens einen Kante (29, 30, 31) mit unterschiedlichem Querabstand zu dieser hintereinander aufgereiht sind. Shorting bridges (28) along the at least one edge (29, 30, 31) are lined up with different transverse distance to this behind one another.
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass anhand der Anzahl der aufzutrennenden Kurzschlussbrücken (28) das Abschleifmaß der mindestens einen Kante (31) festgelegt wird.4. The method according to claim 3, characterized in that based on the number of aufzutrennenden shorting bars (28) the Abschleifmaß the at least one edge (31) is set.
5. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass während des Abschleifens der Widerstandswert des Widerstands (20) fortlaufend gemessen und der Abschleifvorgang abgebrochen wird, wenn der Messwert mit dem Vorgabewert übereinstimmt.5. The method according to claim 3, characterized in that during the abrasion, the resistance value of the resistor (20) continuously measured and the Abschleifvorgang is aborted when the measured value coincides with the default value.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass Hauptwider- stand (21) und Abgleichwiderstände (22) als Widerstandsbahnen auf eine Isolationsschicht (12) aufgebracht, vorzugsweise aufgedruckt, werden, wobei der Hauptwiderstand (21) als Bahnmäander (27) mit einer Vielzahl von Mäanderschleifen (271) und die Abgleichwiderstände (22) als sich daran fortsetzende Bahnabschnitte ausgebildet werden.6. The method according to any one of claims 1 to 5, characterized in that the main resistance (21) and balancing resistors (22) as resistance tracks on an insulating layer (12) applied, preferably printed, wherein the main resistance (21) as Bahnmäander ( 27) having a plurality of meander loops (271) and the balancing resistors (22) are formed as web sections continuing thereon.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass Hauptwiderstand (21) und Abgleichwiderstand (22) als Widerstandbahnen auf eine Isolierschicht (12) aufgebracht, vorzugsweise aufgedruckt, werden, wobei der Hauptwiderstand (21) als Bahnmäander (27) mit Mäanderschleifen (271) ausgebildet und ein Teil der Mäanderschleifen (271) als Abgleichwiderstände (22) genutzt und mit den Kurzschlussbrücken (28) überbrückt wird.7. The method according to any one of claims 1 to 5, characterized in that the main resistance (21) and balancing resistor (22) applied as resistance tracks on an insulating layer (12), preferably printed, are, wherein the main resistance (21) as Bahnmäander (27) formed with meander loops (271) and a part of the meander loops (271) used as balancing resistors (22) and bridged with the short-circuiting bridges (28).
8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Mäanderschleifen (271) im Schichtverbund quer zu dessen größten Abmessung ausgerichtet werden und die Kurzschlussbrücken (28) bis nahe einer Längskante des Schichtverbundes mit unterschiedlichen Querabständen zu dieser ausgerichtet werden.8. The method according to claim 7, characterized in that the meander loops (271) are aligned in the layer composite transversely to its largest dimension and the shorting bars (28) are aligned to near a longitudinal edge of the laminate with different transverse distances to this.
9. Schichtverbund mit einem zwischen Schichten (11 bis 14) eingebetteten, elektrischen Widerstand (20), der einen geforderte Widerstandswert aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass der Widerstand (20) in einen Hauptwiderstand (21) mit einem gegenüber dem geforderten Widerstandswert kleineren Widerstandswert und in eine Mehrzahl von mit dem9. layer composite with an embedded between layers (11 to 14), electrical resistance (20) having a required resistance, characterized in that the resistor (20) in a main resistance (21) with respect to the required resistance value smaller resistance value and in a plurality of with the
Hauptwiderstand (21) in Reihe geschalteten Abgleichwiderständen (22) mit definierten Widerstandswerten unterteilt ist und dass die Abgleichwiderstände (22) mit Kurzschlussbrücken (28) überbrückt sind, die bezogen auf mindestens eine Kante (29, 30, 31) des Schichtverbundes so angeordnet sind, dass sie durch Abschleifen der mindestens einen Kante (29, 30, 31) selektiv auftrennbar sind.Main resistor (21) in series balancing resistors (22) is divided with defined resistance values and that the balancing resistors (22) with shorting bridges (28) are bridged, based on at least one edge (29, 30, 31) of the laminar are arranged so that they can be selectively separated by grinding the at least one edge (29, 30, 31).
10. Schichtverbund nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens einige Kurz- schlussbrücken (28) längs der mindestens einen Kante (31) mit unterschiedlichen10. Laminate according to claim 9, characterized in that at least some short-circuit bridges (28) along the at least one edge (31) with different
Querabständen zu dieser hintereinander aufgereiht sind.Transverse distances to this are lined up in a row.
11. Schichtverbund nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass Hauptwiderstand (21) und Abgleichwiderstände (22) sowie die Kurschlussbrücken (28) zwischen zwei elektrisch isolierenden Isolationsschichten (12, 13) des Schichtverbundes einhegen.11. Laminate according to claim 9 or 10, characterized in that the main resistance (21) and balancing resistors (22) and the Kurschlussbrücken (28) between two electrically insulating insulating layers (12, 13) of the laminar contain.
12. Schichtverbund nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine Isolationsschicht (12) auf einer Trägerschicht (11) aufliegt und vorzugsweise, dass die Trägerschicht (11) aus yttriumstabilisiertem Zirkoniumoxid (ZrO2) und die Isolationsschichten aus Aluminiumoxid (Al2O3) besteht.12. Laminate according to claim 11, characterized in that at least one insulating layer (12) rests on a carrier layer (11) and preferably that the carrier layer (11) of yttrium-stabilized zirconium oxide (ZrO 2 ) and the insulating layers of aluminum oxide (Al 2 O 3 ) consists.
13. Schichtverbund nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Hauptwiderstand (21) von einem Bahnmäander (27) mit einer Vielzahl von Mäanderschleifen (271) und die Abgleichwiderstände (22) von vom Bahnmäander (27) sich fortsetzenden, hintereinandergereihten Bahnabschnitten gebildet sind.13. Laminate according to claim 11 or 12, characterized in that the main resistance (21) of a Bahnmäander (27) formed with a plurality of meander loops (271) and the balancing resistances (22) of Bahnmäander (27) continuing, lined-up track sections are.
14. Schichtverbund nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Hauptwiderstand (21) von einem Bahnmäander (27) mit einer Vielzahl von Mäanderschleifen (271) gebildet ist und die Abgleichwiderstände (22) von ausgewählten Mäanderschleifen (271) gebildet sind.14. Laminate according to claim 11 or 12, characterized in that the main resistance (21) of a Bahnmäander (27) with a plurality of meander loops (271) is formed and the balancing resistors (22) of selected meander loops (271) are formed.
15. Schichtverbund nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass der Bahnmäander (27) im Schichtverbund so ausgerichtet ist, dass seine Mäanderschleifen (271) quer zur größten Abmessung des Schichtverbunds ausgerichtet sind, und dass die die ausgewählte Mäanderschleifen überbrückenden Kurzschlussbrücken (28) längs mindestens einer Längskante (29) des Schichtverbunds mit unterschiedlichen Querabständen zu dieser hintereinander angeordnet sind. 15. Laminate according to claim 14, characterized in that the Bahnmäander (27) is aligned in the composite layer so that its meander loops (271) are aligned transversely to the largest dimension of the composite layer, and that the selected meander loops bridges bridging bridges (28) along at least a longitudinal edge (29) of the layer composite with different transverse distances to this are arranged one behind the other.
16. Schichtverbund nach einem der Ansprüche 9 bis 15, gekennzeichnet durch seine Verwendung in einem Temperaturfühler zur Messung der Temperatur eines Mediums, insbesondere der Temperatur des Abgases von Brennkraftmaschinen.16. Layer composite according to one of claims 9 to 15, characterized by its use in a temperature sensor for measuring the temperature of a medium, in particular the temperature of the exhaust gas of internal combustion engines.
17. Schichtverbund nach einem der Ansprüche 9 bis 15, gekennzeichnet durch seine Verwendung in einem Gassensor zur Bestimmung der Konzentration einer Gaskomponente in einem Gasgemisch, insbesondere der Sauerstoff konzentration im Abgas einer Brennkraftmaschine, in dem der Widerstand (20) als elektrischer Widerstandsheizer eingesetzt ist. 17. Laminate according to one of claims 9 to 15, characterized by its use in a gas sensor for determining the concentration of a gas component in a gas mixture, in particular the oxygen concentration in the exhaust gas of an internal combustion engine, in which the resistor (20) is used as an electrical resistance heater.
PCT/EP2006/050353 2005-02-21 2006-01-23 Method for trimming the resistance of an electrical resistor by abrading shorting jumpers, and an electrical resistor that can be abraded by this method and the use thereof in a temperature sensor or gas sensor WO2006087253A1 (en)

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