WO2020052860A1 - Verfahren zum test der integrität einer gedruckten leiterbahn - Google Patents

Verfahren zum test der integrität einer gedruckten leiterbahn Download PDF

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WO2020052860A1
WO2020052860A1 PCT/EP2019/070821 EP2019070821W WO2020052860A1 WO 2020052860 A1 WO2020052860 A1 WO 2020052860A1 EP 2019070821 W EP2019070821 W EP 2019070821W WO 2020052860 A1 WO2020052860 A1 WO 2020052860A1
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conductor track
resistance
electrical voltage
integer
warm
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PCT/EP2019/070821
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Enno Baars
Michael Scholl
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Robert Bosch Gmbh
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    • G01R31/28—Testing of electronic circuits, e.g. by signal tracer
    • G01R31/2801—Testing of printed circuits, backplanes, motherboards, hybrid circuits or carriers for multichip packages [MCP]
    • G01R31/281—Specific types of tests or tests for a specific type of fault, e.g. thermal mapping, shorts testing
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    • G01R31/282—Testing of electronic circuits specially adapted for particular applications not provided for elsewhere
    • G01R31/2829—Testing of circuits in sensor or actuator systems

Definitions

  • Ceramic sensor elements with printed ones are already from the prior art, for example from DE 10 2015 226 352 A1 or from WO 2018/114094 A1
  • the present invention is based on the desire to check the integrity of a printed conductor track of a ceramic sensor element.
  • the inventors have recognized that methods which only apply a low electrical voltage between two points, for example at the ends, of the conductor track and measure a quantity which represents the electrical resistance of the conductor track, that is to say the cold resistance of the conductor track, and the integrity of the conductor track evaluate on the basis of this cold resistance, in some cases also evaluate those conductor tracks that have local bottlenecks that arise, for example, from contamination during pressing. This is critical since such conductor tracks are more likely to fail during operation, for example due to overheating in the area of the constriction and / or by other aging mechanisms in the area of the constriction, for example oxidation, abrasion, evaporation, or the formation of an electrical interruption.
  • the test method be improved by applying a high electrical voltage between the two points of the conductor track for a short time after measuring the cold resistance and then subsequently determining the warm resistance as a variable representing the electrical resistance of the conductor track Apply a low electrical voltage between the two points of the conductor track.
  • a particularly strong heating is produced in the conductor path when there is a narrow point.
  • the electrical resistance in this area rises sharply and the electrical resistance of the conductor track also increases more than it does for a conductor track that has no constriction.
  • the method provides for determining an expected value for the warm resistance from the measured cold resistance and the heating of the conductor path that is to be expected for a short time by applying the high electrical voltage for a barely still integral conductor path.
  • the method further provides for evaluating the integrity of the conductor track on the basis of a comparison of the warm resistance with the expected value of the warm resistor, in such a way that the conductor track is evaluated as an integer if the warm resistor does not represent a greater electrical resistance than the expected value for the warm resistor and / or the conductor track is assessed as not being integral if the warm resistance represents a greater electrical resistance than that
  • a variable can of course be determined instead of the expected value of the warm resistance, which differs from this additively and / or multiplicatively by a constant value or by the cold resistance or by the warm resistance or by some other calculation from the Expected value of the warm resistance emerges, because this variable then in turn represents the same electrical resistance as the expected value of the warm resistance.
  • the procedural step of evaluating the conductor track with the size derived from the expected value of the thermal resistance leads to the same result.
  • electrical resistances are considered to be variables that result from dividing a voltage by a current, that is, for example, have the unit ohms.
  • quantities which represent an electrical resistance are also understood to mean quantities which, at least in the present context, have an electrical resistance clearly related.
  • the quantity representing the electrical resistance can be the electrical resistance, or the quantity representing the electrical resistance in the context of given voltage, the quantity representing the electrical resistance can be a current or an inverse current.
  • the quantity representing electrical resistance may be a voltage in the context of a given current
  • a conductor track is understood to mean any electrically conductive structure, the longitudinal extent of which is in particular greater than a perpendicular (local) width and / or a perpendicular (local) depth of the conductor track.
  • a metallic printed conductor track of a ceramic sensor element can, for example, have platinum and / or another noble metal and / or be applied to a green ceramic by means of screen printing and subsequently sintered together. It can be, for example, a heater structure and / or a
  • Act particle sensor or other exhaust gas sensor is
  • Applying a low electrical voltage between two points of the conductor track means in particular that two points of the conductor track are brought into electrical contact with an electrical supply unit (voltage source, current source or other), so that the specified one is between them
  • the low electrical voltage can be, for example, 0.5V or 6V or an intermediate value.
  • the two points on the conductor track can be points on the ends of the conductor track opposite one another along the conductor track, for example points on contact areas which are arranged on the opposite ends of the conductor track.
  • the same is understood in particular by the application of a high electrical voltage between the two points of the conductor track.
  • the high voltage can be, for example, 12V or more, for example 48V.
  • the short time can be, for example, a maximum of 100 ms or less, for example only a maximum of 5 ms.
  • the high voltage can be a multiple of the low voltage be, i.e. be at least twice as large.
  • the trace can be based on a physical model of the trace and based on a simulation that takes into account the cold resistance and the amount of energy that was deposited in the trace for a short time during the application of the high electrical voltage between the two points of the trace. Alternatively, it can also be based on a stored function and / or table that assigns an expected value of the warm resistance to the cold resistance. Again, alternatively or in addition, the determination of an expected value for the heat resistance from which
  • Conductor also based on data obtained empirically by means of at least one boundary pattern which has a just still integral conductor.
  • Expected value for the warm resistance is made by comparing the measured quantities and the interpretation according to the electrical ones they represent
  • the procedure can be that the conductor track is rated as integral only under the additional condition that the cold resistance lies in a predetermined interval and / or that the conductor track is also rated as not integer if the cold resistance is not in a predetermined interval.
  • traces can be identified as not integer, the full
  • the method is carried out for a large number of ceramic sensor elements, for example with a cycle time of a few seconds or less.
  • the sensor elements can be provided with a conductor track rated as integral by the
  • Sensor elements with a conductor track not rated as an integer are spatially separated.
  • the sensor elements with a conductor track rated as an integer can subsequently be installed in a housing and / or the sensor elements with a conductor track not rated as an integer can subsequently be scrapped or recycled or reworked.
  • Figure 1 shows a schematic representation of a device for
  • FIG. 1 shows measured electrical voltages and currents through the
  • Figure 1 shows a schematic representation of an apparatus for performing the method according to the invention.
  • a ceramic sensor element 10 has a platinum-containing, metallic conductor track 20, which extends in a loop and in meanders on a surface or in the interior of the ceramic sensor element 10.
  • Conductor 20 or a first contact surface 23 of the conductor 20 is with a electrical pulse generator 110 connected.
  • An opposite second end 22 of the conductor track 20 or an opposite second contact surface 24 of the conductor track 20 is connected to a ground potential 130 via a reference resistor 120.
  • a measurement signal 140 is tapped between the second end 22 of the conductor track 20 and the reference resistor 120.
  • the electrical current I flowing through the conductor track 20 and the voltage U present between the ends 21, 22 of the electrical conductor track 20, and consequently the electrical resistance R of the electrical conductor track 20, are accessible.
  • the latter is dependent on the temperature T of the conductor track 20; in the event of inhomogeneities in the temperature T along the conductor track 20, it is dependent on the temperature distribution along the entire conductor track 20.
  • FIG. 2 shows the quantities accessible by means of the tap 140 during the implementation of the method, that is to say the electrical current I flowing through the conductor track 20 and the voltage U present between the ends 21, 22 of the electrical conductor track 20 and the electrical resistance calculated therefrom R of the electrical conductor track 20.
  • a first measurement begins on a first sensor element 20.
  • a voltage U of 2 volts is applied to the ends 20, 21 of the conductor track 20 of the sensor element 10 until time t1. Heating of the conductor track 20 can be neglected, so that a constant current of 0.5 A in the example can be measured between tO and tl.
  • the current I or the electrical resistance R is the cold resistance of the conductor track 20.
  • a voltage U of 2 volts is applied to the ends 20, 21 of the conductor track 20 of the sensor element 10 until time t5.
  • a current I of only 0.25 A results, which represents an electrical resistance R of 8 ohms.
  • the current I or the electrical resistance R is the
  • the warm resistance is 8 ohms and thus greater than the expected value of the warm resistance, which is 7 ohms.
  • the conductor track 20 is therefore assessed as not being integral; the first sensor element 10 is, for example, sent for recycling.
  • Another measurement begins at another sensor element 20 at time t6.
  • a voltage U of 2 volts is applied to ends 20, 21 of conductor track 20 of sensor element 10 up to time t7. Heating of the conductor track 20 can be neglected, so that a constant current of 0.5 A in the example can be measured between tO and tl.
  • a voltage U of 2 volts is applied to the ends 20, 21 of the conductor track 20 of the sensor element 10 until time t11.
  • a current I of only 0.3 A results in a resistance R (warm resistance) of 6.6 ohms
  • a sensor element 10 with a borderline conductor track 20 which has a cold resistance of 4 ohms, has a hot resistance of 7 ohms, corresponding to a current strength of 0.28 A, after the electrical application of the present manner.
  • the warm resistance is 6.6 ohms and thus less than the expected value of the warm resistance.
  • the track is rated as integral, the other
  • Sensor element 20 can be installed in a housing of an exhaust gas sensor.

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Test der Integrität einer gedruckten Leiterbahn (20) eines keramischen Sensorelements (10), beispielsweise einer metallischen, gedruckten Leiterbahn (20) eines keramischen Sensorelements (10) einer Abgassonde. Durch den Test sind beispielsweise Sensorelemente identifizierbar, die eine Leiterbahnen (20) mit einer aufgrund eines Fertigungsfehlers entstandenen Verengung aufweisen.

Description

Beschreibung
Titel
Verfahren zum Test der Integrität einer gedruckten Leiterbahn
Stand der Technik
Aus dem Stand der Technik, beispielsweise aus der DE 10 2015 226 352 Al oder aus der WO 2018/114094 Al, sind bereits keramische Sensorelemente mit gedruckten
Leiterbahnen bekannt.
Vorteile der Erfindung
Der vorliegenden Erfindung liegt der Wunsch zugrunde, die Integrität einer gedruckten Leiterbahn eines keramischen Sensorelements zu überprüfen.
Die Erfinder haben erkannt, dass Verfahren, die lediglich eine niedrige elektrische Spannung zwischen zwei Punkten, zum Beispiel an den Enden, der Leiterbahn anlegen und eine den elektrischen Widerstand der Leiterbahn repräsentierende Größe, also den Kaltwiderstand der Leiterbahn messen, und die Integrität der Leiterbahn lediglich auf Basis dieses Kaltwiderstandes bewerten, teilweise auch solche Leiterbahnen als integer bewerten, die lokale Engstellen aufweisen, die beispielsweise durch Verunreinigungen während des Drückens entstehen. Dies ist kritisch, da derartige Leiterbahnen im Betrieb mit erhöhter Wahrscheinlichkeit versagen können, beispielsweise durch Überhitzung im Bereich der Engstelle und/oder durch andere Alterungsmechanismen im Bereich der Engstelle, beispielsweise Oxidation, Abrasion, Abdampfen, bis hin zur Ausbildung einer elektrischen Unterbrechung.
Es wird daher vorgeschlagen, dass Testverfahren zu verbessern, indem nach der Messung des Kaltwiderstands für eine kurze Zeit eine hohe elektrische Spannung zwischen den zwei Punkten der Leiterbahn angelegt wird und dann nachfolgend der Warmwiderstand bestimmt wird, als eine den elektrischen Widerstand der Leiterbahn repräsentierenden Größe bei Anlegen einer niedrigen elektrischen Spannung zwischen den zwei Punkten der Leiterbahn. Durch Anlegen der hohen Spannung wird bei Vorhandensein einer Engstelle in der Leiterbahn an dieser einer besonders starke Erwärmung erzeugt. In der Folge steigt der elektrische Widerstand in diesem Bereich stark an und auch der elektrische Widerstand der Leiterbahn steigt stärker an, als er es bei einer Leiterbahn tut, die keine Engstelle aufweist.
Das Verfahren sieht vor, einen Erwartungswert für den Warmwiderstand zu bestimmen aus dem gemessenen Kaltwiderstand und der für eine gerade noch integre Leiterbahn durch das Anlegen der hohen elektrischen Spannung für die kurze Zeit zu erwartenden Erwärmung der Leiterbahn.
Das Verfahren sieht weiterhin vor, die Integrität der Leiterbahn auf Basis eines Vergleichs des Warmwiderstands mit dem Erwartungswert des Warmwiderstands zu bewerten, dergestalt, dass die Leiterbahn als integer bewertet wird, wenn der Warmwiderstand einen nicht größeren elektrischen Widerstand repräsentiert als der Erwartungs wert für den Warmwiderstand und/oder die Leiterbahn als nicht integer bewertet wird, wenn der Warmwiderstand einen größeren elektrischen Widerstand repräsentiert als der
Erwartungswert für den Warmwiderstand.
Hierzu in äquivalenter Weise von der Erfindung umfasst, kann selbstredend statt dem Erwartungswert des Warmwiderstands eine Größe bestimmt werden, die sich von dieser additiv und/oder multiplikativ um einen konstanten Wert oder um den Kaltwiderstand oder um den Warmwiderstand unterscheidet oder durch eine sonstige Verrechnung aus dem Erwartungswert des Warmwiderstands hervorgeht, denn diese Größe repräsentiert dann ihrerseits dennoch den gleichen elektrischen Widerstand wie der Erwartungswert des Warmwiderstands. Der insofern vorgesehene Verfahrensschritt der Bewertung der Leiterbahn mit der aus dem Erwartungs wert des Warmwiderstands abgeleiteten Größe (statt mit dem Erwartungs wert des Warmwiderstands) führt insofern zum selben Ergebnis.
Im Rahmen der Anmeldung werden unter elektrischen Widerständen Größen betrachtet, die sich durch Division einer Spannung mit einem Strom ergeben, also beispielsweise die Einheit Ohm haben.
Im Rahmen der Anmeldung werden unter Größen, die einen elektrischen Widerstand repräsentieren, beispielsweise der Warmwiderstand und der Kaltwiderstand, auch Größen verstanden, die zumindest im vorliegenden Kontext mit einem elektrischen Widerstand eineindeutig Zusammenhängen. Beispielsweise kann es sich bei der den elektrischen Widerstand repräsentierenden Größe um den elektrischen Widerstand handeln oder es kann sich bei der den elektrischen Widerstand repräsentierenden Größe im Kontext gegebener Spannung bei der den elektrischen Widerstand repräsentierenden Größe um einen Strom oder um einen inversen Strom handeln. In einem anderen Beispiel kann es sich im Kontext eines gegebenen Stroms bei der den elektrischen Widerstand repräsentierenden Größe um eine Spannung handeln
Unter einer Leiterbahn wird vorliegend eine beliebige elektrisch leitfähige Struktur verstanden, deren Längserstreckung insbesondere größer als eine dazu senkrechte (lokale) Breite und/oder eine dazu senkrechte (lokale) Tiefe der Leiterbahn ist.
Eine metallische gedruckte Leiterbahn eines keramischen Sensorelements kann beispielsweise Platin und/oder ein anderes Edelmetall aufweisen und/oder mittels Siebdruck auf einer grünen Keramik aufgebracht und nachfolgend gemeinsam gesintert sein. Es kann sich beispielsweise um eine Heizerstruktur und/oder eine
Temperaturmessstruktur und/oder eine Interdigitalelektrode eines resistiven
Partikelsensors oder eines sonstigen Abgassensors handeln.
Unter Anlegen einer niedrigen elektrischen Spannung zwischen zwei Punkten der Leiterbahn wird insbesondere verstanden, dass zwei Punkte der Leiterbahn mit einer elektrischen Versorgungseinheit (Spannungsquelle, Stromquelle oder sonstiges) in elektrischen Kontakt gebracht werden, sodass zwischen ihnen die angegebene
Potentialdifferenz entsteht. Die niedrige elektrische Spannung kann beispielsweise 0,5V oder 6V oder einen dazwischenliegenden Wert betragen. Die beiden Punkte der Leiterbahn können Punkte an den sich längs der Leiterbahn gegenüberliegenden Enden der Leiterbahn sein, beispielsweise Punkte auf Kontaktflächen, die an den sich gegenüberliegenden Enden der Leiterbahn angeordnet sind.
Entsprechendes versteht sich insbesondere unter dem Anlegen einer hohen elektrischen Spannung zwischen den zwei Punkten der Leiterbahn. Die hohe Spannung kann beispielsweise 12V oder mehr betragen, beispielsweise 48V. Die kurze Zeit kann beispielsweise maximal 100ms oder weniger betragen, beispielsweise lediglich maximal 5ms.
Die hohe elektrische Spannung kann ein Vielfaches der niedrigen elektrischen Spannung sein, also mindestens doppelt so groß sein.
Die Bestimmung eines Erwartungswerts für den Warmwiderstand, aus dem
Kaltwiderstand und der für eine gerade noch integre Leiterbahn durch das Anlegen der hohen elektrischen Spannung für die kurze Zeit zu erwartenden Erwärmung der
Leiterbahn kann auf einem physikalischen Modell der Leiterbahn basieren und auf einer Simulation basieren, die den Kaltwiderstand und die Energiemenge berücksichtigt, die während des Anlegens der hohen elektrischen Spannung zwischen den zwei Punkten der Leiterbahn für eine kurze Zeit in der Leiterbahn deponiert wurde. Alternativ kann sie auch auf einer hinterlegten Funktion und/oder Tabelle basieren, die dem Kaltwiderstand einen Erwartungswert des Warmwiderstands zuordnet. Nochmals alternativ oder zusätzlich kann die Bestimmung eines Erwartungs werts für den Warmwiderstand, aus dem
Kaltwiderstand und der für eine gerade noch integre Leiterbahn durch das Anlegen der hohen elektrischen Spannung für die kurze Zeit zu erwartenden Erwärmung der
Leiterbahn auch auf empirisch mittels mindestens eines Grenzmusters, das eine gerade noch integre Leiterbahn aufweist, gewonnen Daten basieren.
Die Bewertung der Leiterbahn als integer, wenn der Warmwiderstand einen nicht größeren elektrischen Widerstand repräsentiert als der Erwartungs wert für den
Warmwiderstand und/oder die Bewertung der Leiterbahn als nicht integer, wenn der Warmwiderstand einen größeren elektrischen Widerstand repräsentiert als der
Erwartungswert für den Warmwiderstand, erfolgt durch einen Vergleich der gemessenen Größen und der Interpretation gemäß der durch sie repräsentierten elektrischen
Widerstände: Ist der gemessene Widerstand größer als der erwartete, dann ist die Leiterbahn nicht integer.
Optional kann Vorgehen sein, dass die Leiterbahn nur unter der zusätzlichen Bedingung als integer bewertet wird, dass der Kaltwiderstand in einem vorgegebenen Intervall liegt und/oder dass die Leiterbahn auch dann als nicht integer bewertet wird, wenn der Kaltwiderstand nicht in einem vorgegebenen Intervall liegt. Hierdurch können
beispielsweise Leiterbahnen als nicht integer identifiziert werden, die vollständige
Unterbrechungen zwischen den beiden Punkten aufweisen. Diese Leiterbahnen sind nicht integer, wenngleich im Sinne der Erfindung der Kaltwiderstand und der Warmwiderstand möglicherweise den gleichen (sehr großen) Wert aufweisen bzw. der Erwartungswert für den Warmwiderstand möglicherweise mit dem Warmwiderstand übereinstimmt. Das Ergebnis der Bewertung kann in unterschiedlicher Art und Weise verwendet werden. Beispielsweise bei der Durchführung des Verfahrens in einem Kraftfahrzeug kann im Falle eines als nicht integer bewerteten Sensorelements eine Fehlermeldung generiert und/oder in einer elektronischen Datei eingetragen werden oder ein elektronisches Bit in einem Datenspeicher entsprechend manipuliert werden. Zusätzlich oder alternativ kann der Fahrer des Fahrzeugs mittels eines„Malfunction Indicator Lights“ auf den Fehler aufmerksam gemacht werden. Andere Verwendungen sind natürlich auch denkbar.
Insbesondere im Kontext einer industriellen Fertigung kann vorgesehen sein, dass das Verfahren für eine Vielzahl von keramischen Sensorelementen durchgeführt wird, beispielsweise mit einer Taktzeit von wenigen Sekunden oder darunter. In Weiterbildung können die Sensorelemente mit einer als integer bewerteten Leiterbahn von den
Sensorelementen mit einer nicht als integer bewerteten Leiterbahn räumlich getrennt werden. Beispielsweise können die Sensorelemente mit einer als integer bewerteten Leiterbahn nachfolgend in einem Gehäuse verbaut werden und/oder die Sensorelemente mit einer nicht als integer bewerteten Leiterbahn können nachfolgend verschrottet bzw. recycelt oder nachgearbeitet werden.
Zeichnung
Figur 1 zeigt eine schematische Darstellung einer Vorrichtung zur
Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens;
Figuren 2 zeigt gemessene elektrische Spannungen und Ströme durch die
Leiterbahn während der Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens sowie den daraus errechneten ohmsche Widerstand.
Beschreibung der Ausführungsbeispiele
Figur 1 zeigt eine schematische Darstellung einer Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens.
Ein keramisches Sensorelement 10 weist im Beispiel eine platinhaltige, metallische Leiterbahn 20 auf, die sich schlaufenförmig und in Mäandern auf einer Oberfläche oder im Inneren des keramischen Sensorelements 10 erstreckt. Ein erstes Ende 21 der
Leiterbahn 20 bzw. eine erste Kontaktfläche 23 der Leiterbahn 20 ist mit einem elektrischen Pulsgenerator 110 verbunden. Ein gegenüberliegendes zweites Ende 22 der Leiterbahn 20, bzw. eine gegenüberliegende zweite Kontaktfläche 24 der Leiterbahn 20 ist über einen Referenzwiderstand 120 mit einem Massepotenzial 130 verbunden.
Zwischen dem zweiten Ende 22 der Leiterbahn 20 und dem Referenzwiderstand 120 erfolgt der Abgriff 140 eines Messsignals. Auf diese Weise sind der durch die Leiterbahn 20 fließende elektrische Strom I und die zwischen den Enden 21, 22 der elektrischen Leiterbahn 20 anliegende Spannung U, mithin der elektrische Widerstand R der elektrischen Leiterbahn 20 zugänglich. Letzterer ist von der Temperatur T der Leiterbahn 20 abhängig, im Fall von Inhomogenitäten der Temperatur T längs der Leiterbahn 20 ist er von der Temperaturverteilung längs der gesamten Leiterbahn 20 abhängig.
In der Figur 2 sind die während der Durchführung des Verfahren mittels des Abgriffs 140 zugänglichen Größen dargestellt, also der durch die Leiterbahn 20 fließende elektrische Strom I und die zwischen den Enden 21, 22 der elektrischen Leiterbahn 20 anliegende Spannung U und der daraus errechnete elektrische Widerstand R der elektrischen Leiterbahn 20.
Zum Zeitpunkt tO beginnt eine erste Messung an einem ersten Sensorelement 20. Dazu wird an den Enden 20, 21 der Leiterbahn 20 des Sensorelements 10 bis zum Zeitpunkt tl eine Spannung U von 2 Volt angelegt. Eine Erwärmung der Leiterbahn 20 kann dabei vernachlässigt werden, sodass zwischen tO und tl ein konstanter Strom von im Beispiel 0,5 A gemessen werden kann. Ein dadurch repräsentierter Widerstand R von 4 Ohm liegt im Rahmen eines als gut zu bewertenden Intervalls. Bei dem Strom I bzw. bei dem elek trischen Widerstand R handelt es sich insofern um den Kaltwiderstand der Leiterbahn 20.
Zum Zeitpunkt t2 wird an den Enden 20, 21 der Leiterbahn 20 des Sensorelements 10 bis zum Zeitpunkt t3, also 2ms lang, eine Spannung U von 48 Volt angelegt. Es resultiert ein großer Stromfluss, der die Leiterbahn erhitzt.
Zum Zeitpunkt t4 wird an den Enden 20, 21 der Leiterbahn 20 des Sensorelements 10 bis zum Zeitpunkt t5 eine Spannung U von 2 Volt angelegt. In diesem Fall resultiert ein Strom I von nur 0,25 A der einen elektrischen Widerstand R von 8 Ohm repräsentiert. Bei dem Strom I bzw. bei dem elektrischen Widerstand R handelt es sich insofern um den
Warmwiderstand der Leiterbahn 20.
Aus empirischen Voruntersuchungen ist bekannt und hinterlegt oder es ist das Ergebnis einer Berechnung, dass ein Sensorelement 10 mit einer grenzwertigen Leiterbahn 20, also einer Leiterbahn 20, die eine gerade noch zu tolerierende Verengung aufweist, die einen Kaltwiderstand von 4 Ohm hat, nach der elektrischen Beaufschlagung der vorliegenden Art und Weise einen Warmwiderstand von 7 Ohm hat. Dies
beziehungsweise die zugehörige Stromstärke von 0,28 A ist im Beispiel der
Erwartungswert des Warmwiderstandes.
Der Warmwiderstand ist im Beispiel 8 Ohm und damit größer als der Erwartungswert des Warmwiderstands, der 7 Ohm beträgt. Die Leiterbahn 20 wird daher als nicht integer bewertet, das erste Sensorelement 10 wird beispielsweise einem Recycling zugeführt.
Zum Zeitpunkt t6 beginnt eine andere Messung an einem anderen Sensorelement 20. Dazu wird an den Enden 20, 21 der Leiterbahn 20 des Sensorelements 10 bis zum Zeitpunkt t7 eine Spannung U von 2 Volt angelegt. Eine Erwärmung der Leiterbahn 20 kann dabei vernachlässigt werden, sodass zwischen tO und tl ein konstanter Strom von im Beispiel 0,5 A gemessen werden kann. Ein dadurch repräsentierter Widerstand R (Kaltwiderstand) von 4 Ohm liegt im Rahmen eines als gut zu bewertenden Intervalls.
Zum Zeitpunkt t8 wird an den Enden 20, 21 der Leiterbahn 20 des Sensorelements 10 bis zum Zeitpunkt t9, also 2ms lang, eine Spannung U von 48 Volt angelegt. Es resultiert ein großer Stromfluss, der die Leiterbahn 20 des Sensorelements 10 erhitzt.
Zum Zeitpunkt tlO wird an den Enden 20, 21 der Leiterbahn 20 des Sensorelements 10 bis zum Zeitpunkt tll eine Spannung U von 2 Volt angelegt. In diesem Fall resultiert ein Strom I von nur 0,3 A der einen Widerstand R (Warmwiderstand) von 6,6 Ohm
repräsentiert.
Wie oben bereits erläutert, hat ein Sensorelement 10 mit einer grenzwertigen Leiterbahn 20, die einen Kaltwiderstand von 4 Ohm hat, nach der elektrischen Beaufschlagung der vorliegenden Art und Weise einen Warmwiderstand von 7 Ohm, entsprechend einer Stromstärke von 0,28 A.
Der Warmwiderstand ist im Beispiel 6,6 Ohm und damit kleiner als der Erwartungswert des Warmwiderstands. Die Leiterbahn wird als integer bewertet, das andere
Sensorelement 20 kann in einem Gehäuse eines Abgassensors verbaut werden.

Claims

Ansprüche
1. Verfahren zum Test der Integrität einer gedruckten Leiterbahn (20) eines keramischen Sensorelements (10), beispielsweise einer metallischen, gedruckten Leiterbahn (20) eines keramischen Sensorelements (10) einer Abgassonde, wobei folgende Schritte ausgeführt werden
- Anlegen einer niedrigen elektrischen Spannung (U) zwischen zwei Punkten (20, 21) der Leiterbahn (20) und darauf basierend Messung einer den elektrischen Widerstand (R) der Leiterbahn (20) repräsentierenden Größe (R, I, U): Kaltwiderstand;
- Nachfolgend Anlegen einer hohen elektrischen Spannung (U) zwischen den zwei Punkten (21, 22) der Leiterbahn (20) für eine kurze Zeit;
- Nachfolgend Anlegen einer niedrigen elektrischen Spannung (U) zwischen den zwei Punkten (21, 22) der Leiterbahn (20) und darauf basierend Messung der den elektrischen Widerstand (R) der Leiterbahn repräsentierenden Größe (R, I, U):
Warmwiderstand;
- Bestimmung eines Erwartungswerts für den Warmwiderstand, aus dem
Kaltwiderstand und der für eine gerade noch integre Leiterbahn (20) durch das Anlegen der hohen elektrischen Spannung (U) für die kurze Zeit zu erwartenden Erwärmung der Leiterbahn (20);
- Bewertung der Leiterbahn (20) als integer, wenn der Warmwiderstand einen nicht größeren elektrischen Widerstand (R) repräsentiert als der Erwartungs wert für den Warmwiderstand und/oder Bewertung der Leiterbahn (20) als nicht integer, wenn der Warmwiderstand einen größeren elektrischen Widerstand (R) repräsentiert als der Erwartungswert für den Warmwiderstand.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Leiterbahn (20) nur unter der zusätzlichen Bedingung als integer bewertet wird, dass der Kaltwiderstand in einem vorgegebenen Intervall liegt und/oder dass die Leiterbahn (20) auch dann als nicht integer bewertet wird, wenn der Kaltwiderstand nicht in einem vorgegebenen Intervall liegt.
3. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass im Falle einer als nicht integer bewerteten Leiterbahn (20) eine Fehlermeldung generiert wird.
4. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren für eine Vielzahl von keramischen Sensorelementen (10) durchgeführt wird und dass die Sensorelemente (10) mit einer als integer bewerteten Leiterbahn (20) von den Sensorelementen (10) mit einer nicht als integer bewerteten Leiterbahn (20) räumlich getrennt werden.
5. Verfahren nach dem vorangehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensorelemente (10) mit einer als integer bewerteten Leiterbahn (20) nachfolgend in einem Gehäuse verbaut werden und/oder dass die Sensorelemente (10) mit einer nicht als integer bewerteten Leiterbahn (20) nachfolgend verschrottet oder recycelt oder nachgearbeitet werden.
6. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Leiterbahn (20) insgesamt die Form einer Schlaufe hat und ausgehend von einer in einem ersten Endbereich des Sensorelements angeordneten ersten Kontaktfläche (23) zu einem dem ersten Endbereich gegenüberliegenden zweiten Endbereich des Sensorelements (10) und nachfolgend zu einer im ersten Endbereich angeordneten zweiten Kontaktfläche (24) verläuft und von den beiden Punkten (21, 22) der
Leiterbahn (20) einer auf der ersten Kontaktfläche (23) liegt und der andere auf der zweiten Kontaktfläche (24) liegt.
7. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Leiterbahn (20) eine Heizerstruktur und/oder eine Temperaturmessstruktur eines Abgassensors und/oder eine Interdigitalelektrode eines resistiven Partikelsensors ist.
8. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die niedrige elektrische Spannung (U) niedriger ist als die hohe elektrische Spannung (U).
9. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Vielfaches der niedrigen elektrische Spannung (U) nicht größer ist als die hohe elektrische Spannung (U).
10. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die niedrige elektrische Spannung (U) 0,5V bis 6 V beträgt.
11. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die hohe elektrische Spannung (U) mindestens 12 V beträgt.
12. Verfahren nach dem vorangehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die die hohe elektrische Spannung (U) mindestens 48 V beträgt.
13. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die kurze Zeit nicht größer als 100 ms ist.
14. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die kurze Zeit nicht größer als 5 ms ist.
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