Die vorliegende Erfindung betrifft ein Sensorelement mit einem Messelement und einem das Messelement zumindest teilweise um ^¬ gebenden, als Kunststoffmoldgehäuse ausgebildeten Funktions ^¬ gehäuse .

Es ist bekannt, Sensorelemente mit einem Funktionsgehäuse aus Metall zu versehen. Derartige Metallgehäuse finden insbesondere dann Verwendung, wenn Messelemente mit einer hohen Wärmeentwicklung vorhanden sind.

Ferner sind Sensorelemente bekannt, bei denen das Messelement in einem Funktionsgehäuse untergebracht ist, das als Kunststoff- moldgehäuse ausgebildet ist. Hierbei ist das Messelement in ein Kunststoffgehäuse eingeformt. Die entsprechenden Bauteile sind hierbei beispielsweise direkt mit der Kunststoffmasse umspritzt. Solche Funktionsgehäuse aus Kunststoff zeichnen sich durch eine hohe Medienbeständigkeit, eine relativ gute Temperaturbestän ^¬ digkeit und eine geringe Wärmeausdehnung aus. Sie sind jedoch nicht in der Lage, Messelemente mit hoher Wärmeentwicklung (T > 250 °C) aufzunehmen.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Sensorelement der eingangs beschriebenen Art zur Verfügung zu stellen, das für ein Messelement mit hoher Wärmeentwicklung besonders geeignet ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß bei einem Sensorelement der angegebenen Art dadurch gelöst, dass das Messelement als Hotplate ausgebildet ist, die mithilfe von schmalen Armen weitgehend thermisch entkoppelt an einem Trägersubstrat gelagert ist, das zum Messelement führende und in Kontakt /Bondstellen auf dem Trägersubstrat endende Kontaktierungen trägt, und dass das Trägersubstrat mit den Kontakt /Bondstellen unter Freihaltung der Hotplate in das eine Anschlussbeschaltung für die Kontakt /Bond ^¬ stellen enthaltende KunstStoffmoldgehäuse zumindest teilweise integriert ist.

Bei einer „Hotplate" handelt es sich beispielsweise um ein aus einer geeigneten Keramik bestehendes Plättchen, das mithilfe von zwei oder mehr schmalen Armen an einem die Hotplate umgebenden Trägersubstrat gelagert ist. Eine solche Hotplate sorgt für eine thermische Entkopplung des Messelementes, insbesondere heißen Messelementes, von den entsprechenden Kontakt /Bondstellen auf dem Trägersubstrat, die mit einer Anschlussbeschaltung kontaktiert sind. Ein Beispiel einer derartigen Hotplate ist in der DE 102 47 857 AI beschrieben.

Die Erfindung sieht nunmehr eine Kombination einer derartigen an sich bekannten Hotplate mit einem als KunstStoffmoldgehäuse ausgebildeten Funktionsgehäuse für das Sensorelement vor. Dabei ist das Trägersubstrat mit den Kontakt /Bondstellen unter Freihaltung der Hotplate in das KunstStoffmoldgehäuse integ ^¬ riert, und zwar zumindest teilweise. Die Kontakt /Bondstellen sowie die zugehörige Anschlussbeschaltung werden dabei vom KunstStoffmoldgehäuse aufgenommen. Das Trägersubstrat mit den Kontakt /Bondstellen sowie die entsprechende Anschlussbeschal- tung sind daher in die KunstStoffmasse des Moldgehäuses ein ^¬ geformt. Die Hotplate ist dabei nicht mit eingeformt, so dass weiterhin die thermische Entkopplung des Messelementes (der Hotplate) gegenüber dem Trägersubstrat bzw. den entsprechenden Kontakt /Bondstellen sichergestellt ist.

Die erfindungsgemäße Lösung macht daher die Integration eines heißen Elementes in ein Kunststofffunktionsgehäuse möglich. Das erfindungsgemäß ausgebildete Sensorelement besitzt eine hohe Medienbeständigkeit und eine besonders gute Temperaturbe- ständigkeit. Dies wird durch das Funktionsgehäuse aus Kunststoff sowie die insbesondere aus Keramik bestehende Hotplate mit entsprechendem Trägersubstrat sichergestellt. Durch die geringe Wärmeausdehnung des Kunststoffmateriales des Funktionsgehäuses ist eine direkte Umspritzung von elektronischen Bauteilen möglich. Die thermische Wärmeleitfähigkeit des Kunststoffes lässt sich einstellen. Weitere Vorteile sind ggf. Downsets von Bauteilen (z. B. Chip, Sensorelement), Integration zusätzlicher technischer Optionen (z. B. O-Ringdichtung) , Umsetzung in Standardgehäuse .

Bei dem erfindungsgemäß ausgebildeten Sensorelement weist das Messelement, d. h. die Hotplate, zusätzlich zu einer Messfläche vorzugsweise eine Heizeinrichtung zur aktiven Beheizung der Messfläche auf. Diese Heizeinrichtung kann beispielsweise auf der der Messfläche gegenüberliegenden Fläche der Hotplate angeordnet sein. Mit der vorgesehenen Heizeinrichtung wird ein „heißes" Messelement zur Verfügung gestellt, das durch die vorgesehene thermische Entkopplung mit dem als Kunststoffmold- gehäuse ausgebildeten Funktionsgehäuse kombiniert werden kann.

Bei einer speziellen Ausführungsform der Erfindung steht das Trägersubstrat mit der Hotplate aus dem KunstStoffmoldgehäuse vor. Hierbei geht es vorzugsweise um ein sogenanntes Langsub ^¬ strat, das nur zum Teil vom Funktionsgehäuse aufgenommen wird. Der vom Funktionsgehäuse vorstehende Teil des Trägersubstrates trägt dabei die Hotplate, die über entsprechende schmale Arme in einer Ausnehmung des Trägersubstrates an diesem gelagert ist.

Bei einer anderen Ausführungsform der Erfindung ist das Trägersubstrat vollständig in das KunstStoffmoldgehäuse integ ^¬ riert. Bei dieser Ausführungsform besitzt das Kunststoff- moldgehäuse eine Aussparung, in der die Hotplate angeordnet ist, so dass auch in diesem Fall das Prinzip der thermischen Entkopplung der Hotplate vom umgebenden Trägersubstrat und vom Funktionsgehäuse, in das das Trägersubstrat integriert ist, gewährleistet ist. Das Kunststoffmoldgehäuse weist daher bei dieser Ausführungsform insbesondere ein Fenster auf, das die Aussparung des Trägersubstrates und die in der Aussparung angeordnete Hotplate überdeckt. In Weiterbildung der Erfindung ist das KunstStoffmoldgehäuse mit mindestens einem Funktionsteil, insbesondere zur Gehäusebe ^¬ festigung, versehen. Das KunstStoffmoldgehäuse kann selbst entsprechende Funktionsaufgaben übernehmen oder zusätzlich mit einem oder mehreren Funktionsteilen ausgestattet sein, die für solche Funktionsaufgaben vorgesehen sind. Solche Funktionen sind beispielsweise ein mechanischer Schutz, Medienschutz, eine Strömungsführung. Entsprechende Funktionsteile können zur Gehäusebefestigung (Einschraubbefestigung) dienen, für eine entsprechende Steckergeometrie sorgen etc.

Bei noch einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die zugehörige Auswerteeinrichtung des Sensorelementes in das KunstStoffmoldgehäuse integriert.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen in Verbindung mit der Zeichnung im Einzelnen erläutert. Es zeigen :

Figur 1 eine schematische Draufsicht auf eine erste Ausfüh ^¬ rungsform eines Sensorelementes; und

Figur 2 eine schematische Draufsicht auf eine zweite Ausfüh- rungsform eines Sensorelementes.

Bei dem in Figur 1 dargestellten Sensorelement ist ein mit einer Hotplate 4 versehenes Trägersubstrat 1 teilweise in ein als Kunststoffmoldgehäuse 2 ausgebildetes Funktionsgehäuse für das Sensorelement integriert. Das Trägersubstrat 1 ragt daher aus dem Funktionsgehäuse 2 heraus. Es weist eine rechteckige Aussparung 3 auf, in der das eigentliche Messelement, nämlich die Hotplate 4, über vier schmale Arme 9 am Trägersubstrat 1 gelagert ist. Entsprechende Kontaktierungen 5 für eine Messfläche, die sich auf der Oberseite der Hotplate 4 befindet, erstrecken sich über zwei Arme zu Kontaktstellen 6, die auf dem Trägersubstrat 1 angeordnet sind. Zwei weitere Kontaktierungen, die sich über die anderen beiden Arme 9 erstrecken, führen zu einer auf der Unterseite der Hotplate 4 vorgesehenen Heizeinrichtung.

Das KunstStoffmoldgehäuse 2 deckt einen Teil der Kontaktierungen 5 sowie die Kontaktstellen 6 auf dem Trägersubstrat 1 ab. Es weist ferner eine entsprechende Beschaltung auf, von der Leiterbahnen 7 gezeigt sind, die an die Kontaktstellen 6 angeschlossen sind. Das KunstStoffmoldgehäuse 2 ist direkt an das Trägersubstrat 1 angeformt und umschließt dieses in abgedichteter Weise. Es trägt ferner ein entsprechendes Funktionsteil 8, das beispielsweise als Einschraubhilfe ausgebildet sein kann.

Bei der in Figur 2 dargestellten Ausführungsform eines Sensorelementes ist das Trägersubstrat 1 der Hotplate 4 vollständig in das als Funktionsgehäuse dienende KunstStoffmoldgehäuse 2 integriert. Auch bei dieser Ausführungsform weist das Trägergehäuse 1 eine etwa rechteckige Aussparung 3 auf, innerhalb der eine Hotplate 4 an entsprechenden Trägerarmen 9, die zum Trägersubstrat führen, gelagert ist. Auf den Armen 9 befinden sich Kontaktierungen 5, welche zu entsprechenden Kontakt /Bondstellen 6 führen. Von den Kontakt /Bondstellen 6 aus erstrecken sich Leiterbahnen 7, die Teil einer entsprechenden Beschaltung bilden . Auch bei dieser Ausführungsform besitzt das Kunststoffmold ^¬ gehäuse 2 ein als Einschraubhilfe ausgebildetes Funktionsteil 8, das bei dieser Ausführungsform einen O-Ring 10 trägt.

Während bei der Ausführungsform der Figur 1 ein sogenanntes Langsubstrat als Trägersubstrat dient, kommt bei der Ausfüh ^¬ rungsform der Figur 2 ein etwa quadratisches TrägerSubstrat 1 zur Anwendung. Bei der Ausführungsform der Figur 2 ist im Kunststoffmoldgehäuse 2 ein geeignetes Fenster für die Aussparung 3 vorgesehen, in der sich die Hotplate 4 befindet.