Beschreibung

Die vorliegende Erfindung befaßt sich mit einem Sensor zum Erfassen einer Temperatur und/oder einer Strömung und einem Verfahren zum Herstellen desselben.

Aus dem Stand der Technik sind bereits Sensoren zum Erfassen einer Temperatur und/oder einer Strömung bekannt, die einen Träger und eine strukturierte Widerstandsschicht auf dem Träger aufweisen.

Bei diesen bekannten Sensoren umfaßt die Widerstandsschicht z. B. eine reine Platinschicht, auf der weitere Schichten angeordnet sind.

Bei diesen bekannten Sensoren ist die Einstellung eines vor¬ bestimmten Temperaturkoeffizienten aufgrund der oben be¬ schriebenen Struktur nur sehr ungenau möglich. Dies führt zu instabilen Temperaturkoeffizient-Werten, so daß die erfaßten Meßwerte aufgrund dieser Instabilität nicht zuverlässig sind.

Ausgehend von diesem Stand der Technik liegt der vorliegen¬ den Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen Sensor zu schaf¬ fen, der eine genaue Einstellung des Temperaturkoeffizienten ermöglicht.

Diese Aufgabe wird durch einen Sensor zum Erfassen einer Temperatur und/oder einer Strömung nach Anspruch 1 und ein Verfahren zu dessen Herstellung nach Anspruch 4 gelöst.

Die vorliegende Erfindung schafft einen Sensor, der einen Träger und eine strukturierte Widerstandsschicht, die auf dem Träger angeordnet ist, umfaßt, wobei die Widerstands¬ schicht eine Platin-Rodiumschicht ist, die aus einer ge¬ temperten Platinresinat/Rodiumresinat-Mischung besteht.

Die Erfindung schafft ferner ein Verfahren zum Herstellen eines Sensor zum Erfassen einer Temperatur und/oder einer Strömung mit einem Träger und einer strukturierten Wider¬ standsschicht, die auf dem Träger angeordnet ist, mit fol¬ genden Verfahrensschritten:

- Bereitstellen einer Mischung aus einer Platinresinat- paste und einer Rodiumresinatpaste;

- Drucken der Mischresinatpaste mittels eines Siebdruck¬ verfahrens auf ein Aluminiumoxid-Substrat;

- Trocknen der aufgedruckten Paste;

- Einbrennen der Paste bei einer derartigen Tmperatur über eine solche Zeitdauer, daß ein in der Schicht enthal¬ tenes Organikum ausgebrannt wird;

- Wiederholen der letztgenannten drei Prozeßschritte auf dem gleichen Substrat, bis eine gewünschte Gesamt¬ schichtdicke erreicht ist;

- Tempern des Substrats mit der Gesamtschicht, um einen hohen und stabilen Temperaturkoeffizienten zu erreichen.

Bevorzugte Weiterbildungen der vorliegenden Erfindung sind in den Unteransprüchen definiert.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, daß anstelle der im Stand der Technik verwendeten mehreren Schichten, nämlich der Platinschicht, auf die weitere Schichten aufgebracht sind, zum Einstellen des Temperatur-

koeffizienten eine einzelne Schicht besser geeignet ist. Diese Widerstandsschicht enthält eine Mischung aus Platin und Rodium, wodurch eine genaue Einstellung des Temperatur¬ koeffizienten möglich ist.

Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfin¬ dung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die beiliegende Zeichnung näher erläutert. Es zeigt:

Fig. 1 eine Schnittdarstellung eines Sensors zum Erfassen einer Temperatur und/oder einer Strömung gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.

In Fig. 1 ist ein Sensor 100 zum Erfassen einer Temperatur und/oder einer Strömung dargestellt. Dieser Sensor umfaßt ein Substrat 102, das bevorzugterweise aus Aluminiumoxid mit einer Reinheit von 96,5% bis 99,5% besteht, wobei der Rest des Substrats aus anderen Oxiden besteht, auf dem eine strukturierte Widerstandsschicht 104 angeordnet ist. Die Widerstandsschicht ist eine Platin-Rodiumschicht.

Zur Herstellung der Platin-Rodiumschicht wird als Ausgangs¬ material eine Mischung aus einer Platinresinatpaste und ei¬ ner Rodiumresinatpaste verwendet. Die Platinresinatpaste weist 12 Gew.-% Platin auf, wobei der Rest der Paste durch ein Organikum gebildet ist, und die Rodiumresinatpaste weist 7 Gew.-% Rodium auf, wobei auch hier der Rest der Paste durch ein Organikum gebildet ist.

Diese beiden Pasten werden bei dem bevorzugten Ausführungs¬ beispiel gemischt, wobei eine Mischung von 99% Platinresi¬ natpaste und 1% Rodiumresinatpaste eine Platin-Rodiumschicht mit einem Temperaturkoeffizienten von 3500 ppcm/°C erreicht wird, wenn die folgenden Prozeßschritte angewendet werden.

- Drucken der Mischresinatpaste mittels eines Siebdruckver-

fahrenε auf ein Aluminiumoxid-Substrat mit einer Schicht¬ dicke von etwa 15 μm.

- Trocknen der aufgedruckten Paste bei 80°C über eine Zeit¬ dauer von 10 Minuten.

- Einbrennen der Paste in einem Durchlauf-Einbrennofen bei einer Temperatur von ungefähr 800°C, wodurch die Schicht¬ dicke der Platin-Rodiumschicht nach dem ersten Brennen auf etwa 0,12 μm zurückgegangen ist, d. h. sehr viel Organikum wurde ausgebrannt.

- Wiederholen der ersten drei Prozeßschritte auf dem glei¬ chen Substrat, bis eine Gesamtschichtdicke von 1,3 μm er¬ reicht wird. Dies erfordert etwa 10 Aufdrucke der Paste und die daran anschließenden Prozeßschritte.

- Tempern des Substrats mit der Gesamtschichtdicke von 1,3 μm bei einer hohen Temperatur, bevorzugterweise 1400°C, über eine Zeitdauer von drei Stunden zusätzlich der Auf- heiz- und Langsam-Abkühlzeit, um den hohen und stabilen Temperaturkoeffizienten von beispielsweise 3500 ppcm/°C zu erreichen.

Die hohe Temperaturbehandlung durch den oben beschriebenen Prozeß bewirkt die Beseitigung von strukturellen Gitterfeh¬ lern und eine zusätzliche Reinigung der Platin-Rodium¬ schicht, wodurch in dieser Schicht noch vorhandenes Rest- organikum entfernt wird.

Es ist offensichtlich, daß die vorliegende Erfindung nicht auf das bei dem oben beschriebenen Ausführungsbeispiel be¬ schriebene Verhältnis von Platin und Rodium beschränkt ist. Abhängig von dem erwünschten Temperaturkoeffizienten, den der Sensor aufweisen soll, ergeben sich unterschiedliche Mischungsverhältnisse.

Anstelle des oben beschriebenen Substrats können andere ge-

eignete Trägermaterialien zur Aufnahme der strukturierten Widerstandsschicht vorgesehen sein, wobei die Träger entwe¬ der isolierend ist, oder nicht-isolierend ist, wobei in diesem Fall eine dünne Isolationsschicht zwischen der Ober¬ fläche des Trägers und der strukturierten Widerstandsschicht angeordnet ist.