Beschreibung

Titel

Verfahren zur Umkontaktierung in keramischen Bauelementen

Stand der Technik

Die Erfindung geht aus von bekannten Verfahren zur Herstellung elektrischer Bauelemente, welche einen Schichtaufbau mit mindestens einem Substrat und mindestens einer Struktur für eine elektrische Schaltung aufweisen.

Ein besonderer Schwerpunkt der vorliegenden Erfindung liegt auf der Herstellung von elektri- sehen Bauelementen in Form von keramischen Sensorelementen, wie Sie beispielsweise für die Bestimmung mindestens einer physikalischen Eigenschaft eines Gases in einem Messgasraum eingesetzt werden. Ein bekanntes Beispiel derartiger keramischer Sensorelemente sind Sensorelemente, welche auf elektrolytischen Eigenschaften bestimmter Festkörper beruhen, also der Fähigkeit dieser Festkörper, bestimmte Ionen zu leiten. Derartige Sensorelemente werden insbesondere in Kraftfahrzeugen eingesetzt, um Luft-Kraftstoff- Gas gemischzusammensetzungen zu messen und werden dort auch als Lambdasonden bezeichnet. Für Beispiele verschiedener Aus führungs formen derartiger keramischer Sensorelemente sei auf Robert Bosch GmbH: , .Sensoren im Kraftfahrzeug", Juni 2001, Seite 112 bis 117 oder T. Baunach et al.: , $auberes Abgas durch Keramiksensoren", Physikjournal 5 (2006) Nr. 5, Seiten 33 bis 38, verwiesen. Es sei daraufhingewiesen, dass die vorliegende Erfindung jedoch auch auf andere Arten elektronischer Bauelemente anwendbar ist.

Für die Herstellung des Schichtaufbaus, insbesondere eines keramischen Schichtaufbaus, sind aus dem Stand der Technik verschiedene Verfahren bekannt. So werden beispielsweise für einen keramis chen S chichtaufbau üblicherweis e mehrere Funktions s chichten zus ammengefügt, wobei beispielsweise ein oder mehrere Druck- und/oder Laminierverfahren eingesetzt werden können. Auch andere Verfahren sind bekannt. Ein derartig erzeugter Schichtaufbau wird an-

schließend einem oder mehreren thermischen Be handlungs schritten, beispielsweise Sinter- schritten, unterzogen.

Um das Aufbringen verschiedener Schichten und die Erzeugung eines Grünlings für die Herstel- lung keramischer Bauelemente zu erleichtern, ist aus DE 196 33 675 Al ein Verfahren bekannt, bei welchem Schichten oder Schichtsysteme auf einen sinterfähigen Schichtträgermittels eines Trans ferverfahrens übertragen werden. Dabei wird mindestens eine metallische, keramische oder metallisch/keramische Schicht oder ein Schichtsystem auf eine flexible Trägerfolie aufgebracht und anschließend mittels dieser Trägerfolie auf den sinterfähigen Schichtträger übertra- gen. Auch andere Arten der Erzeugung von Schichtsystemen sind jedoch bekannt und im Rahmen der vorliegenden Erfindung einsetzbar.

Eine besondere Schwierigkeit bei der Herstellung des Schichtaufbaus liegt darin, dass dieser in der Regel eine oder mehrere elektrische Schaltungen in einer oder mehreren Schichtebenen aufweist, welche elektrisch kontaktiert werden müssen, beispielsweise um diese Schaltungen mit elektrischer Energie zu versorgen und/oder Signale dieser elektrischen Schaltungen abzugreifen. Weiterhin sind Kontaktierungen dieser elektrischen Schaltungen auch erforderlich, um beispielsweise in unters chiedlichen Schichtebenen des Schichtaufbaus angeordnete elektrische Schaltungen miteinander zu verbinden.

Die Problematik der Kontaktierung der elektrischen Schaltung von einer anderen Schichtebene her wird üblicherweise dadurch gelöst, dass innenliegende, elektrisch leitende Schaltungen bzw. Schaltungsteile mittels Durchkontaktierungen elektrisch angebunden werden. Derartige elektrische Durchkontaktierungen, welche auch als Vias bezeichnet werden, werden in der kerami- sehen Schichttechnologie üblicherweise dadurch erzeugt, dass in einem oder mehreren Substraten, aufweiche die elektrische Schaltung aufgebracht ist, ein oder mehrere Löcher durch ein Bohr- und/oder Stanzverfahren erzeugt werden. Die Ränder dieser Löcher müssen anschließend isoliert werden, damit diese Löcher dann mit einer elektrisch leitenden Durchkontaktierung (beispielsweise in Form einer elektrisch leitfähigen Paste) versehen werden können. Insgesamt sind für eine derartige Durchkontaktierung zahlreiche Arbeits schritte und ein hoher Materialaufwand erforderlich, so dass üblicherweise versucht wird, die Zahl der Durchkontaktierungen durch ein geeignetes Design der Bauelemente auf ein Minimum zu reduzieren.

Aus dem Stand der Technik sind verschiedene Arten der Kontaktierung elektrischer Bauelemente, insbesondere der elektrischen Schaltungen dieser Bauelemente, bekannt. So beschreibt beispielsweise DE 10 2004 012 672 Al ein Verfahren zur Kontaktierung elektrischer Kontaktstellen eines Messfühlers mittels eines flexiblen Anschlusskabels, auf welchem elektrische Leiter angeordnet sind. Das elektrische Anschlusskabel weist mindestens eine hochtemperaturfeste flexible FoKe auf, aufweicher die Leiterbahnen angeordnet sind.

Aus DE 10 2004 025 549 Al ist ein Verfahren zur Herstellung von elektrischen Bauelementen bekannt, bei welchem auf einem Substrat wenigstens eine Struktur für eine elektrische Schal- tung in einer noch zu sinternden Form aufgebracht wird. Dabei wird die wenigstens eine Struktur derart deponiert, dass sie über eine Außenbegrenzung des späteren Bauelements in der Ebene des Substrats herausragt. Diese herausragenden Bestandteile der Struktur können anschließend zur elektrischen Kontaktierung der Bauelemente genutzt werden.

Die beschriebenen, aus dem Stand der Technik bekannten Verfahren sind jedoch auf spezielle Anwendungs fälle der Kontaktierung beschränkt. So ist beispielsweise bei dem in DE 10 2004 012 672 Al beschriebenen Verfahren die Herstellung von Kontaktstellen auf eine Oberseite des Messfühlers erforderlich, was nicht in jedem Fall konstruktiv möglich ist und was in vielen Fällen gerade die Verwendung von Durchkontaktierungen erforderlich macht, um Anschlüsse tiefer Hegender Schichten auf diese Oberfläche zu führen. Der in DE 10 2004 025 549 Al beschriebene Kontaktierungsansatz ermöglicht zwar die Kontaktierung auch innenliegender Schichten des Bauelements, ermöglicht jedoch nicht ohne weiteres eine elektrische Verbindung von unterschiedlichen Schichtebenen angeordneten elektrischen Schaltungen, beinhaltet die Gefahr von Kurzschlüssen einzelner Kontakte und weist eine vergleichsweise hohe Empfindlichkeit gegen- über mechanischen Belastungen auf

Offenbarung der Erfindung

Es wird daher ein Verfahren zur Herstellung eines elektrischen Bauelements, insbesondere ei- nes elektrischen Bauelements nach der obigen Beschreibung, vorgeschlagen sowie ein keramisches Sensorelement, welches beispielsweise nach dem Verfahren einer der beschriebenen Aus führungs formen herstellbar ist. Das Verfahren und das keramische Sensorelement vermeiden zumindest weitgehend die Nachteile bekannter Verfahren und Sensorelemente, hsbeson-

- A - dere lässt sich das Verfahren kostengünstig und einfach realisieren und großtechnisch umsetzen, da ein Umkontaktierungsverfahren vorgeschlagen wird, bei welchem gegenüber bekannten Durchkontaktierungsverfahren zahlreiche kritische Arbeits schritte entfallen können. So können insbesondere die oben beschriebenen, für die Herstellung von Durchkontaktierungen in der Re- gel erforderlichen Arbeits schritte eines Bohrens oder Stanzens von Substraten, einer Durchisolierung und einer Kontaktierung der Löcher entfallen. Weiterhin können auch einige Druckschritte eingespart werden, insbesondere Druckschritt auf einer Rückseite eines Substrats. Weiterhin weisen nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellte Sensorelemente eine hohe Temperaturstabilität auf, da Umkontaktierungen im Gegensatz zu Durchkontaktierungen beispiels- weise außerhalb stark temperaturbelasteter Bereiche der Sensorelemente angeordnet sein können, beispielsweise soweit wie möglich entfernt vom eigentlichen, temperierten Messbereich der Sensorelemente. Ein weiterer Vorteil des vorliegenden Verfahrens besteht darin, dass in vielen Fällen alle eingesetzten Schichten, insbesondere die Umkontaktierung, visuell kontrolliert werden können. Zudem ist, im Gegensatz zu Durchkontaktierungen, bei dem vorgeschlagenen Umkontaktierungsverfahren ein Nachbessern und/oder ein Aufbringen zusätzlicher Schichten möglich.

Das elektrische Bauelement weist einen Schichtaufbau mit mindestens einem Substrat, insbesondere einem keramischen Substrat (wobei hierunter auch eine Vorform eines keramischen Substrates, beispielsweise eine keramische FoKe und/oder ein Braunling zu verstehen sein kann) und mindestens einer Struktur für eine elektrische Schaltung auf Diese Struktur für eine elektrische Schaltung kann beispielsweise eine oder mehrere Leiterbahnen, Elektroden, An- schlusskontakte oder ähnliche elektrisch leitfähige Elemente oder Vorformen dieser elektrisch leitfähigen Elemente (welche beispielsweise erst nach einem oder mehreren nachfolgenden Sinterschritten zu den elektrisch leitfähigen Elementen umgewandelt werden) und/oder Kombinationen der genannten Elemente auf Weiterhin kann die Struktur zusätzliche Elemente enthalten, beispielsweise Isolationselemente, welche die einzelnen Komponenten der elektrischen Schaltung untereinander trennen, welche die einzelnen Elemente der elektrischen Schaltung von dem mindestens einen Substrat trennen oder welche weitere Funktionen, beispielsweise dielektrische Funktionen, übernehmen können. Weiterhin können Bauelemente vorgesehen sein, welche eine mechanische Stabilität der Struktur bewirken, so dass diese beispielsweise ein oder mehrere Trägerschichten für die elektrische Schaltung aufweisen können. Beispiele derartiger Strukturen werden nachfolgend näher erläutert.

Der Schichtaufbau kann mehrere derartiger Strukturen gleicher oder unters chiedlicher Art sowie mehrere derartiger Substrate umfassen. Dabei ist die Struktur im Wesentlichen auf einer ersten Seite des Substrats angeordnet, beispielsweise auf einer Ebenen oder auch unebenen (zum Beispiel gestuften) Oberfläche des Substrats. Unter dem Begriff ,jm wesentlichen auf einer ersten Seite angeordnet" ist somit eine Struktur zu verstehen, bei welcher wesentliche Elemente der Struktur auf der ersten Seite angeordnet sind, auch wenn weitere Elemente der Struktur, wie beispielsweise Zuleitungen, auf einer anderen Seite, beispielsweise einer zweiten Seite und/oder außerhalb des Substrats, angeordnet sein können.

Wie oben beschrieben, besteht eine häufig bei der Herstellung auftretende Problematik darin, dass die Struktur, insbesondere die elektrische Schaltung dieser Struktur, in vielen Fällen aus einer anderen Ebene des Schichtaufbaus heraus kontaktiert werden muss, beispielsweise um die elektrische Schaltung mit in anderen Ebenen angeordneten elektrischen Schaltungen zu verbinden und/oder um die elektrische Schaltung von einer Außenseite des Schichtaufbaus eher zu kontaktieren. Erfindungs gemäß wird daher vorgeschlagen, dass zur Kontaktierung der Struktur mindestens ein Anschlussbereich der Struktur in mindestens einem Umkontaktierungs schritt in mindestens einem Umkontaktierungsbereich um einen Kantenbereich des Substrats herum auf mindestens eine zweite, von der ersten Seite verschiedene Seite des Substrats geführt wird, so dass auf dieser zweiten Seite mindestens ein Kontaktbereich zum Kontaktieren der elektrischen Schaltung gebildet wird. Anstelle einer ,Purchkontaktierung"wird also eine „Umkontaktie- rung" vorgeschlagen, bei welcher zur Kontaktierung aus einer anderen Schichtebene ein Teil der Struktur um den Kantenbereich des Substrats außen herumgeführt wird. Diese Umkontak- tierung weist die oben beschriebenen Vorteile sowie andere zahlreiche Vorteile auf, da bei- spielsweise die Umkontaktierung beliebig breit ausgestaltet sein kann, so dass die Stromtragfähigkeit dieser Umkontaktierung beispielsweise die Stromtragfähigkeit von Durchkontaktierungen bei weitem überschreiten kann. Anschließend an die Umkontaktierung, welche eine oder mehrere Schichten umfassen kann, können sich weitere Verfahrens schritte anschließen, beispielsweise die Aufbringung einer oder mehrerer weiterer Schichten auf die derart umkontaktierte Einheit.

Die Struktur kann in verschiedenen Formen auf das Substrat aufgebracht werden, um die Umkontaktierung zu erzeugen. So besteht eine Möglichkeit darin, die Struktur bereits in vorgeformtem Zustand auf das Substrat aufzubringen, so dass die Struktur bereits im Wesentlichen ihre

Endform, die sie nach der Umkontaktierung einnimmt, aufweist. Eine bevorzugte Möglichkeit besteht jedoch darin, die Struktur in einem im Wesentlichen ebenen auf das Substrat aufzubringen, wobei der Anschlussbereich einen im Kantenbereich des Substrats überstehenden Bereich bildet. Dies kann beispielsweise ähnlich zu den in DE 10 2004 025 549 Al beschriebenen her- ausragenden Enden der Strukturen erfolgen. Anschließend wird in einem weiteren Schritt der Anschlussbereich um den Kantenbereich herum umgebogen, beispielsweise hin zu der zweiten Seite des Substrats. Unter einem ,jm wesentlichen Ebenen Zustand" soll dabei ein Zustand zu verstehen sein, bei welchem die Struktur im Wesentlichen bereits der Oberflächenkontur des Substrats entspricht. Hierunter kann neben einer ebenen Form auch, wenn die Oberfläche des Substrats gestuft oder anders profiliert ausgestaltet ist, eine gestufte oder andersartig profilierte Form der Struktur zu verstehen sein. Bevorzugt ist jedoch eine ebene Form, da diese sich in der Regel am problemlosesten verarbeiten lässt.

Für das Aufbringen der Struktur können unters chiedliche, beispielsweise aus dem Stand der Technik bekannte Verfahren eingesetzt werden. So bieten sich insbesondere Laminierverfahren, Druckverfahren, Sprühverfahren, Klebe verfahren oder Kombinationen dieser und/oder anderer Verfahren an. Besonders bevorzugt ist es dabei, wenn für das Aufbringen der Struktur auf das Substrat ein Trans ferverfahren eingesetzt wird, beispielsweise das aus DE 196 33 675 Al bekannte Trans ferverfahren in einer oder mehrerer der dort dargestellten Verfahrensvarianten. So wird zunächst eine zu transferierende Schicht auf eine Trägerfölie, wobei es sich beispielsweise um eine starre oder flexible Trägerfölie handeln kann, aufgebracht. Anschließend wird mittels dieser Trägerfölie die zu transferierende Schicht (wobei es sich auch um einen Mehrschichtauf- bau handeln kann) auf das Substrat übertragen. Anschließend wird die Trägerfölie entfernt, wobei dieses Entfernen der Trägerfölie vor oder nach dem Umkontaktieren, insbesondere dem Umbiegen des Anschlussbereiches um den Kantenbereich des Substrats, erfolgen kann. Die zu transferierende Schicht kann beispielsweise eine oder mehrere metallische Schichten, eine oder mehrere keramische Schichten, eine mehrere metallisch/keramische Schichten, ein Schichtsystem und/oder eine Kombination der genannten Elemente aufweisen. Besonders bevorzugt ist es dabei, wenn die zu transferierende Schicht weiterhin auf der der Trägerfölie abgewandten Seite, also auf der Seite, welche beim Aufbringen auf das Substrat (zum Beispiel beim Auflaminieren) dem Substrat zuweist, zur Verbesserung der Haftung auf dem Substrat mindestens einen Folienbinder aufweist. Hierbei kann ein anorganischer und/oder organischer Folienbinder, beispielsweise ein Klebstoff, eingesetzt werden.

Wie oben beschrieben, ist es besonders bevorzugt, wenn die Struktur mindestens eine Isolationsstruktur aufweist, welche vorzugsweise auf der dem Substrat zugewandten Seite der Struktur angeordnet ist. Auch an anderen Stellen der Struktur können jedoch Isolations strukturen an- geordnet sein, insbesondere Is olations schichten, welche beispielsweise einzelne elektrisch leitfähige Bauelemente der Struktur gegeneinander und/oder von anderen Bestandteilen des elektrischen Bauelements isolieren. Umfasst das Substrat beispielsweise einen oder mehrere Fest- elektrolyte, wie beispielsweise Yttrium-stabilisiertes Zirkondioxid (YSZ), so kann mittels dieser Isolationsstrukturen beispielsweise verhindert werden, dass metallische Bestandteile der elektri- sehen Schaltung an unerwünschten Stellen diesen Festelektrolyten kontaktieren und Elektroden bilden.

In einer weiteren bevorzugten Variante des vorgeschlagenen Verfahrens wird das Substrat vor dem Umkontaktierungs schritt in dem Kantenbereich ausgefräst und/oder angephast. Auf diese Weise kann beispielsweise verhindert werden, dass durch das Umkontaktieren im Kantenbereich Spannungen, mechanische Beschädigungen und sogar Brüche im Anschlussbereich entstehen. Zudem kann die äußere Form des elektrischen Bauelements durch ein geeignetes Ausfräsen angepasst werden. Der Anschlussbereich der Struktur kann beim Umkontaktierungs - schritt beispielsweise durch diese mindestens eine Ausfräsung hindurchgeführt werden.

In einer weiteren bevorzugten Aus führungs form des Verfahrens wird der Tatsache Rechnung getragen, dass der Anschlussbereich im Umkontaktierungsbereich im Wesentlichen frei liegt und somit mechanischen und/oder elektrischen Einflüssen ausgesetzt sein kann. Es wird daher vorgeschlagen, den Anschlussbereich zumindest auf einer dem Substrat abgewandten Seite mindestens in dem Umkontaktierungsbereich mit einer zusätzlichen Abdeckschicht zu versehen. Diese Abdeckschicht kann bereits vor dem Umkontaktieren, also beispielsweise vor einem Umbiegen des Anschlussbereichs, auf die Struktur aufgebracht werden oder kann, alternativ oder zusätzlich, auch nach dem Umkontaktierungs schritt auf den Anschlussbereich aufgebracht werden. Auf diese Weise kann der Umkontaktierungsbereich beispielsweise elektrisch isoliert und/oder gegenüber mechanischen Belastungen geschützt werden.

Weiterhin kann die Struktur derart ausgestaltet sein, dass diese in dem Anschlussbereich eine Zusammensetzung mit einer gegenüber der übrigen Struktur erhöhten Haftung auf dem Sub-

strat aufweist. So kann beispielsweise in diesem Anschlussbereich bei der Herstellung keramischer Sensorelement ein keramischer Anteil der Struktur erhöht werden, so dass sich dieser Anschlussbereich besser mit einem keramischen Substrat verbindet. Weiterhin kann, alternativ oder zusätzlich, in diesem Anschlussbereich auch eine Leitfähigkeit der Struktur, insbesondere eines Bestandteils der elektrischen Schaltung (beispielsweise von Anschlusskontakten) erhöht werden, zum Beispiel indem der Anteil leitfähiger Elemente in der Struktur erhöht wird (zum Beispiel durch eine Erhöhung der Konzentration und/oder der Dicke dieser leitfähigen Anteile), beispielsweise durch eine Verstärkung leitfähiger Pasten in diesem Bereich. Auf diese Weise kann, durch besondere Ausgestaltung des Anschlussbereiches, sichergestellt werden, dass eine ausreichende elektrische Verbindung zwischen den auf der zweiten Seite des Substrats angeordneten Kontaktbereichen und den auf der ersten Seite des Substrats angeordneten Bestandteilen der elektrischen Schaltung erzeugt wird.

Wie oben beschrieben wird neben dem Verfahren weiterhin ein keramisches Sensorelement vorgeschlagen, welches insbesondere nach dem Verfahren in einer der oben dargestellten Ver- fahrensvarianten hergestellt sein kann. Für die Details möglicher Ausgestaltungen des Sensorelements kann daher weitgehend auf die obige Beschreibung verwiesen werden. Insbesondere kann es sich dabei um ein keramisches Sensorelement zur Bestimmung mindestens einer physikalischen Eigenschaft eines Gases in einem Messgasraum handeln, insbesondere zur Be- Stimmung einer Konzentration einer Gaskomponente (Partialdruck) in einem Messgas, beispielsweise einem Abgas eines Kraftfahrzeugs. Besonders bevorzugt ist die Ausgestaltung des keramischen Sensorelements als Lambdasonde. Dabei wird insbesondere vorgeschlagen, das oben beschriebene Verfahren der Umkontaktierung in dem keramischen Sensorelement zur Kontaktierung eines oder mehrerer Heizelemente zu verwenden, welche üblicherweise in derar- tigen keramischen Sensorelementen enthalten sind, um die physikalischen Eigenschaften mindestens eines Festelektrolyts zu kontrollieren. Mittels des vorgeschlagenen Verfahrens ist eine besonders einfache und kostengünstige Kontaktierung des Heizelements möglich.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen:

Figur 1 ein Ausführungsbeispiel eines Schichtaufbaus zur Erläuterung des vorgeschlagenen Umkontaktierungs Verfahrens am Beispiel eines Heizelements;

Figur 2 den Aufbau gemäß Figur 1 nach Durchführung der in Figur 1 dargestellten Verfahrensschritte von einer ersten Seite (Vorderseite); Figur 3 den Aufbau gemäß Figur 2 von einer zweiten Seite (Rückseite); und Figur 4 den Aufbau gemäß Figur 2 in einer Schnittdarstellung von der Seite.

Das vorgeschlagene Verfahren wird nachfolgend anhand der Figuren 1 bis 4 am Beispiel eines keramischen Sensorelements 110 beispielhaft erläutert, wobei ausschließlich die Verfahrens- schritte zur Umkontaktierung eines Heizelements 112 dargestellt werden. An die dargestellten Verfahrens schritte können sich somit weitere Verfahrens schritte anschließen, insbesondere der Aufbau einer oder mehrerer Sensorzellen, welche in der Regel ein oder mehrere Festelektrolyte und zwei oder mehrere Elektroden, welche den Festelektrolyt kontaktieren, anschließen. Das in den Figuren 2 bis 4 dargestellte Produkt stellt somit in der Regel lediglich ein Zwischenprodukt bei der Herstellung des keramischen Sensorelements 110 dar. Bei den weiteren Verfahrensschritten kann sich dabei das dargestellte Umkontaktierungsverfahren wiederholen und/oder es können ,konventioneüe"KontaMerungstechniken, insbesondere Durchkontaktierungen, verwendet werden.

In Figur 1 ist eine Schichtenfolge des keramischen Sensorelements dargestellt, anhand derer die Verfahrens schritte erläutert werden sollen. Dabei wird im vorliegenden Ausführungsbeispiel eine Variante des oben beschriebenen Transferverfahrens verwendet.

Zunächst wird hierfür eine Heizer-Funktions schichtfolge 114 in spiegelverkehrter Druckreihen- folge auf eine Trägerfolie 116 aufgedruckt. Bei dieser Trägerfolie 116 handelt es sich um eine flexible, transferfähige Unterlage. Dabei können beispielsweise als Trägerfolie 116 Folien vom Typ ,Pacothane dünn" oder Kapton-Folien verwendet werden. Die Heizer-Funktions schichtfolge 114 setzt sich zusammen aus der elektrischen Heizerschaltung 118, welche in diesem Ausführungsbeispiel auf einer Heizergrundfolie 120 aufgebracht ist, sowie zwei sich anschließenden Heizer-Isolationsfolien 122, 124. Die Heizer-Funktions schichtfolge 114 der beschriebenen Art bildet eine auf ein Substrat 126 (beispielsweise ein keramisches Substrat) zu transferierende Struktur 128.

Das Substrat 126 kann beispielsweise als keramische Grundfolie ausgestaltet sein und weist eine erste Seite 130 (Vorderseite) und eine zweite Seite 132 (Rückseite in Figur 1) auf Das Substrat 126 wird im Kantenbereich 134, in welchem die Umkontaktierung von Zuleitungen 136 der elektrischen Heizerschaltung 118 erfolgen soll, vorzugsweise ausgefräst, wobei der Kanten- bereich 134 hierbei auch die hintere Schnittkante des Sensorelements 110 darstellt. Diese hintere Schnittkante des Kantenbereichs 134 kann beidseitig angephast oder abgerundet werden.

Die Druckschichten der Heizer-Funktions schichtfolge auf der Trägerfolie 116 werden anschließend in einem Laminiervorgang auf das Substrat 126 übertragen. Dies kann beispielsweise auf bekannte Weise im Bereich bekannter Parameter erfolgen. Besonders bevorzugt ist dabei eine Laminierung mit einem Flächendruck von 20 bis 60 KN in einem Temperaturbereich von ca. 40 bis 100 ⁰ C, wobei die Dicke der als Substrat 126 verwendeten keramischen Trägerfolie beispielsweise im Bereich zwischen 0,1 und 2 mm liegen kann.

Die zu transferierende Struktur 128 weist einen Anschlussbereich 138 auf, welcher nach dem Aufbringen auf das Substrat 126 einen über den Kantenbereich 134 des Substrats 126 herausragenden bzw. überstehenden Bereich 140 bildet. Dieser überstehende Bereich 140 der Struktur 128 wird durch die Fräsung im Bereich des Kantenbereichs 134 gezogen und umgeklappt bzw. umgebogen auf die Rückseite 132 des Substrats 126 und vorzugsweise auf der Rückseite 132 und auf der Vorderseite beidseitig durch Laminieren mit dem Substrat 126 verbunden. Das Umbiegen kann mit oder ohne die Trägerfolie 116 erfolgen, also vor oder nach dem Abziehen dieser Trägerfolie 116 von der zu transferierenden Struktur 128. Zur Verbesserung der übertragbarkeit der Struktur 128 auf die Oberflächen 128, 130 des Substrats 126 kann auf die Oberfläche der Struktur 128, welche von der Trägerfolie 116 weg weist, zusätzlich zu der genannten Schichtenfolge weiterhin ein laminierfähiger Folienbinder aufgedruckt sein. Die Laminierfähig- keit kann beispielsweise auf der Zugabe eines geeigneten Lösungsmittels zu der Heizer- Funktions schichtfolge 114 erfolgen, wie beispielsweise DEH (2-Diethyl-l-hexanol). Diese Art des laminierfähigen Folienbinders kann beispielsweise derart eingestellt werden, dass die Heizer-Funktionsschichtfolge 114 eine Oberfläche aufweist, welche ähnlich einer trockenen Lack- schicht ausgestaltet ist. Durch Einwirkung von Druck und/oder Temperatur bei der Laminierung wird das Lösemittel je doch ausgetrieben, wodurch eine klebrige Oberfläche der Struktur 128 entsteht. Durch geeignete Rezeptierung der Funktionspasten kann auf diese Weise auf eine

zusätzliche Laminierschicht verzichtet werden, welche üblicherweise beim Laminieren verwendet wird.

In den Figuren 2 und 3 ist das Zwischenprodukt, welches nach Durchführung der in Figur 1 ge- zeigten Verfahrens folge entsteht, einmal in perspektivischer Darstellung von der Vorderseite 130 (Figur 2) und einmal in perspektivischer Darstellung mit Blickrichtung von der Rückseite 132 (Figur 3) gezeigt. Dabei ist der überstehende Bereich 140 in dem Umkontaktierungsbereich, welcher in Figur 1 mit der Bezugsziffer 142 bezeichnet ist, bereits umgebogen, und es ist ein beidseitiger Laminierungsvorgang erfolgt. Dabei ist zu erkennen, dass durch dieses Umkontak- tieren auf der zweiten Seite 132 ein Kontaktbereich 144 ausgebildet wurde, welcher durch die Heizer-Isolationsfolien 122, 124 gegenüber dem Substrat 126 elektrisch isoliert ist. über die Zuleitungen 136 in diesem Kontaktbereich 144 kann die elektrische Heizerschaltung 118 des Heizelements 112 von der Rückseite 132 her elektrisch kontaktiert werden, auch wenn weitere, in den Figuren nicht dargestellte Schichten auf die Vorderseite 130 des Sensorelements 110 aufgebracht werden und somit die Vorderseite 130 nicht mehr für eine Kontaktierung zugänglich ist.

Somit lassen sich gegenüber herkömmlichen Durchkontaktierungsverfahren zahlreiche Arbeitsschritte einsparen. Bei einem derartigen Durchkontaktierungsverfahren müssten in der Regel zunächst im Substrat 126 entsprechende Löcher bzw. öffnungen gestanzt und/oder gebohrt werden. Anschließend müssten Anschlusskontaktisolationen auf die Rückseite 132 des Substrats 126 aufgedruckt werden, und die Löcher müssten durchisoliert werden. Anschließend müsste ein Durchkontaktieren erfolgen, gefolgt von einem Drucken der Anschlusskontakte auf der Rückseite 132. Insgesamt Keßen sich also durch das beschriebene Umlaminierungs- bzw. Umkontaktierungsverfahren gemäß den Figuren 1 bis 3 zahlreiche Arbeits schritte, beispielsweise bis zu acht Arbeits schritte, einsparen.

In Figur 4 ist eine Schnittdarstellung des Zwischenprodukts des Sensorelements 110 gemäß den Figuren 2 und 3 gezeigt. Anhand dieser Schnittdarstellung von der Seite sollen optionale bevorzugte Weiterbildungen des beschriebenen Verfahrens dargestellt werden, welche sich auf eine besondere Ausgestaltung des Umkontaktierungsbereichs 142 beziehen. So ist insbesondere im Umkontaktierungsbereich 142 im Kantenbereich 134 eine besonders gute Haftung der Struktur 128 auf dem Substrat 126 erforderlich, um hier Defekte, welche beispielsweise durch

die Umlenkung mit kleinem Radius auftreten können, zu vermeiden. Zu diesem Zweck ist bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Figur 4 zusätzlich eine Vers tärkungs Schicht 146 eingefügt, welche als Platin-Schicht mit einem höheren Keramikanteil ausgestaltet sein kann. Dieser erhöhte Keramikanteil in der Platin-Paste bewirkt eine verbesserte Haftung der Zuleitungen 136 auf den Heizer-Isolationsfolien 122, 124 und/oder auf dem Substrat 126. Die Verstärkungsschicht 146 weist vorzugsweise selbst elektrische Leitfähigkeit auf (beispielsweise indem, wie ausgeführt, eine Platin-Paste mit Keramikanteil verwendet wird) und kann somit zur Erhöhung der Leitfähigkeit der Zuleitungen 136 beitragen und sogar selbst einen Teil dieser Zuleitungen 136 im Kantenbereich 134 bilden.

Alternativ oder zusätzlich kann in diesem Umkontaktierungsbereich 142 auch eine Verstärkung der Heizer-Isolationsfolien 122, 124 eingesetzt werden.

Weiterhin kann, ebenfalls alternativ oder zusätzlich, in diesem Umkontaktierungsbereich 142 eine zusätzliche Abdeckschicht 148 aufgebracht werden, welche in diesem Fall die Zuleitungen 136 im Kantenbereich 134 abdeckt. Diese Abdeckschicht 148 kann einen besseren mechanischen Schutz der Zuleitungen 136 und/oder eine elektrische Isolierung derselben bewirken.