制造用于传感元件的接收器的方法技术

本发明专利技术涉及用于制造适于传感元件、特别是适于燃烧室压力传感器的接收器（10）的方法。通过这种方法能够以特别简单的和低成本的方式成型用于传感元件的接收器（10），该接收器具有内置的和气密性导入陶瓷体的导体带。本发明专利技术还涉及用于制造传感装置的方法以及涉及接收器（10）。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种用于制造适于传感元件的接收器的方法。本专利技术还涉及一种适于传感元件的接收器。
技术介绍
传感元件广泛用于探测各种物质。作为例如基于半导体(如基于硅/碳化硅材料组合)制造的直接测量式燃烧室压力传感器，例如己知在500°C或更高的使用温度下例如在内燃机废气中使用的传感元件。对这类传感器或传感元件，具有电引线的密封性阻隔是有利的。由DE 102009000463已知一种用于制造气体传感器的阻隔模件的方法。该文献涉及一种此类传感元件，并未涉及适用于此的接收器(Aufnahme)。
技术实现思路
本专利技术的主题是用于制造适于传感元件、特别是适于燃烧室压力传感器的接收器的方法，该方法包括下列方法步骤: a)将初次量的预陶瓷物质导入压铸模具中； b)通过所述压铸模具中 的预陶瓷物质的成型而形成所述接收器的基层； c)在所述基层上施加至少一条导体带； d)将附加量的预陶瓷物质导入所述压铸模具中的所述基层和所述至少一条导体带的至少部分区域上； e)通过所述压铸模具中的附加预陶瓷物质的成型直接在所述基层上形成所述接收器的覆盖区域从而至少部分覆盖住所述至少一条导体带； f )将所述成型体脱粘(Entbindern)和烧结。通过上述方法可特别简单和低成本地制造陶瓷的和特别是配置有内置的和呈气密性导入的金属导体带的用于传感元件的接收器。这种接收器可特别适用于燃烧室压力传感器，因为该接收器在可靠的气密性下可经受高的运行温度。按上述方法，在第一方法步骤a)中将初次量的预陶瓷物质导入压铸模具中。本专利技术中，预陶瓷物质可特别是通过一个或多个步骤可成型成陶瓷固体的物质。在此，该预陶瓷物质可以是适于陶瓷压铸(CM)的本己知的物质。由此，预陶瓷物质特别可以是一种也称为进料的可烧结的粉末或具有合适粒度的颗粒，其可包括特别是氧化物陶瓷、硅酸盐陶瓷和氮化物陶瓷或也可以是碳化物，并且还可与添加物(特别是粘合剂材料)组合存在。与粘合剂组合的目的特别是可以用粘合剂包封所有粉末颗粒，由此可防止结块，并产生特别均匀的颗粒。为成型预陶瓷物质，将其导入压铸模具中。在接下来的方法步骤b)中，通过在压铸模具中成型预陶瓷物质可形成该接收器的基层。这时例如可调节对陶瓷压铸本己知的参数。示例性地且非限制性地可应用直到200°C范围的物料温度、直到80°C范围的如用于冷却该物料的模具温度、直到1600 bar的注入压力、直到1200 bar的下游压力和/或约大于或等于20秒至小于或等于60秒范围的循环时间。如此成型的并也称为坯件的成型构件作为预压铸件。通过该成型步骤可得到一种例如呈半侧的或在合适位置扁平成型的或其它形式成型(如波状成型)的分离的模制体作为用于接收器的基层。在打开压铸模具后该基层可留在该模具中或型腔中，并可不受限地按如下所述在该基层上施加至少一条导体带。在接下来的方法步骤c)中，在基层上施加所述至少一条导体带。按该方法步骤，在该基层上或特别是在该基层的第一表面上至少局部施加一条导体带或多条导体带或传导结构。该一条导体带或多条导体带特别用于使可固定在该接收器的接收区域上的传感元件(即传感器的实际有效的和有探测能力的部件)例如在作为燃烧室压力传感器应用的情况下与配置在燃烧室外的控制件、分析单元等相连接。该至少一条导体带的施加还可通过本己知方法(如印刷法)实现。例如该至少一条导体带可由选自钼、钯或银-钯的材料形成。为再喷注该基层或配置有至少一条导体带的基层表面并由此气密性地包封该至少一条导体带，在接下来的方法步骤的d)中将附加量的预陶瓷物质导入压铸模具中的该至少一条导体带的至少部分区域上。在该方法步骤中导入压铸模具中的附加量的预陶瓷物质可相同于或不同于方法步骤a)中导入到压铸模具中的预陶瓷物质。使用具有相同组成或基本相同组成的预陶瓷物质可以特别有利的是，在该部分区域之间可形成特别紧密的粘附，并由此也可特别可靠地提供长期的气密性。此外，使用具有相同或至少基本相同的热线膨胀系数的材料也是在利的，因为在此情况下，传感接收器也可在高温下使用而无受损的危险。 此外，优选可将该附加量的预陶瓷物质导入相同的压铸模具或压铸工具中，如适配所用的型腔，或可在另一压铸模具中实现。在接下来的方法步骤e)中，通过所述压铸模具中的附加预陶瓷物质的成型直接在所述基层上形成所述接收器的覆盖区域从而至少部分覆盖住或喷覆住所述至少一条导体带。另言之，以该步骤通过第二半模喷覆住具有所述至少一条导体带的第一半模。这可使基层的材料和覆盖区域相互紧密连接，如特别是使该陶瓷材料相互紧密连接，其中在压铸工艺中的高压对该构件的压缩和由此对整个模制体内的该至少一条导体带的密实构造可起到非常有利的作用。由此形成具有内置的极可靠的并向外绝缘的导体带的封闭模制件。对此，至少局部覆盖可特别意指该导体带基本上完全经覆盖，但在该接收器的一端，该基层以及该导体带未由覆盖区域所覆盖。此区域例如可作为该传感器或该传感接收器的插头触点与例如分析单元或控制单元的连接区域。在接下来的方法步骤f)中，特别是可烧结成型的元件。在本专利技术中，烧结可特别是意指在高温下的处理。合适的温度例如包括但不限于大于或等于1200°C至小于或等于1500°C。特别是对陶瓷构件，烧结是有利的，并可滿足甚至在高的运行温度下对形状稳定性和气密性方面的特高要求。此外，需要时须从陶瓷材料中去除粘合剂。这可通过烧结前的单独的脱粘步骤或烧结期间通过温度作用来实现，这是本领域专业人员原则上已知的。本专利技术的陶瓷-压铸-法的优点在于，可将在该接收器内形成功能层的导体带的制造完全纳入该陶瓷模制体或接收器的压铸过程中。由此可取消在其后工艺中例如通过印制或打孔在陶瓷体上施加导体带。因此，通过一体化制造陶瓷体和功能层可节省制造步骤且由此降低制造成本。本专利技术方法还可在复杂成型的陶瓷体上或其中配置功能层，从而可制造具有按形状成型的陶瓷体的测量元件，这类陶瓷体不能简单地或不能足够精确地进行印制，或在印制导体带时会存在使该陶瓷体受损的危险。例如这可在拱形或任意圆滑的表面情况下遇到。此外，通过功能层材料或预陶瓷物质的简单适配可确保该覆盖层在基层上的持久粘附。在一个实施方案中，预陶瓷物质(即在方法步骤a)和/或e)中导入的预陶瓷物质)包括二氧化锆(ZrO2)、二氧化硅(SiO2)和堇青石(Mg，Fe2+) 2 (Al2Si) M [Al2Si4O18])。特别是该预陶瓷物质可例如构成为粉末混合物，并还可含有30-40体积％堇青石、特别是35体积％堇青石。在这种量的堇青石情况下，该热膨胀系数准确适配于硅的热膨胀系数，这从使用上看可能是有利的。加入堇青石的准确量由该烧结陶瓷所希望的热膨胀系数而定。低于35体积％的堇青石-含量可使热膨胀系数适配于碳化硅。例如该陶瓷混合物或该预陶瓷成分可具有大于或等于10重量％至小于或等于55重量％的二氧化锆，大于或等于10重量％至小于或等于55重量％的二氧化硅，和/或大于或等于5重量％至小于或等于75重量％的堇青石。作为实例，在该预陶瓷成分中可存在49.3重量％ 二氧化锆、27.5重量％堇青石和23.2重量％ 二氧化硅。该预陶瓷成分特别是含其后反应成陶瓷的物质的并且还和其它物质(如特别是粘合剂)形成预陶瓷混合物的成分。例如该粉末本文档来自技高网...

【技术保护点】
用于制造适于传感元件、特别是适于燃烧室压力传感器的接收器（10）的方法，该方法包括下列方法步骤：a） 将初次量的预陶瓷物质导入压铸模具（26）中；b） 通过所述压铸模具（26）中的预陶瓷物质的成型而形成所述接收器（10）的基层（14）；c） 在所述基层（14）上施加至少一条导体带（20）；d） 将附加量的预陶瓷物质导入所述压铸模具（26）中的所述基层和所述至少一条导体带（20）的至少部分区域上；e） 通过所述压铸模具（26）中的附加预陶瓷物质的成型直接在所述基层（14）上形成所述接收器（10）的覆盖区域从而至少部分覆盖住所述至少一条导体带（20）；f） 将所述成型体脱粘和烧结。

【技术特征摘要】
2013.01.11 DE 102013200281.51.用于制造适于传感元件、特别是适于燃烧室压力传感器的接收器(10)的方法，该方法包括下列方法步骤: a)将初次量的预陶瓷物质导入压铸模具(26)中； b)通过所述压铸模具(26)中的预陶瓷物质的成型而形成所述接收器(10)的基层(14)； c)在所述基层(14)上施加至少一条导体带(20); d)将附加量的预陶瓷物质导入所述压铸模具(26)中的所述基层和所述至少一条导体带(20)的至少部分区域上； e)通过所述压铸模具(26)中的附加预陶瓷物质的成型直接在所述基层(14)上形成所述接收器(10)的覆盖区域从而至少部分覆盖住所述至少一条导体带(20)； f)将所述成型体脱粘和烧结。2.权利要求1的方法，其中预陶瓷物质包括二氧化锆、二氧化硅和堇青石。3.权利要求1或2的方法，其中通过模...

【专利技术属性】
技术研发人员：T洛伊布尔，I赫伦，
申请(专利权)人：罗伯特·博世有限公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE