传感器元件、传感器装置和用于制造传感器元件的方法制造方法及图纸

提出一种传感器元件，所述传感器元件具有陶瓷的基本体(2)和至少一个电极(4，8)，所述电极设置在基本体(2)上，其中电极(4，8)具有至少一个包含镍的层(5)。此外，提出一种用于制造传感器元件(1)的方法，其中将至少一个用于构成电极(4，8)的层(5，6)溅镀在基本体(2)上。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
提出一种传感器元件，所述传感器元件具有陶瓷的基本体。传感器元件尤其能够用于测量温度。例如为NTC传感器元件(负温度系数)，即热导体。
技术介绍
对传感器元件、尤其温度传感器在腐蚀性介质中的长期耐用性和使用温度方面的要求需要高的鲁棒性。同时，传感器元件应可成本适宜地制造。为了电接触陶瓷，将金属电极施加到基本体上。通常，当前，由银或金膏构成的厚层电极经由丝网印刷工艺和随后的煅烧来施加。
技术实现思路
本专利技术的目的是，提出一种改进的传感器元件、一种改进的传感器装置和一种改进的用于传感器元件的制造方法。根据本专利技术的第一方面，提出一种具有陶瓷的基本体的传感器元件。优选地，在此为NTC陶瓷。例如，陶瓷具有包括元素Y、Ca、Cr、Al、O的钙钛矿结构或包括元素Ni、Co、Mn、O的尖晶石结构。传感器元件尤其构成为用于测量温度。传感器元件具有至少一个电极。电极设置在基本体处、尤其设置在基本体的侧面上。优选地，两个电极设置在基本体处。例如，另一电极设置在基本体的另一、尤其相对置的侧面上。传感器元件例如方形地构成。电极例如设置在基本体的上侧和下侧上。下面详细描述电极中的一个，其中所述描述同样能够适用于其他电极。优选地，整个电极层状地构成。电极能够具有多个层。电极具有至少一个包含镍的层。层也能够由镍构成。含镍的层允许尤其好的机械的和电的联接，尤其到陶瓷上的联接。例如，能够实现与陶瓷的低电阻的接触。此外，含镍的层能够实现通过由不同材料构成的接触件对传感器元件进行可靠的接触。由此，在应用中提供高的灵活性。例如，这种电极允许含金、银、铝或铜的接触件的联接。优选地，接触件的材料和电极的材料、例如覆盖层的材料彼此协调。例如，在含金的接触件的情况下，使用含金的覆盖层，并且在含铝的接触件的情况下，使用含铝的覆盖层。例如，溅镀含镍的层。例如，含镍的层直接施加在基本体的陶瓷上进而与陶瓷直接接触。在一个实施方式中，含镍的层附加地包含钒的份额。钒的份额尤其能够出于工艺原因对溅镀法是有利的。例如，钒以7％的重量百分比存在于含镍的层中。镍例如以93％的重量百分比存在。含镍的层的厚度例如位于0.3μm至10μm的范围中。在一个实施方式中，电极具有至少一个溅镀的层。例如，全部层通过溅镀施加。优选地，电极不具有煅烧的膏。在溅镀的电极中，优点在于传感器元件在制造过程中的较小的热负荷，尤其由于取消在例如700℃-900℃的温度下煅烧金属化膏来得到较小的热负荷。此外，溅镀工艺允许尤其成本适宜的制造，因为例如取消煅烧电极、例如膏施加和干燥以及随后的煅烧的工艺成本。此外，溅镀工艺能够实现对电极的更大的材料选择。由此，关于接触元件的固定和材料也实现更高的灵活性。例如电极为薄层电极。例如，整个电极具有在0.3μm至30μm的范围中的厚度。在一个实施方式中，电极具有多个层，所述层直接彼此相叠设置。例如，电极具有下部层和上部层。下部层优选与基本体的陶瓷直接接触。上部层例如直接施加在下部层上。优选，溅镀两个层。电极也能够具有多于两个层。例如，下部层包含铬或由铬构成。含铬的层尤其能够有利地作用为陶瓷的增附剂。例如，上部的层包含镍或由镍构成。附加地，上部的层能够具有钒的份额。在一个实施方式中，电极附加地具有覆盖层。覆盖层是电极的最上部的层进而将电极朝向上方封闭。电极的位于覆盖层下方的部分也能够称作为电极基部。在此尤其能够为一个或多个层。例如，覆盖层能够包含阻止氧化的金属。尤其，覆盖层包含至少一种选自银、金、铜或铝的集合中的材料。覆盖层也能够包含锡。优选地，覆盖层是溅镀的。通过覆盖层，能够防止电极的腐蚀，尤其防止电极的位于覆盖层下方的层的腐蚀。此外，覆盖层也能够改进电极的机械可负荷性。对此替选地或附加地，覆盖层对于与接触元件接触能够是有利的。在一个实施方式中，接触元件直接固定在覆盖层上。例如，在借助于烧结尤其在压力下在低温下联接接触元件的情况下，含银的或由银构成的覆盖层能够是有利的。接触元件在该情况下优选直接安置在覆盖层上。在接触元件的钎焊连接的情况下，例如含金的或由金构成的覆盖层是有利的。尤其，由此能够实现抗迁移的联接。优选地，钎焊材料是无银或铅的。在键合连接的情况下，例如能够将金线固定在含金的由金构成的覆盖层上。在一个实施方式中，覆盖元件固定在电极的一部分上，所述电极部分地由覆盖层覆盖。例如，覆盖层仅施加在电极基部的一部分上，使得电极基部的一部分不具有覆盖层。在该情况下，电极的电接触能够直接在电极基部处进行。覆盖层因此例如仅用作为用于对电极基部的露出部分进行氧化保护。例如，覆盖层具有在0.05μm至20μm的范围中的厚度。电极基部、即电极的其余部分例如具有在0.3μm至10μm的范围中的厚度。在一个实施方式中，传感器元件具有至少一个接触元件，所述接触元件固定在电极上。优选地，存在两个接触元件，所述接触元件分别固定在传感器元件的两个电极中的一个电极上。优选地，接触元件直接固定在电极上。例如，接触元件构成为线。线能够构成为圆形的或在连接部位处是展平的。此外，能够使用具有矩形横截面的线或扁平带。在此能够为短的跳线，所述跳线例如用于传感器元件与联接元件的电连接。尤其，能够为细的线，所述线例如通过细线键合固定在电极上。联接元件例如能够设置在承载件上、是承载件的一部分或构成为承载件。例如，联接元件能够为电路板上的印制导线、探测器的导电的承载件或这种承载件的金属化部。接触件也能够设置在承载件上、是承载件的一部分或构成为承载件。在一个实施方式中，接触件同时形成用于传感器元件的承载件或是承载件的整体的组成部分。在该情况下，传感器元件的电极优选直接固定在承载件上，即没有其他的、单独的接触元件。例如，接触件在该情况下通过粗线键合固定在电极上。在一个实施方式中，接触件构成为单独的接触元件。尤其，接触件部是承载件的整体的组成部分。接触件能够固定在承载件上，例如通过熔焊或键合来固定。例如，接触元件通过熔焊或键合固定在电极上。接触元件也能够通过钎焊固定在电极上。已经证实的是，传感器元件的耐热性能够通过所述连接技术改进。尤其，接触部位、即接触元件和电极之间的连接部位具有良好的长期稳定性。在无焊料的、尤其无银的构造中，也改进抗迁移性。根据本专利技术的另一方面，提出一种具有如在上文中描述的传感器元件的传感器装置。传感器装置具有用于承载基本体的承载件。基本体优选固定在承载件上。承载件优选具有足够的自身稳定性，以便将基本体保持在固定的位置中，尤其在承载件不同取向时也如此，而不出现承载件的形状改变或基本体的位置改变。承载件除了其承载基本体的功能之外，也能够用于电联接基本体。承载件能够导电地构成或具有导电的部分。尤其，基本体能够与承载件导电地连接。传感器元件的电极与承载件例如通过熔焊或键合连接或通过烧结连接，尤其电连接。连接能够是直接的或间接的。在一个实施方式中，传感器元件的电极直接与承载件电连接。在该情况下，在上文中描述的接触件能够通过用作为承载件或者形成承载件的一部分。例如，电极与承载件通过键合、尤其粗线键合、或者通过烧结连接。在一个实施方式中，电极间接地与承载件电连接。尤其，接触件构成为单独的接触元件并且不是承载件的整体的组成部分。电极在该情况下经由接触元件与承载件连接。接触元件通过熔焊或键合连接与电极连本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种传感器元件，所述传感器元件具有陶瓷的基本体(2)和至少一个电极(4，8)，所述电极设置在所述基本体(2)上，其中所述电极(4，8)具有至少一个包含镍的层(5)。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.07.25 DE 102014110553.21.一种传感器元件，所述传感器元件具有陶瓷的基本体(2)和至少一个电极(4，8)，所述电极设置在所述基本体(2)上，其中所述电极(4，8)具有至少一个包含镍的层(5)。2.根据权利要求1所述的传感器元件，其中所述层(5)直接施加在所述基本体(2)的陶瓷上。3.根据上述权利要求中任一项所述的传感器元件，其中所述层(5)是溅镀的。4.根据上述权利要求中任一项所述的传感器元件，其中所述电极(4，8)不具有煅烧的膏。5.根据上述权利要求中任一项所述的传感器元件，其中所述层(5)附加地包含钒的份额。6.根据上述权利要求中任一项所述的传感器元件，其中所述电极具有多个层(5，6)，所述层直接彼此相叠地设置，其中下部的层包含铬，并且上部的层包含镍。7.根据上述权利要求中任一项所述的传感器元件，其中所述电极(4，8)具有覆盖层(6)，所述覆盖层包含阻止氧化的金属。8.根据权利要求7所述的传感器元件，其中所述覆盖层(6)包含选自银、金、铜、铝和锌的集合中的至少一种材料。9.根据权利要求7或8所述的传感器元件，其...

【专利技术属性】
技术研发人员：海因茨·斯特拉霍费尔，卢茨·基尔斯滕，杰拉尔德·克洛伊贝尔，达尼洛·诺伊贝尔，扬·伊勒，
申请(专利权)人：爱普科斯公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE