用于在陶瓷结构元件中进行包封式电接触的方法技术

本发明专利技术涉及一种用于制造电的结构元件、尤其是陶瓷传感器元件（１１０）的方法。所述电的结构元件具有层构造，所述层构造包括至少一个衬底（１２６）和至少一个用于电路的结构（１２８）、尤其是加热电路。所述结构（１２８）基本上设置在所述衬底（１２６）的第一侧面（１３０）上。为了所述结构（１２８）的电接触，所述结构（１２８）的连接区域（１３８）在包封式电接触步骤中在包封式电接触区域（１４２）中围绕所述衬底（１２６）的棱边区域（１３４）导向到所述衬底（１２６）的第二侧面（１３２）上。在所述第二侧面（１３２）上形成用于与所述电路（１１８）电接触的接触区域（１４４）。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术基于一种用于制造电的结构元件的已知方法，该结构元件具有一个层构 造，该层构造具有至少一个衬底和至少一个用于电路的结构。
技术介绍
本专利技术的一个特别的重点在于制造陶瓷传感器元件形式的电的结构元件，如其 例如用于测定测量气体空间内的气体的至少一个物理特性。这类陶瓷传感器元件的一个 已知例子是基于特定固体的电解性能的传感器元件，即基于固体的传导特定离子的能力 的传感器元件。这样的传感器元件尤其是在机动车中用于测量气体燃料气体混合物组份 并且在那里也称为氧气传感器。这类陶瓷传感器元件的各种不同的实施形式的例子参见 RobertBosch GmbH “ Sensoren im Kraftfahrzeug", 2001 年 6 月，第 112 页至第 117 页或 者 T. Baunach 等人"Sauberes Abgas durch Keramiksensoren，，，Physikjoumal 5(2006) 第5期，第33页至第38页。应当指出本专利技术然而也可以应用到其它类型的电子的结构元 件上。由现有技术已知了用于制造层构造、尤其是陶瓷的层构造的各种不同的方法。因 此通常将多个功能层组合成陶瓷的层构造，其中，可以使用例如一种或多种压制方法和/ 或层合方法。也已知了其它的方法。这样产生的层构造接着经受一个或多个热处理步骤， 例如烧结步骤。为了使各种不同层的施加和用于制造陶瓷结构元件的坯料的产生变容易，由DE 196 33 675 Al已知了一种方法，在该方法中借助转移方法将一些层或层系统转移到具有 烧结能力的层载体上。在此，将至少一个金属的、陶瓷的或金属/陶瓷的层或层系统施加到 一个柔性的载体膜上并且接着借助该载体膜转移到具有烧结能力的层载体上。然而层系统 的其它产生方式也是已知的并且可在本专利技术的范围内使用。在层构造的制造中，一个特别的难点在于，该层构造通常具有一个或多个位于一 个或多个层平面中的电路，这些电路必须电接触，例如以便为这些电路提供电能和/或采 集这些电路的信号。此外还需要使这些电路电接触，以便例如使设置在层构造的不同层平 面中的电路相互连接。与另一个层平面的电路的电接触的问题通常通过以下方式解决借助通孔式电接 触部来电连接位于内部的、导电的电路或电路部分。这样的通孔式电接触部，其也称为通路 (Vias)，通常在陶瓷的层工艺中通过以下方式产生在一个或多个衬底中通过打孔和/或 冲孔方法产生一个或多个孔，电路施加在所述衬底上。接着必须使这些孔的边缘绝缘，因而 随后可以为这些孔配设导电的通孔式电接触部(例如以具有导电能力的膏的形式)。总体 上，为了这样的通孔式电接触部需要大量的工作步骤和高的材料耗费，因而通常试图通过 结构元件的适当设计将通孔式电接触部减到最小。由现有技术已知电的结构元件的、尤其是该电的结构元件的电路的各种不同类型 的电接触部。例如DE 10 2004 012 672 Al这样描述了一种用于借助柔性的连接电缆来电接触测量探头的电触点部位的方法，电导体设置在所述柔性的连接电缆上。该连接电缆具有至少一个耐高温的柔性膜，在该柔性膜上设置有带状导体。由DE 10 2004 025 549 Al公开了一种用于制造电的结构元件的方法，在该方法 中，以尚待烧结的形式将至少一个用于电路的结构施加到一个衬底上。在此，这样地沉积所 述至少一个结构，使得其伸出超过稍后的结构元件在衬底平面中的外边界。该结构的伸出 的组成部分可以接着用于所述结构元件的电接触。然而，所述的、由现有技术已知的方法限于电接触的特殊应用场合。例如在DE 10 2004 012 672 Al中所述的方法中需要在测量探头的顶面上制造接触部位，这并不是在所 有情况下都是可行的并且在很多情况下正好需要使用通孔电接触部，以使位于更深处的层 的接线通到该表面上。在DE 102004 025 549 Al中描述的电接触凸起虽然能够实现结构元 件的位于内部的层的电接触，但是却不容易实现设置在不同的层平面中的电路的电连接， 含有各个触点短路的危险并且具有对于机械载荷比较高的敏感性。
技术实现思路
因此，提出了一种用于制造电的结构元件、尤其是根据以上说明的电的结构元件 的方法以及一种陶瓷传感器元件，该传感器元件例如可根据所述实施方式中的一种的方法 制造。该方法和该陶瓷传感器元件至少在很大程度上避免了已知方法和传感器元件的缺 点。尤其是该方法可以成本有利地且简单地实现并且大规模地实施，因为提出了一种包封 式电接触方法，其中相对于已知的通孔电接触方法可以省去大量的关键的工作步骤。因此， 尤其是可以省去上述的、对于通孔电接触部的制造通常需要的工作步骤对衬底的钻孔或 冲孔、对这些孔进行通孔绝缘和电接触。此外也可以节省一些印制步骤，尤其是在衬底背 面上的印制步骤。此外，根据本专利技术方法制造的传感器元件具有高的温度稳定性，因为与通 孔电接触相比包封式电接触例如可以设置在传感器元件的受强温度载荷的区域外面，例如 尽可能远离传感器元件的实际的、被温度处理的测量区域。本方法的另一个优点在于，在很 多情况下可以视觉地控制所采用的所有层，尤其是包封式电接触部。此外，与通孔电接触相 比，在提出的包封式电接触方法中能够改善和/或施加附加的层。电的结构元件具有一个层构造，该层构造具有至少一个衬底、尤其是陶瓷衬底 (其中以下也可以理解为陶瓷衬底的先前形状，例如陶瓷膜和/或坯料)和至少一个用于 电路的结构。该用于电路的结构可以例如具有一个或多个带状导体、电极、连接触点或相似 的能导电的元件或这些能导电的元件的预先形状(其只有在一个或多个后续的烧结步骤 中才转化成能导电的元件)和/或所述元件的组合。此外，该结构可以包含附加的元件，例 如绝缘元件，其可以将电路的各个部件相互分开、可以将电路的各个元件从至少一个衬底 分开或者可以承担其它功能，例如介电功能。此外，还可以设置使该结构机械稳定的结构元 件，使得该结构可以具有例如一个或多个用于电路的载体层。这样的结构的例子在下面详 细地说明。层构造可以包括多个这样的类型相同或类型不同的结构以及多个这样的衬底。在 此，该结构基本上设置在衬底的第一侧面上，例如设置在衬底的平的或不平的(例如分阶 的)表面上。因此，“基本上设置在第一侧面上”应理解为一种结构，其中该结构的主要元 件设置在第一侧面上，即便该结构的一些另外的元件例如导线可以设置在衬底的另一侧面上，例如在衬底的第二侧面上和/或在该衬底以外。如上所述，通常在制造中出现的问题在于，该结构、尤其是该结构的电路在很多情 况下必须从层构造的一个另外的平面出来被电接触，例如为了使电路与设置在另一个平面 中的电路连接和/或为了从层构造的外侧电接触该电路。因此，根据本专利技术提出，为了该结 构的电接触，该结构的至少一个连接区域在至少一个包封式电接触步骤中在至少一个包封 式电接触区域中围绕所述衬底的棱边区域通到所述衬底的至少一个与所述第一侧面不同 的第二侧面上，从而在所述第二侧面上形成至少一个用于与所述电路电接触的接触区域。 也就是说提出用“包封式电接触”替代“通孔式电接触”，在“包封式电接触”中为了来自另 一个层平面的电接触，该结构的一个部分从外部围绕该衬底的棱边区域延伸。该包封式电 接触具有上述优本文档来自技高网...

【技术保护点】
用于制造电的结构元件、尤其是陶瓷传感器元件（１１０）的方法，其中，所述电的结构元件具有层构造，所述层构造包括至少一个衬底（１２６）和至少一个用于电路（１１８）的结构（１２８），其中，所述结构（１２８）基本上设置在所述衬底（１２６）的第一侧面（１３０）上，其特征在于，为了电接触所述结构（１２８），所述结构（１２８）的至少一个连接区域（１３８）在至少一个包封式电接触步骤中在至少一个包封式电接触区域（１４２）中围绕所述衬底（１２６）的棱边区域（１３４）导向到所述衬底（１２６）的至少一个与所述第一侧面（１３０）不同的第二侧面（１３２）上，其中，在所述第二侧面（１３２）上形成至少一个用于与所述电路（１１８）电接触的接触区域（１４４）。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：HJ伦茨，J施奈德，
申请(专利权)人：罗伯特博世有限公司，
类型：发明
国别省市：DE[德国]