[发明专利]用于在陶瓷结构元件中进行包封式电接触的方法

说明书

技术领域

本发明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。

背景技术

本发明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：本发明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 A1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发明的范围内使用。

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 A1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 A1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 A1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 A1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。

发明内容