DK178446B1 - Fremgangsmåde til fremstilling af en temperatursensor - Google Patents

Abstract

Fremgangsmåden omfatter strukturering af en platin-tyndfilm på en keramisk plade i mindst én strømbane, som er tilspidset i forhold til sine ender; strukturering af en metalbelægning på for- og bagsiden af en plaststrimmel i strømbaner til tilslutning ved en ende af strimlen til et kabel og ved den anden ende til en elektronisk komponent, som har mindst én struktureret platin-tyndfilm på en keramisk plade; hvor me talbelægningen på for- og bagsiden ved kabelsideenden struktureres til strømbaner, som tilspidses i forhold til deres ende ved enden af plast strimlen på kabelsiden, og hvor en metalbelægning eller en strømbane i området ved enden på kornponenten med henblik på kontaktering af komponenten deles i to fra hinanden isolerede felter eller delbaner, og strømbanen på bagsiden forbindes med det tilbageblevne korte felt eller den tilbageblevne delbane; hvor komponenten anbringes over de delte felter eller delbaner efter struktureringen af metalbelægningerne på plaststrimlen; hvor hver kontakt af komponenten forbindes med hver sit felt eller hver sin delbane; hvorefter der ved den i forhold til komponen ten modsatte ende af plaststrimlen tilsluttes et tilslutningskabel ved hver ende af strømbanen på for- og bagsiden.

Description

Den foreliggende opfindelse angår sensorer med en enkelt strømkreds med en platin-præcisionsmodstand på en keramisk bærer og dennes kontaktering på for- og bagsiden af et substrat med elektrisk isolerende overflade med et tilslutningskabel via en lederbane på substratets for- og bagside.

DE 39 39 165 C1 viser en temperatursensor, hvor en plastfolie på for- og bagsiden forbindes med et tilslutningskabel, og en komponent placeres på en side af folien og forbindes med tilslutningskablet via en lederbane på for- og bagsiden. Kabelkontakteringen er dog hæmmende for en automatisk fremstilling.

G 87 16 103 beskriver en præcisionsmodstands kontaktering på begge sider via en lederplatins lederbaner, hvor der sker en kontaktering via en gennemgående kontaktering til en lederbane på lederplati-nens bagside. Denne indretning kan forbedres med hensyn til en varig, sikker og præcis temperaturmåling samt reproducerbarheden og en robust opbygning.

G 295 04 105 viser en tilslutningsplatin med mæanderformet forløbende strømbane mellem et tilslutningskabel og en funktionel komponent. Der er ingen kontaktering på bagsiden.

DE 31 27 727 angår en indretning til måling af temperaturen, hvor der er placeret modstande på for- og bagsiden af en substratplade, hvilke hver især kontakteres elektrisk på de tilsvarende sider. Der er ikke tilvejebragt nogen yderligere lederplade.

EP 0 809 094 beskriver en fremgangsmåde til fremstilling af en sensorindretning til temperaturmåling med en temperaturfølsom præcisionsmodstand, som på et keramiksubstrat har en tynd metalfilm som modstandslag og kontaktflader, hvor modstandslaget er dækket af et elektrisk isolerende beskyttelseslag, og kontaktfladerne er forbundet elektrisk ledende og direkte mekanisk fast med elektriske lederbaner, der er isoleret fra hinanden, på en højtemperaturbestandig platin. Præcisionsmodstanden kontakteres på en ende af platinen. På den ende af platinen, der vender bort fra præcisionsmodstanden, placeres der kontaktflader til tilslutning af en bærer eller et kabel. På kontaktfladerne til kontakteringen og fastgørelsen af præcisionsmodstanden påføres der umiddelbart inden pålægningen af præcisionsmodstanden også på den højtemperaturbestandige platin en stadig fugtig tykfilmledepasta, på hvilken præcisionsmodstanden påsættes med sine frie kontaktflader og indbrændes på platinen ved temperaturer op til 1000°C og dermed kontakteres og fastgøres. I en udførelsesform er der anbragt en stikkontaktflade på bærerplatinens for- og bagside. Fremgangsmåden er dog kostbar.

DE 197 42 236 beskriver en temperatursensor med en langstrakt lederplade, som har mindst én lederbane på et substrat af temperaturbestandige materialer med elektrisk isolerende overflade, hvor der på overfladen er anbragt to tilslutningskontaktfelter, der er forbundet med lederbanen, til elektrisk forbindelse med ender af et tilslutningskabels tilslutningsledere ved hjælp af en smeltning. Et første tilslutningskontaktfelt er placeret på forsiden, og et andet tilslutningskontaktfelt er placeret på bagsiden af lederplatinen. Lederpladen består af epoxid, triaziner, polyemider eller af polytetrafluorethylen. Lederbanen er set ovenfra udformet mæanderformet forløbende og er udformet som et plan i området af tilslutningskontaktfelterne. Således er der tilvejebragt en sensor til en varig, sikker og præcis temperaturmåling, hvilket giver en simpel, robust opbygning og en høj kvalitet.

Den foreliggende opfindelse har nu til opgave at tilvejebringe en fremgangsmåde, hvor en sensor med sådanne egenskaber er nem at reproducere og let kan produceres automatisk.

Løsningen af opgaven sker ved hjælp af de uafhængige krav. Foretrukne udførelsesformer er beskrevet i de afhængige krav.

Det, der er afgørende for den foreliggende opfindelse, er, at en præcisionsmodstand forbindes med et tilslutningskabel, der er forbundet på en bærer på for- og bagsiden, via strømbaner på bæreren, idet strømbanerne dannes af en flade ved strukturering af fladen, og en af fladerne for det andet deles i to fra hinanden isolerede felter, som der senere dannes bro imellem ved hjælp af præcisionsmodstanden. Til strukturering af de fulde flader findes der mekaniske og kemiske fremgangsmåder. Stansning, skrælning, slibning og ætsning har vist sig at være fordelagtigt. Fremgangsmåden ifølge DE 10 2004 006 457 er fore trukket. Det har vist sig at være fordelagtigt at dele metallaget ved stansning eller skrælning. Også tilspidsningen af en strømbane kan fordelagtigt bevirkes ved stansning eller skrælning. Fortrinsvis stanser man således, at der bliver T-formede ender tilbage. Meget fordelagtigt fjernes metalbelægningen ved plaststrimlens kanter mekanisk med henblik på en automatiseret videreforarbejdning.

Således kan fladen struktureres samtidigt eller i trin i strømbaner, hvor en strømbane deles i to delbaner, der er isoleret fra hinanden.

Som metalbelægninger på plasten har det vist sig at være fordelagtigt med kobberlegeringer, navnlig kobber.

Plasten kan fortrinsvis udholde temperaturer på op til 200°C, især op til 250°C. Gennemprøvede plastmaterialer er epoxider, triaziner, polyemider og fluorpolymerer.

Fortrinsvis lader man delbanerne være brede i det område, hvor de deles.

Præcisionsmodstanden udformes især som SMD-komponent og fastgøres ifølge SMD-teknik som broer over delbanerne.

Den ifølge opfindelsen beskrevne enhed af en temperatursensor bliver med et tilslutningskabel på for- og bagsiden af strimlen forbundet med enderne af strømbanerne.

Fremstillingsmetoden ifølge opfindelsen tilvejebringer en i vid udstrækning automatiseret bearbejdning til fremstilling af varige, sikre og præcise temperatursensorer med simpel robust opbygning og høj kvalitet ved en fremragende reproducerbarhed.

Et plastbånd, der er belagt med kobber på begge sider, bliver først skåret til med hensyn til sine kobberbelægninger og udtyndes til strimler, der har konturer. Navnlig kan strømbanernes kontur bestemmes yderst præcist med et enkelt værktøj. Fordelagtigt behøver man ikke at fjerne hele den overskydende metalfolie for at tilspidse strømbanerne 5, 5’ i forhold til deres ender 6, 6’ og evt. i forhold til felterne 3 og 4, for det er fuldt ud tilstrækkeligt blot at fritlægge konturerne. Fortrinsvis fjernes kobberbelægningen stadig ved strimlens kanter. Dette er en fordel for den senere anvendelse af den strukturerede strimmel.

Alternativt kan strukturerne også skrælles, slibes, kradses, træ-ses ud osv.

Det er afgørende for den senere anvendelse, at strømbanerne 5, 5’ er tilspidset i forhold til deres ender 6, 6’ og fortrinsvis også i forhold til felterne 3 og 4. Det er endvidere afgørende, at felterne 3 og 4 eller strømbanerne 5, 5’ isoleres fra hinanden.

Til forbindelsen af den på bagsiden placerede strømbane 5 med feltet 4 kan de kendte teknikker anvendes, såsom eksempelvis gennemgående kontakteringer. Foretrukket skal man dog være opmærksom på, at en gennemgående kontaktering ikke placeres direkte under kontaktstedet for en SMD-komponent, men derimod ved siden af dette. Med henblik på temperatursensorens senere kvalitet og pålidelighed vil det være afgørende, at en lang strømbane er tilspidset i forhold til en kort ende 6. Til forlængelse af strømbanen kan denne struktureres slange- eller mæanderformet. Med denne foranstaltning kan strimlens længde forkortes.

I det følgende vil opfindelsen blive forklaret nærmere ved hjælp af eksempler med henvisning til tegningen.

Fig. 1 viser i perspektivisk gengivelse en plaststrimmel 2 med en strømbane 5, 5’ på for- og bagsiden, hvor hver strømbane er tilspidset i forhold til sin ende 6, 6’. Den øvre strømbane er delt i to delbaner, hvor der dannes bro over delingen af delbanerne ved hjælp af en SMD-komponent 1. SMD-komponenten fastgøres på felterne 3 og 4 ved SMD-teknik. Felt 4 er forbundet med strømbanen på bagsiden. Dette opnås eksempelvis med en gennemgående kontaktering 8. Fortrinsvis fastgøres SMD-komponenten ved siden af den gennemgående kontaktering 8. Kontakteringen af SMD-komponenten sker fortrinsvis på glatte, plane flader, såsom felterne 3 og 4. Forstyrrelser igennem en gennemgående kontaktering skal ikke forstyrre fastgørelsen af SMD’en og skal derfor være anbragt i en afstand fra SMD-fastgørelsen. Strimlen 2 stanses ud af et bånd eller en epoxidplade, som på hele for- og bagsiden er belagt med kobber. Derved kan mønstrene udformes i en stanse- eller ætsningsproces på den på begge sider belagte plade. Stansningen ifølge DE

10 2004 006 457 er foretrukket. Ætsningsprocessen er egnet til fremstilling af særligt stive strimler.

Claims (11)

1. Fremgangsmåde til fremstilling af en temperatursensor med følgende trin a) strukturering af en platin-tyndfilm på en keramisk plade i mindst én strømbane b) strukturering af en metalbelægning på for- og bagsiden af en plaststrimmel (2) i strømbaner (5, 5’) til tilslutning ved en ende af strimlen (2) til et kabel og ved den anden ende til en elektronisk komponent (1), som har mindst én struktureret platin-tyndfilm på en keramisk plade; og c) hvor metalbelægningen på for- og bagsiden ved kabelsideenden struktureres til strømbaner (5,5’), som tilspidses i forhold til deres ende (6’,6) ved enden af plaststrimlen (2) på kabelsiden kendetegnet ved, at den mindst ene strømbane på den keramiske plade er tilspidset i forhold til sine ender og fremgangsmåden yderligere omfatter følgende trin d) hvor en metalbelægning eller en strømbane i området ved enden på komponenten med henblik på kontaktering af komponenten deles i to fra hinanden isolerede felter (3, 4) eller delbaner, og strømbanen (5) på bagsiden forbindes med det tilbageblevne korte felt (4) eller den tilbageblevne korte delbane ved anvendelse af gennemgående kontaktering (8); e) hvor komponenten (1) anbringes over de delte felter (3,4) eller delbaner efter struktureringen af metalbelægningerne på plaststrimlen (2) på en måde hvorved kontaktstedet for komponenten ikke placeres direkte over den gennemgående kontaktering (8); f) hvor hver kontakt af komponenten forbindes med hver sit felt (3, 4) eller hver sin delbane; og g) hvorefter der ved den i forhold til komponenten modsatte ende af plaststrimlen (2) tilsluttes et tilslutningskabel ved hver ende af strømbanen på for- og bagsiden.

2. Fremgangsmåde ifølge krav 1, kendetegnet ved, at metalbelægningen på plaststrimlen (2) er af kobber eller indeholder kobber.

3. Fremgangsmåde ifølge krav 1 eller 2, kendetegnet ved, at plastmaterialet i strimlen (2) er valgt fra gruppen epoxider, tria-ziner, polyemider og fluorpolymerer.

4. Fremgangsmåde ifølge et af kravene 1 til3, kendeteg-n e t ved, at der udføres stansning eller skrælning til strukturering af metalbelægningen.

5. Fremgangsmåde ifølge krav 4, kendetegnet ved, at delingen af metalbelægningen i to felter (3, 4) udføres ved stansning eller skrælning.

6. Fremgangsmåde ifølge et af de foregående krav, kendetegnet ved, at en strømbane (5, 5’) tilspidses i forhold til sin ende ved stansning eller skrælning.

7. Fremgangsmåde ifølge et af de foregående krav, kendetegnet ved, at metalbelægningen samt plaststrimlen (2) stanses T-formet ved mindst én ende.

8. Fremgangsmåde ifølge et af de foregående krav, kendetegnet ved, at metalbelægningen fjernes mekanisk ved mindst én kant af plaststrimlen (2).

9. Fremgangsmåde ifølge et af de foregående krav, kendetegnet ved, at man lader mindst ét felt (3, 4) i området ved delingen være bredere end den strømbane (5, 5’), der er tilspidset i forhold til enden.

10. Fremgangsmåde ifølge et af de foregående krav, kendetegnet ved, at mindst én strømbane (5, 5’) struktureres til en slange- eller mæanderformet midterdel.

11. Fremgangsmåde ifølge et af de foregående krav, kendetegnet ved, at mindst én strømbane (5, 5’) tilspidses i forhold til to ender (6, 6’).