Die
vorliegende Erfindung betrifft einen Partikelsensor, insbesondere
zur Detektion von leitfähigen
Partikeln in einem Gasstrom, und ein Verfahren zur Herstellung eines
solchen Partikelsensors.The
The present invention relates to a particle sensor, in particular
for the detection of conductive
Particles in a gas stream, and a method for producing a
such particle sensor.
Stand der TechnikState of the art
In
naher Zukunft muss der Partikelausstoß, insbesondere von Fahrzeugen
während
des Fahrbetriebes, nach dem Durchlaufen eines Motors beziehungsweise
Dieselpartikelfilters (DPF) per gesetzlicher Vorschrift überwacht
werden (On Board Diagnosis, OBD). Darüber hinaus ist eine Beladungsprognose
von Dieselpartikelfiltern zur Regenerationskontrolle notwendig,
um eine hohe Systemsicherheit bei wenigen effizienten, kraftstoffsparenden
Regenerationszyklen zu gewährleisten
und kostengünstige
Filtermaterialien einsetzen zu können.In
In the near future, particle emissions, especially of vehicles, have to be addressed
while
the driving operation, after passing through an engine or
Diesel Particulate Filter (DPF) monitored by law
(On Board Diagnosis, OBD). In addition, a load forecast
of diesel particulate filters necessary for regeneration control,
a high system security with few efficient, fuel-efficient
To ensure regeneration cycles
and cost-effective
To be able to use filter materials.
Eine
Möglichkeit
hierzu bieten resistive Partikelsensoren. Resistive Partikelsensoren
weisen ein Elektrodensystem mit mindestens zwei, dem Abgas frei
ausgesetzten Elektroden auf. In so genannten Interdigitalelektrodensystemen
greifen dabei mindestens zwei Elektroden kammartig ineinander. Resistive
Partikelsensoren beruhen auf einem sammelnden Prinzip. Unter dem
Einfluss einer an die Elektroden angelegten Spannung und dem resultierenden
elektrischen Feld lagern sich die zu detektierenden Partikel, insbesondere
Rußpartikel
an beziehungsweise zwischen den Elektroden ab und führen zu
einer Widerstands- und/oder Impedanzänderung zwischen den Elektroden,
welche Rückschlüsse auf
die Partikelanlagerung ermöglicht.
Die Empfindlichkeit eines Partikelsensors ist dabei abhängig von
dem Abstand zwischen den Elektroden und steigt bei Verringerung des
Elektrodenabstands.A
possibility
resistive particle sensors offer this. Resistive particle sensors
have an electrode system with at least two, the exhaust gas freely
exposed electrodes. In so-called interdigital electrode systems
At least two electrodes engage in one another like a comb. resistive
Particle sensors are based on a collecting principle. Under the
Influence of a voltage applied to the electrodes and the resulting
electric field, the particles to be detected are stored, in particular
soot
at or between the electrodes and lead to
a resistance and / or impedance change between the electrodes,
which conclusions on
the particle attachment allows.
The sensitivity of a particle sensor is dependent on
the distance between the electrodes and increases with decreasing the
Electrode spacing.
Herkömmlicherweise
werden Interdigitalelektrodensysteme mittels eines Siebdruckverfahrens auf
eine Isolationsschicht aufgedruckt. Mit Siebdruckverfahren kann
derzeit jedoch nur ein minimaler Elektrodenabstand und eine minimale
Elektrodenbreite von etwa 80 μm
realisiert werden.traditionally,
Interdigitalelektrodensysteme be by means of a screen printing process
an insulation layer printed. With screen printing method can
currently, however, only a minimum electrode gap and a minimum
Electrode width of about 80 microns
will be realized.
Darüber hinaus
erfolgt bei planaren, resistiven Partikelsensoren meist eine inhomogene
Anlagerung der leitfähigen
Partikeln auf dem Elektrodensystem.Furthermore
For planar, resistive particle sensors usually an inhomogeneous
Addition of the conductive
Particles on the electrode system.
Um
eine inhomogene Anlagerung zu vermeiden werden häufig Schutzrohre eingesetzt,
welche den Gas-Partikel-Strom derart mit einer hohen Strömungsgeschwindigkeit über die
schmalen Seitenflächen
eines planaren, resistiven Partikelsensors lenken, dass das auf
der Hauptfläche
des planaren Partikelsensors angeordnete Elektrodensystem zur Detektion
der Partikel nur wenig überströmt wird
beziehungsweise im Windschatten liegt. Das Elektrodensystem zur
Detektion der Partikel ist bei einer derartigen Anordnung somit
am Ort der geringsten Überströmung und
folglich der geringsten Partikelkonzentration angeordnet, was insbesondere
bei Elektrodenabständen
von über
80 μm eine
geringe Empfindlichkeit des Partikelsensors zur Folge hat.Around
To avoid an inhomogeneous deposit protection tubes are often used,
which the gas-particle stream so with a high flow velocity over the
narrow side surfaces
of a planar, resistive particle sensor direct that on
the main surface
the planar particle sensor arranged electrode system for detection
the particle is only slightly overflowed
or in the slipstream. The electrode system for
Detection of the particles is thus in such an arrangement
in the place of the slightest overflow and
consequently arranged the lowest particle concentration, which in particular
at electrode intervals
from above
80 μm one
low sensitivity of the particle sensor results.
Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention
Vorteile der ErfindungAdvantages of the invention
Der
erfindungsgemäße Partikelsensor
nach Anspruch 1, hat den Vorteil, dass unter Verwendung eines herkömmlichen
Schutzrohres dessen Elektrodensystem am Ort der höchsten Überströmung und damit
der höchsten
Partikelkonzentration angeordnet ist, was dem erfindungsgemäßen Partikelsensor
zum einen eine verbesserte Empfindlichkeit und bessere Strömungseigenschaften
verleiht. Zum anderen ist der Elektrodenabstand eines erfindungsgemäßen Partikelsensors – und damit
dessen Empfindlichkeit – nicht
durch die minimale Siebdruckbreite und den minimalen Siebdruckabstand
von 80 μm
limitiert, sondern kann der mittels Siebdruck realisierbaren Dicke beziehungsweise
der Dicke einer Isolationsschichtfolie entsprechen, welche bis zu
5 μm dünn sein
kann. Dies hat vorteilhafterweise eine deutliche Empfindlichkeitssteigerung
zur Folge. Aufgrund der gesteigerten Empfindlichkeit des erfindungsgemäßen Partikelsensors,
kann außerdem
die Größe des Elektrodensystems
und damit die Kosten für
das Elektrodenmaterial, welches insbesondere Platin sein kann, verringert
werden. Darüber
hinaus wird die aktive Sensorfläche,
nämlich
das Elektrodensystem, erfindungsgemäß vollständig überströmt, was vorteilhafterweise
eine homogene Partikelanlagerung zur Folge hat. Ferner sind die
Elektroden des erfindungsgemäßen Sensors
nur von der/den Seitenflächen
des Schichtaufbaus für
den Gasstrom zugänglich,
wodurch die Menge an Elektrodenmaterial, insbesondere Platin, welches
direkt mit dem Gasstrom in Kontakt gerät sehr klein ist und Temperaturalterungseffekte durch
häufiges
Regenerieren des Partikelsensors minimiert werden.Of the
Particle sensor according to the invention
according to claim 1, has the advantage that using a conventional
Protective tube whose electrode system at the site of the highest flow and thus
the highest
Particle concentration is arranged, which is the particle sensor according to the invention
on the one hand, improved sensitivity and better flow properties
gives. On the other hand, the electrode spacing of a particle sensor according to the invention - and thus
its sensitivity - not
through the minimum screen printing width and the minimum screen printing distance
of 80 μm
limited, but can be realized by screen printing thickness or
correspond to the thickness of an insulating layer film, up to
5 μm thin
can. This advantageously has a significant increase in sensitivity
result. Due to the increased sensitivity of the particle sensor according to the invention,
can also
the size of the electrode system
and therefore the costs for
the electrode material, which may be in particular platinum, reduced
become. About that
In addition, the active sensor surface,
namely
the electrode system, according to the invention completely overflowed, which advantageously
results in a homogeneous particle accumulation. Furthermore, the
Electrodes of the sensor according to the invention
only from the side surfaces
of the layer structure for
access the gas stream,
whereby the amount of electrode material, in particular platinum, which
directly in contact with the gas stream is very small and temperature aging effects through
frequent
Regeneration of the particle sensor can be minimized.
Zeichnungendrawings
Weitere
Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Gegenstandes
werden durch die Zeichnungen veranschaulicht und in der nachfolgenden
Beschreibung erläutert.
Dabei ist zu beachten, dass die Figuren nur beschreibenden Charakter
haben und nicht dazu gedacht sind, die Erfindung in irgendeiner
Form einzuschränken.
Es zeigen:Further
Advantages and advantageous embodiments of the subject invention
are illustrated by the drawings and in the following
Description explained.
It should be noted that the figures are only descriptive in nature
and are not meant to be the invention in any way
Restrict shape.
Show it:
1 eine
schematische Draufsicht auf einen herkömmlichen, planaren, resistiven
Partikelsensor; 1 a schematic plan view of a conventional, planar, resistive particle sensor;
2 einen
Graph zur Veranschaulichung der Abhängigkeit des Messsignals vom
Elektrodenabstand; 2 a graph illustrating the dependence of the measuring signal from the electrode spacing;
3 eine
schematische, perspektivische Ansicht einer Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Partikelsensors, 3 a schematic, perspective view of an embodiment of a particle sensor according to the invention,
4 ein
Schaltbild des in 3 gezeigten, erfindungsgemäßen Partikelsensors; 4 a schematic diagram of the in 3 shown, particle sensor according to the invention;
5a eine
schematische, perspektivische Ansicht einer plattenförmigen Schicht; 5a a schematic, perspective view of a plate-shaped layer;
5b eine
schematische, perspektivische Ansicht einer scheibenförmigen Schicht;
und 5b a schematic, perspective view of a disc-shaped layer; and
6a-e
schematische, perspektivische Ansichten zur Veranschaulichung einer
Ausführungsform
des erfindungsgemäßen Verfahrens. 6a -e schematic, perspective views illustrating an embodiment of the method according to the invention.
1 zeigt
eine schematische Draufsicht auf einen herkömmlichen, planaren, resistiven
Partikelsensor 1, welcher ein Elektrodensystem mit einer ersten 2 und
einer zweiten 3 Elektrode aufweist, das auf einer Isolationsschicht 4 angeordnet
ist. 1 veranschaulicht, das Überströmen 5 eines derartigen Partikelsensors 1 in
einem Schutzrohr mit gleichmäßig angeordneten
Drallklappen welches eine zirkulare Strömung 5 erzeugt. 1 zeigt,
dass die Seitenflächen
eines derartigen Partikelsensors 1 den Ort mit der höchsten Überströmung 5 darstellen,
wobei das Elektrodensystem 2, 3 zur Detektion
der Partikel im Windschatten und damit am Ort der geringsten Überströmung und
der geringsten Partikelkonzentration angeordnet ist, was eine geringe
Empfindlichkeit des Partikelsensors 1 zur Folge hat. 1 shows a schematic plan view of a conventional, planar, resistive particle sensor 1 , which is an electrode system with a first 2 and a second 3 Having electrode on an insulating layer 4 is arranged. 1 illustrates the overflow 5 such a particle sensor 1 in a protective tube with uniformly arranged swirl flaps which has a circular flow 5 generated. 1 shows that the side surfaces of such a particle sensor 1 the place with the highest overflow 5 represent, wherein the electrode system 2 . 3 is arranged for the detection of the particles in the slipstream and thus at the location of the lowest overflow and the lowest particle concentration, resulting in a low sensitivity of the particle sensor 1 entails.
2 zeigt
die Abhängigkeit
des Signalgradienten und damit des Messsignals von der Partikelkonzentration
für vier
Partikelsensoren 6, 7, 8, 9,
welche sich durch ihren Elektrodenabstand voneinander unterscheiden.
Dabei weist der Partikelsensor 6 einen Elektrodenabstand
von 40 μm,
der Partikelsensor 7 einen Elektrodenabstand von 80 μm, der Partikelsensor 8 einen
Elektrodenabstand von 120 μm und
der Partikelsensor 9 einen Elektrodenabstand von 160 μm auf. 2 veranschaulicht,
dass mit kleiner werdendem Elektrodenabstand der Signalgradient
und damit die Empfindlichkeit und Schnelligkeit eines Partikelsensors 6, 7, 8, 9 deutlich
ansteigt. Eine Empfindlichkeit, welche mit der des Partikelsensors 7 vergleichbar
wäre, kann
mit den herkömmlichen Siebdruck-Strukturen
jedoch nicht erzielt werden, da diese durch die minimale Siebdruckbreite
und den minimalen Siebdruckabstand von 80 μm limitiert sind. 2 shows the dependence of the signal gradient and thus of the measurement signal on the particle concentration for four particle sensors 6 . 7 . 8th . 9 , which differ from each other by their electrode spacing. In this case, the particle sensor 6 an electrode distance of 40 microns, the particle sensor 7 an electrode distance of 80 microns, the particle sensor 8th an electrode spacing of 120 microns and the particle sensor 9 an electrode spacing of 160 microns. 2 illustrates that with decreasing electrode spacing the signal gradient and thus the sensitivity and speed of a particle sensor 6 . 7 . 8th . 9 increases significantly. A sensitivity that matches that of the particle sensor 7 comparable, but can not be achieved with the conventional screen printing structures, since these are limited by the minimum screen printing width and the minimum screen printing distance of 80 microns.
3 zeigt
eine Ausführungsform
eines erfindungsgemäßen, insbesondere
resistiven, Partikelsensors 11, welcher zur Detektion von
leitfähigen Partikeln
in einem Gasstrom geeignet ist. Unter einem Partikel wird dabei
im Rahmen der vorliegenden Erfindung ein Feststoff, insbesondere
ein elektrisch leitender oder leitfähiger Feststoff, beispielsweise
ein Rußpartikel,
verstanden. Insbesondere kann des sich bei dem erfindungsgemäßen Partikelsensor 11 um
einen Rußpartikelsensor
handeln. 3 shows an embodiment of a particulate sensor according to the invention, in particular resistive 11 , which is suitable for the detection of conductive particles in a gas stream. In the context of the present invention, a particle is understood to be a solid, in particular an electrically conductive or conductive solid, for example a soot particle. In particular, in the case of the particle sensor according to the invention 11 to act as a soot particle sensor.
3 zeigt,
dass diese Ausführungsform
eines erfindungsgemäßen Partikelsensors 11 drei
Isolationsschichten 14, 15, 16 und ein
Elektrodensystem mit einer ersten 12 und einer zweiten 13 Elektrode umfasst.
Die Elektroden 12, 13 sind dabei jeweils zwischen
zwei angrenzenden Isolationsschichten 14, 15, 16 unter
Ausbildung eines Schichtaufbaus 14–12–15–13–16 angeordnet. 3 veranschaulicht,
dass dabei jede Elektrode 12, 13 mindestens einen
von einer ersten Seitenfläche
S1 des Schichtaufbaus 14–12–15–13–16 zugänglichen
Bereich aufweist. 3 shows that this embodiment of a particle sensor according to the invention 11 three insulation layers 14 . 15 . 16 and an electrode system having a first one 12 and a second 13 Electrode includes. The electrodes 12 . 13 are each between two adjacent insulation layers 14 . 15 . 16 under formation of a layer structure 14 - 12 - 15 - 13 - 16 arranged. 3 illustrates that doing each electrode 12 . 13 at least one of a first side surface S1 of the layer structure 14 - 12 - 15 - 13 - 16 has accessible area.
3 veranschaulicht
darüber
hinaus, dass die Hauptflächen
HE1, HE2, insbesondere die obere und untere Fläche (siehe 3),
der Elektroden 12, 13, vorzugsweise jeweils weniger
als 100 Prozent, beispielsweise ≤ 50%,
insbesondere ≤ 15%,
der Hauptfläche
H1, H2 der daran angrenzenden Isolationsschicht 14, 15, 16 kontaktieren.
Dies hat den Vorteil, dass eine geringe Menge an Elektrodenmaterial, insbesondere
Platin, benötigt
wird. Unter den „Hauptflächen einer
Elektrode” HE1,
HE2 beziehungsweise den „Hauptflächen einer
Schicht” H1,
H2 werden im Sinn der vorliegenden Erfindung die beiden größten, insbesondere
einander gegenüberliegenden,
Flächen
einer Elektrode 12, 13 beziehungsweise Schicht 14, 15, 16, 19, 20 verstanden.
Die weiteren Flächen
einer Elektrode 12, 13 beziehungsweise einer Schicht 14, 15, 16, 19, 20 werden
im Rahmen der vorliegenden Erfindung als „Seitenflächen der Elektrode” beziehungsweise „Seitenflächen der
Schicht” s1,
s2, s3, s4 (siehe 5a und 5b) bezeichnet. 3 illustrates, moreover, that the main surfaces HE1, HE2, in particular the upper and lower surface (see 3 ), the electrodes 12 . 13 , preferably in each case less than 100 percent, for example ≦ 50%, in particular ≦ 15%, of the main surface H1, H2 of the insulating layer adjacent thereto 14 . 15 . 16 to contact. This has the advantage that a small amount of electrode material, in particular platinum, is needed. In the context of the present invention, the "largest surfaces of an electrode" HE1, HE2 or the "main surfaces of a layer" H1, H2 are the two largest, in particular opposite, surfaces of an electrode 12 . 13 or layer 14 . 15 . 16 . 19 . 20 Understood. The other surfaces of an electrode 12 . 13 or a layer 14 . 15 . 16 . 19 . 20 are in the context of the present invention as "side surfaces of the electrode" or "side surfaces of the layer" s1, s2, s3, s4 (see 5a and 5b ) designated.
Unter
einer „Seitenfläche eines
Schichtaufbaus” S1,
S2, S3, S4 wird im Rahmen der vorliegenden Erfindung eine Fläche verstanden,
welche durch die Seitenflächen
s1, s2, s3, s4 mehrere aufeinander angeordneter Schichten 14, 15, 16 ausgebildet
wird.In the context of the present invention, a "side surface of a layer structure" S1, S2, S3, S4 is understood to mean a surface which, by means of the side surfaces s1, s2, s3, s4, has a plurality of layers arranged on one another 14 . 15 . 16 is trained.
Im
Rahmen einer bevorzugten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung weist jede Elektrode 12, 13 weiterhin,
das heißt
neben dem mindestens einen von einer ersten Seitenfläche S1 des
Schichtaufbaus 14–12–15–13–16 zugänglichen
Bereich, mindestens einen von den beiden angrenzenden Isolationsschichten 14, 15; 15, 16 umschlossen
Bereich auf. Dies hat den Vorteil, dass die Elektroden 12, 13 in
dem umschlossenen Bereich vor Korrosion geschützt werden.In a preferred embodiment of the present invention, each electrode 12 . 13 Furthermore, that is, in addition to the at least one of a first side surface S1 of the layer structure 14 - 12 - 15 - 13 - 16 accessible area, at least one of the two adjacent insulating layers 14 . 15 ; 15 . 16 enclosed area on. This has the advantage that the electrodes 12 . 13 be protected from corrosion in the enclosed area.
Unter
einem „von
zwei angrenzenden Isolationsschichten umschlossen Bereich einer
Elektrode” wird
im Sinn der vorliegenden Erfindung verstanden, dass die Elektrode 12; 13 in
diesem Bereich an mindestens drei, insbesondere drei, Elektrodenflächen an
eine oder mehrere Isolationsschichten 14, 15; 15, 16 angrenzt.
Beispielsweise grenzt in diesem Bereich die untere Fläche der
Elektrode 12 an eine Isolationsschicht 14, die
obere Fläche
der Elektrode 12 an eine andere Isolationsschicht 15 und
eine Seitenfläche
der Elektrode 12 teilweise oder vollständig an die eine 14 und/oder
die andere 15 Isolationsschicht an. Dies kann beispielsweise
durch das Aufbringen, insbesondere Aufdrucken, einer Isolationsschicht 15 mittels
eines Siebdruckverfahrens erfolgen, indem die Isolationsschicht 15 auf
eine Elektrode 12 und eine darunter angeordnete Isolationsschicht 14 derart
aufgedruckt wird, dass sowohl die obere Fläche der Elektrode 12 als
auch eine Seitenfläche
der Elektrode 12 an die aufgebrachte Isolationsschicht 15 angrenzt.
Beim Aufbringen einer Isolationsschichtfolie auf eine Elektrode 12 mittels
eines Laminierungsverfahrens kann die aufgebrachte Isolationsschicht 15 unter Anwendung
eines erhöhten
Drucks und/oder einer erhöhten
Temperatur ebenfalls sowohl an die obere Fläche als auch eine Seitenfläche der
Elektrode 12 angrenzend aufgebracht werden. Es sei angemerkt,
dass im Rahmen dieser Erfindung verwendete Richtungsbegriffe, wie „oben”, „unten”, „darunter”, usw.,
der Angabe der Reihenfolge von mehreren Bauteilen dienen und die
Erfindung nicht hinsichtlich der Ausrichtung im Bezug auf die Gravitationsrichtung
einschränken
sollen.Under one of two adjacent Isolati Onsschichten enclosed area of an electrode "is understood in the sense of the present invention that the electrode 12 ; 13 in this area at least three, in particular three, electrode surfaces to one or more insulating layers 14 . 15 ; 15 . 16 borders. For example, in this area, the lower surface of the electrode is adjacent 12 to an insulation layer 14 , the upper surface of the electrode 12 to another insulation layer 15 and a side surface of the electrode 12 partially or completely to the one 14 and / or the other 15 Insulation layer on. This can be achieved, for example, by the application, in particular printing, of an insulation layer 15 done by means of a screen printing process by the insulation layer 15 on an electrode 12 and an insulating layer disposed thereunder 14 is printed such that both the upper surface of the electrode 12 as well as a side surface of the electrode 12 to the applied insulation layer 15 borders. When applying an insulation layer foil to an electrode 12 By means of a lamination process, the applied insulating layer 15 also applying an increased pressure and / or an elevated temperature to both the upper surface and a side surface of the electrode 12 be applied adjacent. It should be noted that directional terms used in this invention, such as "top", "bottom", "below", etc., are intended to indicate the order of multiple components and are not intended to limit the invention in orientation with respect to the direction of gravity ,
Im
Rahmen der vorliegenden Erfindung ist es möglich, dass sich eine Isolationsschicht 14, 15, 16 aus
mehreren sehr dünnen
Isolationsschichtfolien zusammensetzt. Auf diese Weise kann auch
bei kleineren Defekten in den einzelnen Isolationsschichtfolien
eine gute isolierende Wirkung bei gleichzeitig geringer Dicke der
gesamten Isolationsschicht 14, 15, 16 erzielt
werden.In the context of the present invention, it is possible that an insulating layer 14 . 15 . 16 composed of several very thin insulating film layers. In this way, even with small defects in the individual insulating layer films a good insulating effect at the same time low thickness of the entire insulation layer 14 . 15 . 16 be achieved.
3 veranschaulicht
darüber
hinaus, dass im Rahmen einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung jede
Elektrode 12, 13 weiterhin mindestens einen von
einer zweiten Seitenfläche
S2 des Schichtaufbaus 14–12–15–13–16 zugänglichen
Bereich und/oder einen von einer dritten Seitenfläche S3 des
Schichtaufbaus 14–12–15–13–16 zugänglichen
Bereich aufweist. 3 zeigt ferner, dass im Rahmen
einer weiteren bevorzugten Ausführungsform
der Erfindung jeweils die von der ersten Seitenfläche S1 des
Schichtaufbaus 14–12–15–13–16 zugänglichen
Bereiche und jeweils die von der zweiten Seitenfläche S2 des
Schichtaufbaus 14–12–15–13–16 zugänglichen
Bereiche und/oder jeweils die von der dritten Seitenfläche S3 des Schichtaufbaus 14–12–15–13–16 zugänglichen
Bereiche der Elektroden 12, 13 übereinander,
insbesondere durch die Isolationsschichten 14, 15, 15 beabstandet
zueinander, angeordnet sind. Diese Ausführungsformen haben den Vorteil,
dass eine gleichmäßige Partikelanlagerung
auf mehreren Seitenflächen S1,
S2, S3 des Partikelsensors 11 ermöglicht sowie ein gerichteter
Verbau des Partikelsensors 11 in einem Schutzrohr vermieden
wird. 3 further illustrates that in a preferred embodiment of the invention, each electrode 12 . 13 at least one of a second side surface S2 of the layer structure 14 - 12 - 15 - 13 - 16 accessible area and / or one of a third side surface S3 of the layer structure 14 - 12 - 15 - 13 - 16 has accessible area. 3 further shows that within the scope of a further preferred embodiment of the invention, in each case those of the first side surface S1 of the layer structure 14 - 12 - 15 - 13 - 16 accessible areas and each of the second side surface S2 of the layer structure 14 - 12 - 15 - 13 - 16 accessible areas and / or each of the third side surface S3 of the layer structure 14 - 12 - 15 - 13 - 16 accessible areas of the electrodes 12 . 13 on top of each other, in particular through the insulation layers 14 . 15 . 15 spaced from each other, are arranged. These embodiments have the advantage that a uniform particle accumulation on a plurality of side surfaces S1, S2, S3 of the particle sensor 11 allows as well as a directed shoring of the particle sensor 11 is avoided in a protective tube.
Im
Rahmen der in 3 gezeigten Ausführungsform
sind die zugänglichen
Bereiche der Elektroden 12, 13 auf aneinander
angrenzenden Seitenflächen
S1, S2, S3 angeordnet. 3 zeigt darüber hinaus, dass die Elektroden 12, 13 im
Rahmen einer bevorzugten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung mindestens einen Bereich aufweisen, der sich über die
volle Breite einer Seitenfläche
S2 erstreckt. 3 zeigt insbesondere, dass sich
die Elektroden 12, 13 im Rahmen einer weiteren
bevorzugten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung einen ersten, sich über die volle Breite einer
Seitenfläche S2
erstreckenden Bereich und einen zweiten und dritten, sich zumindest
teilweise über
die Breite einer Seitenfläche
S1, S3 erstreckenden Bereich aufweisen, wobei der zweite und dritte
Bereich an den ersten Bereich angrenzt.As part of the in 3 The embodiments shown are the accessible areas of the electrodes 12 . 13 arranged on adjoining side surfaces S1, S2, S3. 3 moreover shows that the electrodes 12 . 13 in the context of a preferred embodiment of the present invention, have at least one region which extends over the full width of a side surface S2. 3 shows in particular that the electrodes 12 . 13 in the context of a further preferred embodiment of the present invention, a first, over the full width of a side surface S2 extending region and a second and third, at least partially over the width of a side surface S1, S3 extending region, wherein the second and third region of the first area is adjacent.
3 zeigt
darüber
hinaus, dass im Rahmen einer Ausführungsform die Seitenflächen S1,
S2, S3, S4 des Schichtaufbaus 14–12–15–13–16 eine
geringere Fläche
aufweisen als die Deckflächen
D1, D2 des Schichtaufbaus 14–12–15–13–16,
wobei die Bereiche der Elektroden 12, 13 von den
kleineren Seitenflächen
S1, S2, S3, S4 des Schichtaufbaus 14–12–15–13–16 aus
zugänglich
sind. Durch die bereits erläuterte
höhere Überströmung der
Seitenflächen
eines Partikelsensors 11 in einem herkömmlichen Schutzrohr können die
Partikel bei einer derartigen Anordnung besser gesammelt werden.
Eine Verringerung der absoluten Fläche des Elektrodensystems kann
dabei vorteilhafterweise durch den geringeren Elektrodenabstand
und die höhere Überströmung kompensiert
werden. 3 shows, moreover, that in one embodiment, the side surfaces S1, S2, S3, S4 of the layer structure 14 - 12 - 15 - 13 - 16 have a smaller area than the top surfaces D1, D2 of the layer structure 14 - 12 - 15 - 13 - 16 , wherein the areas of the electrodes 12 . 13 from the smaller side surfaces S1, S2, S3, S4 of the layer structure 14 - 12 - 15 - 13 - 16 are accessible from. By already explained higher flow over the side surfaces of a particle sensor 11 in a conventional protective tube, the particles can be collected better in such an arrangement. A reduction in the absolute area of the electrode system can be compensated advantageously by the smaller electrode spacing and the higher overflow.
Bei
beispielsweise einer sehr großen Schichtdicke
oder großen
Anzahl von aufeinander angeordneten Schichten 12, 13, 14, 15, 16 können im Rahmen
der vorliegenden Erfindung die Seitenflächen S1, S2, S3, S4 eines Schichtaufbaus 14–12–15–13–16 jedoch
auch eine größere Fläche aufweisen
als die Deckflächen
D1, D2 des Schichtaufbaus 14–12–15–13–16.
Im Rahmen einer anderen, nicht dargestellten Ausführungsform
weisen die Seitenflächen
S1, S2, S3, S4 des Schichtaufbaus 14–12–15–13–16 eine
größere Fläche auf
als die Deckflächen
D1, D2 des Schichtaufbaus 14–12–15–13–16,
wobei die Bereiche der Elektroden 12, 13 von den
größeren Seitenflächen S1,
S2, S3, S4 des Schichtaufbaus 14–12–15–13–16 aus
zugänglich
sind.For example, a very large layer thickness or large number of layers arranged on top of each other 12 . 13 . 14 . 15 . 16 can in the context of the present invention, the side surfaces S1, S2, S3, S4 of a layer structure 14 - 12 - 15 - 13 - 16 However, also have a larger area than the top surfaces D1, D2 of the layer structure 14 - 12 - 15 - 13 - 16 , In the context of another, not shown embodiment, the side surfaces S1, S2, S3, S4 of the layer structure 14 - 12 - 15 - 13 - 16 a larger area than the top surfaces D1, D2 of the layer structure 14 - 12 - 15 - 13 - 16 , wherein the areas of the electrodes 12 . 13 from the larger side surfaces S1, S2, S3, S4 of the layer structure 14 - 12 - 15 - 13 - 16 are accessible from.
Dies
kann insbesondere im Rahmen einer weiteren, nicht dargestellten,
bevorzugten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung der Fall sein, in der der Partikelsensor 11 eine
Vielzahl von Elektroden 12, 13 und Isolationsschichten 14, 15, 16 und/oder
gegebenenfalls Trägerschichten 19, 20 umfasst,
wobei die Elektroden 12, 13 jeweils zwischen zwei
angrenzenden Isolationsschichten 14, 15, 16 unter
Ausbildung eines Schichtaufbaus 14–12–15–13–16 angeordnet
sind. Durch Zusammenschalten jeweils der n-ten und jeweils der (n
+ 1)-ten Elektroden 12, 13 kann auf diese Weise
ein Elektrodensystem geschaffen werden, welches herkömmlichen
Interdigitalelektrodensystemen ähnelt, diese
aufgrund des bereits erläuterten
geringeren Abstands zwischen den Elektroden in der Sensibilität jedoch
deutlich übertrifft.This can be done in particular as part of a further, not shown, preferred embodiment of the present invention be the case in which the particle sensor 11 a variety of electrodes 12 . 13 and insulation layers 14 . 15 . 16 and / or optionally carrier layers 19 . 20 includes, wherein the electrodes 12 . 13 each between two adjacent insulation layers 14 . 15 . 16 under formation of a layer structure 14 - 12 - 15 - 13 - 16 are arranged. By interconnecting the nth and respectively the (n + 1) th electrodes 12 . 13 In this way, an electrode system can be created that is similar to conventional interdigital electrode systems, but significantly exceeds them in terms of sensitivity due to the already explained smaller distance between the electrodes.
Im
Rahmen einer weiteren, nicht dargestellten, bevorzugten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung ist auf mindestens einer der Deckflächen D1,
D2 des Schichtaufbaus 14–12–15–13–16 ein
Interdigitalelektrodensystem angeordnet. Dies hat den Vorteil, dass
eine gleichmäßige Partikelanlagerung auf
mehreren Seitenflächen
S1, S2, S3 und beiden Deckflächen
D1, D2 des Partikelsensors 11 ermöglicht und ein gerichteter
Verbau des Partikelsensors 11 in einem Schutzrohr vermieden
wird.In another, not shown, preferred embodiment of the present invention is on at least one of the top surfaces D1, D2 of the layer structure 14 - 12 - 15 - 13 - 16 arranged an interdigital electrode system. This has the advantage that a uniform particle accumulation on a plurality of side surfaces S1, S2, S3 and two cover surfaces D1, D2 of the particle sensor 11 allows and a directed shoring of the particle sensor 11 is avoided in a protective tube.
Im
Rahmen einer weiteren, nicht dargestellten, bevorzugten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung weisen die Elektrodenbereiche aufweisenden
Seitenflächen
S1, S2, S3 des Schichtaufbaus 14–12–15–13–16 Schlitze
und/oder eine gewellte Struktur auf. Dies hat den Vorteil, dass
hierdurch die für
den Gas-Partikel-Strom zugängliche
Elektrodenfläche
vergrößert wird.In the context of a further, not shown, preferred embodiment of the present invention, the electrode areas having side surfaces S1, S2, S3 of the layer structure 14 - 12 - 15 - 13 - 16 Slits and / or a wavy structure. This has the advantage that it increases the area of the electrode accessible to the gas-particle stream.
3 zeigt,
dass ein erfindungsgemäßer Partikelsensor 11 vorzugsweise
Zuleitungen 17a, 17b, 18a, 18b und/oder
Durchkontaktierungen 21a, 21b; 22a, 22b und/oder
Kontakte 23a, 23b, 24a, 24b zum
Kontaktieren der Elektroden 12, 13 aufweist. Im Rahmen
einer weiteren, bevorzugten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung sind die Zuleitungen 17a, 17b, 18a, 18b im
Inneren des Schichtaufbaus 14–12–15–13–16 angeordnet.
Dadurch werden die Zuleitungen 17a, 17b, 18a, 18b vorteilhafterweise vor
Korrosion geschützt.
Vorzugsweise kontaktieren die Hauptflächen HZ1, HZ2 der Zuleitungen 17a, 17b, 18a, 18b zusammen
mit den entsprechenden Hauptflächen
HE1, HE2 der Elektroden 12, 13, wie in 3 gezeigt,
jeweils weniger als 100 Prozent, beispielsweise ≤ 50%, insbesondere ≤ 15%, der
Hauptfläche
H1, H2 der daran angrenzenden Isolationsschicht 14, 15, 16. 3 shows that a particle sensor according to the invention 11 preferably leads 17a . 17b . 18a . 18b and / or vias 21a . 21b ; 22a . 22b and / or contacts 23a . 23b . 24a . 24b for contacting the electrodes 12 . 13 having. Within the scope of a further, preferred embodiment of the present invention, the supply lines 17a . 17b . 18a . 18b inside the layer structure 14 - 12 - 15 - 13 - 16 arranged. This will cause the leads 17a . 17b . 18a . 18b advantageously protected against corrosion. Preferably, the main surfaces HZ1, HZ2 contact the leads 17a . 17b . 18a . 18b together with the corresponding main surfaces HE1, HE2 of the electrodes 12 . 13 , as in 3 in each case less than 100 percent, for example ≦ 50%, in particular ≦ 15%, of the main surface H1, H2 of the insulating layer adjacent thereto 14 . 15 . 16 ,
3 zeigt
darüber
hinaus, dass der Schichtaufbau 14–12–15–13–16 eines
erfindungsgemäßen Partikelsensors 11 mindestens
eine Trägerschicht 19, 20 aufweisen
kann. Beispielsweise kann, wie in 3 gezeigt,
jeweils eine Trägerschicht 19, 20 auf
den Deckflächen
D1, D2 des Schichtaufbaus 14–12–15–13–16 angeordnet
sein. Die Trägerschichten 19, 20 können beispielsweise
Zirkoniumoxid, Aluminiumoxid und/oder Low Temperature cofired ceramic
(LTCC), insbesondere Zirkoniumoxid, umfassen, oder aus Zirkoniumoxid,
Aluminiumoxid und/oder Low Temperature cofired ceramic (LTCC), insbesondere
Zirkoniumoxid, ausgebildet sein. Insofern die Trägerschicht 19, 20 Zirkoniumoxid
umfasst und ein Interdigitalelektrodensystem auf einer oder beiden Deckflächen D1,
D2 vorgesehen ist, weist der erfindungsgemäße Partikelsensor 11 mindestens
eine Isolationsschicht zwischen dem Interdigitalelektrodensystem
und der Trägerschicht
auf. Die Trägerschichten 19, 20 können im
Rahmen der vorliegenden Erfindung beispielsweise eine Schichtdicke
dT von ≥ 5 μm bis ≤ 200 μm, insbesondere
von ≥ 5 μm bis ≤ 80 μm, aufweisen.
Dabei können
die Trägerschichten 19, 20 eine
oder mehrere Trägerschichtfolien
und/oder Trägerdruckschichten
mit einer Schichtdicke von ≥ 5 μm bis ≤ 100 μm, beispielsweise
von ≥ 5 μm bis ≤ 40 μm, umfassen.
Die Hauptflächen
der Trägerschichten 19, 20 können beispielsweise ≥ 20 mm2 bis ≤ 800
mm2, insbesondere ≥ 20 mm2 bis ≤ 500 mm2, betragen. Insbesondere können die
Trägerschichten 19, 20 gleich
große
Hauptflächen
H1, H2 aufweisen. Vorzugsweise weisen die Trägerschichten 19, 20 gleich
große
Hauptflächen H1,
H2 wie die Isolationsschichten 14, 15, 16 auf. 3 moreover shows that the layer structure 14 - 12 - 15 - 13 - 16 a particle sensor according to the invention 11 at least one carrier layer 19 . 20 can have. For example, as in 3 each shown a carrier layer 19 . 20 on the top surfaces D1, D2 of the layer structure 14 - 12 - 15 - 13 - 16 be arranged. The carrier layers 19 . 20 For example, zirconia, alumina, and / or low temperature cofired ceramic (LTCC), particularly zirconia, may comprise or may be formed of zirconia, alumina, and / or low temperature cofired ceramic (LTCC), particularly zirconia. In this respect, the carrier layer 19 . 20 Includes zirconium oxide and an interdigital electrode system is provided on one or both top surfaces D1, D2, has the particle sensor according to the invention 11 at least one insulating layer between the interdigital electrode system and the carrier layer. The carrier layers 19 . 20 For example, in the context of the present invention, they may have a layer thickness d T of ≥ 5 μm to ≦ 200 μm, in particular of ≥ 5 μm to ≦ 80 μm. In this case, the carrier layers 19 . 20 one or more carrier layer films and / or carrier printing layers having a layer thickness of ≥ 5 microns to ≤ 100 microns, for example, from ≥ 5 microns to ≤ 40 microns include. The main surfaces of the carrier layers 19 . 20 For example, they can be ≥ 20 mm 2 to ≦ 800 mm 2 , in particular ≥ 20 mm 2 to ≦ 500 mm 2 . In particular, the carrier layers 19 . 20 have the same size major surfaces H1, H2. Preferably, the carrier layers 19 . 20 equal major surfaces H1, H2 as the insulation layers 14 . 15 . 16 on.
Die
Isolationsschichten 14, 15, 16 und/oder Trägerschichten 19, 20 können im
Rahmen der vorliegenden Erfindung plattenförmig oder im wesentlichen scheibenfömig sein
und einen platten/blockförmigen
beziehungsweise im wesentlichen zylindrischen Schichtaufbau 14–12–15–13–16 ausbilden. Unter
dem Begriff „im
wesentlichen scheibenförmig” wird im
Rahmen der vorliegenden Erfindung verstanden, dass neben Schichten
mit kreisförmigen
Hauptflächen
(Isolationsschichtscheiben) auch Isolationsschichten mit im wesentlichen
runden, insbesondere ovalen oder elliptischen, Hauptflächen umfasst
sind.The insulation layers 14 . 15 . 16 and / or carrier layers 19 . 20 For the purposes of the present invention, they may be plate-shaped or substantially disk-shaped and may have a plate-like / block-shaped or essentially cylindrical layer structure 14 - 12 - 15 - 13 - 16 form. In the context of the present invention, the term "substantially disk-shaped" is understood to mean that, in addition to layers having circular main surfaces (insulation layer disks), insulating layers having substantially round, in particular oval or elliptical, main surfaces are included.
Die
Isolationsschichten 14, 15, 16 können im Rahmen
der vorliegenden Erfindung Aluminiumoxid und/oder Magnesiumoxid
und/oder Ca-dotierten Zirkoniumoxid, insbesondere Aluminiumoxid,
umfassen, oder aus Aluminiumoxid und/oder Magnesiumoxid und/oder
Ca-dotierten Zirkoniumoxid,
insbesondere Aluminiumoxid, ausgebildet sein. Die Isolationsschichten 14, 15, 16 können im
Rahmen der vorliegenden Erfindung eine Schichtdicke dI von ≥ 5 μm bis ≤ 200 μm, beispielsweise
von ≥ 5 μm bis ≤ 80 μm oder von ≥ 5 μm bis ≤ 60 μm, insbesondere
von ≥ 5 μm bis ≤ 40 μm, aufweisen.
Dabei können
die Isolationsschichten 14, 15, 16 eine
oder mehrere Isolationsschichtfolien und/oder Isolationsdruckschichten mit
einer Schichtdicke von ≥ 5 μm bis ≤ 100 μm, beispielsweise
von ≥ 5 μm bis ≤ 40 μm oder von ≥ 5 μm bis ≤ 30 μm, insbesondere
von ≥ 5 μm bis ≤ 20 μm, umfassen.
Die Hauptflächen
der Isolationsschichten 14, 15, 16 können beispielsweise ≥ 20 mm2 bis ≤ 800 mm2, insbesondere ≥ 20 mm2 bis ≤ 500 mm2, betragen. Insbesondere können die
Isolationsschichten 14, 15, 16 gleich
große
Hauptflächen
H1, H2 aufweisen.The insulation layers 14 . 15 . 16 For the purposes of the present invention, they may comprise aluminum oxide and / or magnesium oxide and / or Ca-doped zirconium oxide, in particular aluminum oxide, or may be formed from aluminum oxide and / or magnesium oxide and / or Ca-doped zirconium oxide, in particular aluminum oxide. The insulation layers 14 . 15 . 16 In the context of the present invention, they can have a layer thickness d I of ≥ 5 μm to ≦ 200 μm, for example of ≥ 5 μm to ≦ 80 μm or of ≥ 5 μm to ≦ 60 μm, in particular of ≥ 5 μm to ≦ 40 μm. The insulation layers can 14 . 15 . 16 one or more insulating layer films and / or insulation printing layers having a layer thickness of ≥ 5 μm to ≤ 100 μm, for example from ≥ 5 μm to ≤ 40 μm or of ≥ 5 μm to ≤ 30 μm, in particular from ≥ 5 μm to ≤ 20 μm. The main surfaces of the insulation layers 14 . 15 . 16 For example, they can be ≥ 20 mm 2 to ≦ 800 mm 2 , in particular ≥ 20 mm 2 to ≦ 500 mm 2 . In particular, the insulation layers 14 . 15 . 16 have the same size major surfaces H1, H2.
Im
Rahmen der vorliegenden Erfindung kann der Abstand dEE zwischen
den Elektroden 12, 13 der Isolationsschichtdicke
dI entsprechen. So kann der Abstand dEE zwischen den Elektroden 12, 13 von ≥ 5 μm bis ≤ 200 μm, beispielsweise
von ≥ 5 μm bis ≤ 80 μm oder von ≥ 5 μm bis ≤ 60 μm, insbesondere
von ≥ 5 μm bis ≤ 40 μm, betragen.
Insbesondere kann der Abstand dEE zwischen
den Elektroden 12, 13 ≤ 60 μm oder ≤ 40 μm oder ≤ 20 μm, beispielsweise 5 μm, betragen.In the context of the present invention, the distance d EE between the electrodes 12 . 13 the insulation layer thickness d I correspond. So can the distance d EE between the electrodes 12 . 13 from ≥ 5 μm to ≤ 200 μm, for example from ≥ 5 μm to ≤ 80 μm or from ≥ 5 μm to ≤ 60 μm, in particular from ≥ 5 μm to ≤ 40 μm. In particular, the distance d EE between the electrodes 12 . 13 ≤ 60 μm or ≤ 40 μm or ≤ 20 μm, for example 5 μm.
Zweckmäßigerweise
sind die Elektroden 12, 13 im Rahmen der vorliegenden
Erfindung aus einem leitfähigen
Material ausgebildet. Beispielsweise können die Elektroden 12, 13 Platin
umfassen oder aus Platin ausgebildet sein. Die Elektroden 12, 13 können im
Rahmender vorliegenden Erfindung beispielsweise eine Elektrodendicke
dE von ≥ 5 μm bis ≤ 200 μm, insbesondere
von ≥ 5 μm bis ≤ 80 μm, aufweisen.
Im Rahmender vorliegenden Erfindung können die Elektroden 12, 13 beispielsweise
eine Elektrodenbreite bE von ≥ 10 μm bis ≤ 80 μm, insbesondere
von ≥ 10 μm bis ≤ 20 μm, aufweisen.
Im Rahmender vorliegenden Erfindung können die Elektroden 12, 13 beispielsweise
eine Elektrodenlänge
von ≥ 5 mm
bis ≤ 90
mm, insbesondere von ≥ 20
mm bis ≤ 75
mm, aufweisen. Da die Elektroden 12, 13 auf mehreren
Seitenflächen S1,
S2, S3 zugängliche
Bereiche aufweisen können, wird
unter der Elektrodenlänge
insbesondere die Summe der Längen
der von den Seitenflächen
S1, S2, S3 zugänglichen
Elektrodenbereichen verstanden, wobei die Längen parallel zu den Isolationsschichten 14, 15, 16 gemessen
werden.Conveniently, the electrodes 12 . 13 formed in the context of the present invention from a conductive material. For example, the electrodes 12 . 13 Platinum or be formed of platinum. The electrodes 12 . 13 In the context of the present invention, for example, they may have an electrode thickness d E of ≥ 5 μm to ≦ 200 μm, in particular of ≥ 5 μm to ≦ 80 μm. In the context of the present invention, the electrodes 12 . 13 For example, have an electrode width b E of ≥ 10 microns to ≤ 80 microns, in particular from ≥ 10 microns to ≤ 20 microns, have. In the context of the present invention, the electrodes 12 . 13 For example, have an electrode length of ≥ 5 mm to ≤ 90 mm, in particular from ≥ 20 mm to ≤ 75 mm. Because the electrodes 12 . 13 In particular, the sum of the lengths of the electrode regions accessible from the side surfaces S1, S2, S3 can be understood as meaning the electrode regions accessible on a plurality of side surfaces S1, S2, S3, the lengths being parallel to the insulating layers 14 . 15 . 16 be measured.
Im
Rahmen einer besonders bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden
Erfindung dient die erste Elektrode 12 als Heizvorrichtung.
Die Funktion der ersten Elektrode 12 als Heizvorrichtung
hat den Vorteil, dass der Partikelsensor 11 nur lokal an den
Seitenflächen
S1, S2, S3 des Schichtaufbaus 14–12–15–13–16 mittels
einer einzigen Kontaktschleife erwärmt wird, wobei der Heizleistungsbedarf sehr
stark reduziert, eine gleichmäßige Erwärmung des
Sensorfläche
gewährleistet
und lokale Hotspots vermieden werden, wodurch Temperaturalterungsprobleme
zusätzlich
vermindert werden.In a particularly preferred embodiment of the present invention, the first electrode is used 12 as a heater. The function of the first electrode 12 as a heater has the advantage that the particle sensor 11 only locally on the side surfaces S1, S2, S3 of the layer structure 14 - 12 - 15 - 13 - 16 is heated by a single contact loop, the heating power requirement is greatly reduced, ensures uniform heating of the sensor surface and local hot spots are avoided, whereby temperature aging problems are further reduced.
Aufgrund
der verminderten Temperaturalterungsprobleme ist eine Temperaturmessvorrichtung grundsätzlich nicht
notwendig. Es ist im Rahmen der vorliegenden Erfindung jedoch möglich, dass
der erfindungsgemäße Partikelsensor 11 eine
Temperaturmessvorrichtung umfasst.Due to the reduced temperature aging problems, a temperature measuring device is basically not necessary. However, it is possible within the scope of the present invention that the particle sensor according to the invention 11 a temperature measuring device comprises.
Im
Rahmen einer besonders bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden
Erfindung dient die zweite Elektrode 13 als Temperaturmessvorrichtung.
Die zweite Elektrode 13 kann darüber hinaus als Funktionsdiagnosevorrichtung
dienen.In a particularly preferred embodiment of the present invention, the second electrode is used 13 as a temperature measuring device. The second electrode 13 can also serve as a function diagnostic device.
4 zeigt
ein Schaltbild eines erfindungsgemäßen Partikelsensors 11 bei
dem die erste Elektrode 12 als Heizvorrichtung und die
zweite Elektrode 13 als Temperaturmessvorrichtung dient. 4 veranschaulicht.
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung hat es sich als vorteilhaft
heraus gestellt die als Heizvorrichtung dienende erste Elektrode 12,
wie in 4 gezeigt, über
eine, insbesondere anodenseitige Spannungsregelung anzuschließen. Dies
liegt darin begründet,
dass durch die Spannungsregelung gegebenenfalls auftretende Leckströme eines
Heizvorrichtungsschalters kompensiert werden können. Die als Temperaturmessvorrichtung
dienende zweite Elektrode 13 ist vorteilhafterweise, wie
in 4 gezeigt, kathodenseitig angeschlossen. Dies
hat den Vorteil, dass eine Messung des Temperatursignals während der
Partikel-Detektion stattfinden kann und zudem ein gegebenenfalls
auftretender Fehlerstrom durch die Messung des Offsetstroms während der Blindzeit
des Partikelsensors kompensiert werden kann. 4 shows a circuit diagram of a particle sensor according to the invention 11 where the first electrode 12 as a heater and the second electrode 13 serves as a temperature measuring device. 4 illustrated. In the context of the present invention, it has turned out to be advantageous the first electrode serving as a heating device 12 , as in 4 shown to connect via a, in particular anode-side voltage regulation. This is due to the fact that possibly occurring leakage currents of a heater switch can be compensated by the voltage control. The serving as a temperature measuring device second electrode 13 is advantageously, as in 4 shown, connected on the cathode side. This has the advantage that a measurement of the temperature signal can take place during the particle detection and, in addition, an optionally occurring fault current can be compensated by the measurement of the offset current during the blanking time of the particle sensor.
Ein
weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren
zur Herstellung eines, insbesondere erfindungsgemäßen, Partikelsensors 11, insbesondere
eines resistiven Partikelsensors 11 zur Detektion von leitfähigen Partikeln
in einem Gasstrom, umfassend die Verfahrensschritte:
- a) Aufbringen einer ersten Elektrode 12 auf eine erste
Isolationsschicht 14 mittels eines Siebdruck- oder Laminierungsverfahrens,
wobei die erste Elektrode 12 zumindest auf einen Teil eines
Randbereiches R1, R2, R3 einer der Hauptflächen H1 der ersten Isolationsschicht 14 aufgebracht
wird, wobei die erste Elektrode 12 weniger als 100 Prozent,
beispielsweise ≤ 50%,
insbesondere ≤ 15%, der
Hauptfläche
H1 der ersten Isolationsschicht 14 bedeckt,
- b) Aufbringen mindestens einer zweiten Isolationsschicht 15 auf
die erste Elektrode 12 und die erste Isolationsschicht 14 unter
Ausbildung eines Schichtaufbaus 14–12–15,
wobei die erste Elektrode 12 mindestens einen von einer
ersten Seitenfläche
S1 des Schichtaufbaus 14–12–15 zugänglichen
Bereich aufweist,
- c) Aufbringen einer zweiten Elektrode 13 auf die zweite
Isolationsschicht 15 mittels eines Siebdruck- oder Laminierungsverfahrens,
wobei die zweite Elektrode 13 zumindest auf einen Teil
des Randbereiches R1, R2, R3 der, insbesondere äußeren, Hauptfläche H1 der
zweiten Isolationsschicht 15 aufgebracht wird, welcher
im Schichtaufbau 14–12–15 über der
ersten Elektrode 12 angeordnet ist, wobei die zweite Elektrode 13 weniger
als 100 Prozent, beispielsweise ≤ 50%,
insbesondere ≤ 15%,
der Hauptfläche
der zweiten Isolationsschicht 15 bedeckt, und
- d) Aufbringen mindestens einer dritte Isolationsschicht 16 auf
die zweite Elektrode 13 und die zweite Isolationsschicht 15 unter
Erweiterung des Schichtaufbaus 14–12–15–13–16,
wobei die zweite Elektrode 13 mindestens einen von der
ersten Seitenfläche
S1 des Schichtaufbaus 14–12–15–13–16 zugänglichen
Bereich aufweist.
Another object of the present invention is a process for the preparation of a particular particle sensor according to the invention 11 , in particular a resistive particle sensor 11 for the detection of conductive particles in a gas stream, comprising the method steps: - a) applying a first electrode 12 on a first insulation layer 14 by a screen printing or lamination method, wherein the first electrode 12 at least on a part of an edge region R1, R2, R3 of one of the main surfaces H1 of the first insulation layer 14 is applied, wherein the first electrode 12 less than 100 percent, for example ≦ 50%, in particular ≦ 15%, of the main surface H1 of the first insulating layer 14 covered,
- b) applying at least one second insulating layer 15 on the first electrode 12 and the first insulation layer 14 under formation of a layer structure 14 - 12 - 15 , wherein the first electrode 12 at least one of a first side surface S1 of the layer structure 14 - 12 - 15 has an accessible area,
- c) applying a second electrode 13 on the second insulation layer 15 by a screen printing or lamination method, wherein the second electrode 13 at least on a part of the edge region R1, R2, R3 of the, in particular outer, main surface H1 of the second insulation layer 15 is applied, which in layer structure 14 - 12 - 15 above the first electrode 12 is arranged, wherein the second electrode 13 less than 100 percent, for example ≤ 50%, in particular ≤ 15%, of the main surface of the second insulation layer 15 covered, and
- d) applying at least a third insulation layer 16 on the second electrode 13 and the second insulation layer 15 under extension of the layer structure 14 - 12 - 15 - 13 - 16 , wherein the second electrode 13 at least one of the first side surface S1 of the layer structure 14 - 12 - 15 - 13 - 16 has accessible area.
Durch
das erfindungsgemäße Verfahren können vorteilhafterweise,
wie bereits erläutert,
Partikelsensoren 11 mit sehr geringen Elektrodenabständen hergestellt
werden. Darüber
hinaus lassen sich durch das Aufbringen der Elektroden 12, 13 auf den
Randbereichen R1, R2, R3 die Kosten für das Elektrodenmaterial, insbesondere
Platin, verringern.By the method according to the invention can advantageously, as already explained, particulate sensors 11 be made with very small electrode gaps. In addition, can be by the application of the electrodes 12 . 13 on the edge regions R1, R2, R3 reduce the cost of the electrode material, in particular platinum.
Die 5a und 5b sind
schematische, perspektivische Ansicht einer plattenförmigen beziehungsweise
scheibenförmigen
Schicht 14 und Veranschaulichen die Hauptflächen H1,
H2, die Randbereiche R1, R2; R3, R4 einer Hauptflächen H1,
den Innenbereich I einer Hauptflächen
H1, die Seitenflächen
s1, s2, s3, s4 einer Schicht 14 sowie die erfindungsgemäße Anordnung
der Elektrode 12. Unter einem „Randbereich” R1, R2,
R3, R4 einer Hauptfläche H1
einer Schicht 14 wird im Sinn der vorliegenden Erfindung
der Bereich einer Hauptfläche
H1 einer Schicht 14 verstanden, welcher an eine mit einer
Seitenfläche
s1, s2, s3, s4 der Schicht 14 gebildeten Kante angrenzt.
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung kann die Summe der Randbereichflächen einer Hauptfläche H1 beispielsweise ≤ 50%, insbesondere ≤ 15%, der
Hauptfläche
H1 betragen. Eine polygone, beispielsweise wie in 5a gezeigte
rechteckige, Hauptfläche
H1 kann im Rahmen der vorliegenden Erfindung mehrere, beispielsweise
vier, Randbereiche R1, R2, R3, R4 aufweisen. Eine im Wesentlichen runde,
beispielsweise kreisförmige
oder ovale oder ellipsenförmige,
Hauptfläche
H1 kann hingegen nur einen Randbereich R1 aufweisen. Unter dem „Innenbereich” I der
Hauptfläche
H1 wird insbesondere der Bereich der Hauptfläche H1 verstanden, welcher
kein Randbereich R1, R2, R3, R4 ist.The 5a and 5b are schematic, perspective view of a plate-shaped or disc-shaped layer 14 and illustrate the major surfaces H1, H2, the edge regions R1, R2; R3, R4 of a main surface H1, the inner region I of a main surface H1, the side surfaces s1, s2, s3, s4 of a layer 14 and the arrangement of the electrode according to the invention 12 , Below a "border area" R1, R2, R3, R4 of a major surface H1 of a layer 14 In the context of the present invention, the area of a main surface H1 of a layer is determined 14 which is connected to one having a side surface s1, s2, s3, s4 of the layer 14 formed edge adjacent. In the context of the present invention, the sum of the edge area areas of a main area H1 can be, for example, ≦ 50%, in particular ≦ 15%, of the main area H1. A polygone, for example as in 5a In the context of the present invention, the rectangular main surface H1 shown can have several, for example four, edge regions R1, R2, R3, R4. By contrast, a substantially round, for example circular or oval or elliptical, main surface H1 can have only one edge region R1. The "inner region" I of the main surface H1 is to be understood as meaning, in particular, the region of the main surface H1 which is not an edge region R1, R2, R3, R4.
Im
Rahmen einer bevorzugten Ausführungsform
des erfindungsgemäßen Verfahrens
umfasst das erfindungsgemäße Verfahren
nach dem Verfahrensschritt d) einfach oder mehrfach die Verfahrensschrittsequenz:
- e1) Aufbringen einer weiteren Elektrode auf
eine vorherige Isolationsschicht 16 mittels eines Siebdruck-
oder Laminierungsverfahrens, wobei die weitere Elektrode zumindest
auf einen Teil eines Randbereiches der, insbesondere äußeren, Hauptflächen der
vorherigen Isolationsschicht 16 aufgebracht wird, welcher
im Schichtaufbau 14–12–15–13–16 über der
vorherigen Elektrode 13 angeordnet ist, wobei die weitere
Elektrode weniger als 100 Prozent, beispielsweise ≤ 50%, insbesondere ≤ 15%, der
Hauptfläche
der vorherigen Isolationsschicht 16 bedeckt, und
- e2) Aufbringen mindestens einer weiteren Isolationsschicht auf
die weitere Elektrode und die vorherige Isolationsschicht 16 unter
Erweiterung des Schichtaufbaus 14–12–15–13–16,
wobei die weitere Elektrode mindestens einen von der ersten Seitenfläche S1 des
Schichtaufbaus 16–13–14–12–15 zugänglichen
Bereich aufweist.
Within the scope of a preferred embodiment of the process according to the invention, the process according to the invention after process step d) comprises simply or multiply the process step sequence: - e1) applying a further electrode to a previous insulation layer 16 by means of a screen printing or laminating method, wherein the further electrode at least on a part of an edge region of, in particular outer, major surfaces of the previous insulating layer 16 is applied, which in the layer structure 14 - 12 - 15 - 13 - 16 over the previous electrode 13 is arranged, wherein the further electrode less than 100 percent, for example ≤ 50%, in particular ≤ 15%, of the main surface of the previous insulating layer 16 covered, and
- e2) applying at least one further insulating layer to the further electrode and the previous insulating layer 16 under extension of the layer structure 14 - 12 - 15 - 13 - 16 wherein the further electrode is at least one of the first side surface S1 of the layer structure 16 - 13 - 14 - 12 - 15 has accessible area.
Wie
bereits im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Partikelsensor erläutert, kann durch
Zusammenschalten jeweils der n-ten und jeweils der (n + 1)-ten Elektroden
ein Elektrodensystem mit einer sehr hohen Sensibilität geschaffen
werden.As
already explained in connection with the particle sensor according to the invention, can by
Connecting together the nth and respectively the (n + 1) th electrodes
created an electrode system with a very high sensitivity
become.
Im
Rahmen einer bevorzugten Ausführungsform
des erfindungsgemäßen Verfahrens
erfolgen die Verfahrensschritte b), d), e2) und/oder der später erläuterte Verfahrensschritt
z) in der Form, dass die jeweiligen Elektroden 12; 13, 12', 12'', 12''', 12'''', 13', 13'', 13''', 13'''' weiterhin,
das heißt
neben dem mindestens einen von einer ersten Seitenfläche S1 des Schichtaufbaus 14–12–15–13–16 zugänglichen
Bereich, mindestens einen von den beiden angrenzenden Isolationsschichten 14, 15; 15, 16; 14', 14'', 14''', 14'''', 15', 15'', 15''', 15''''; 15', 15'', 15''', 15'''', 16', 16'', 16''', 16'''' umschlossen
Bereich aufweisen.Within the scope of a preferred embodiment of the method according to the invention, the method steps b), d), e2) and / or the later explained method step z) take place in the form that the respective electrodes 12 ; 13 . 12 ' . 12 '' . 12 ''' . 12 '''' . 13 ' . 13 '' . 13 ''' . 13 '''' Furthermore, that is, in addition to the at least one of a first side surface S1 of the layer structure 14 - 12 - 15 - 13 - 16 accessible area, at least one of the two adjacent insulating layers 14 . 15 ; 15 . 16 ; 14 ' . 14 '' . 14 ''' . 14 '''' . 15 ' . 15 '' . 15 ''' . 15 ''''; 15 ' . 15 '' . 15 ''' . 15 '''' . 16 ' . 16 '' . 16 ''' . 16 '''' enclosed area.
Im
Rahmen einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens werden
die Elektroden 12, 13 zumindest teilweise auf mindestens
zwei, insbesondere mindestens drei, Randbereiche R1, R2, R3, R4
der Hauptfläche
H1 der jeweiligen Isolationsschicht 14, 15, 16 aufgebracht
werden. Beispielsweise können
die Elektroden 12, 13 zumindest teilweise auf
mindestens zwei, insbesondere mindestens drei, aneinander angrenzende
Randbereiche R1, R2, R3, R4 der Hauptfläche H1 der jeweiligen Isolationsschicht 14, 15, 16 aufgebracht
werden.In a further preferred embodiment of the method according to the invention, the electrodes 12 . 13 at least partially on at least two, in particular at least three, edge regions R1, R2, R3, R4 of the main surface H1 of the respective insulation layer 14 . 15 . 16 be applied. For example, the electrodes 12 . 13 at least partially on at least two, in particular at least three, adjoining edge regions R1, R2, R3, R4 of the main surface H1 of the respective insulation layer 14 . 15 . 16 be applied.
Im
Rahmen einer besonders bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens
werden die Elektroden 12, 13 in der Form zumindest
teilweise auf mindestens zwei Randbereiche R1, R2, R3, R4 der Hauptfläche H1 der
jeweiligen Isolationsschicht 14, 15, 16 aufgebracht,
dass jede Elektrode 12, 13 einen von einer ersten
Seitenfläche S1
des Schichtaufbaus 16–13–14–12–15 zugänglichen
Bereich und einen von einer zweiten Seitenfläche S2 des Schichtaufbaus 16–13–14–12–15 zugänglichen
Bereich und/oder einen von einer dritten Seitenfläche S3 des
Schichtaufbaus 16–13–14–12–15 zugänglichen
Bereich aufweist, wobei jeweils die von der ersten Seitenfläche S1 zugänglichen
Bereiche und jeweils die von der zweiten Seitenfläche S2 zugänglichen
Bereiche und jeweils die von der dritten Seitenfläche S2 zugänglichen
Bereiche der Elektroden 12, 13 übereinander,
insbesondere durch die Isolationsschichten 14, 15, 16 beabstandet
zueinander, angeordnet sind.In a particularly preferred embodiment of the method according to the invention, the electrodes 12 . 13 in the form at least partially on at least two edge regions R1, R2, R3, R4 of the main surface H1 of the respective insulation layer 14 . 15 . 16 applied to each electrode 12 . 13 one of a first side surface S1 of the layer structure 16 - 13 - 14 - 12 - 15 accessible area and one of a second side surface S2 of the layer structure 16 - 13 - 14 - 12 - 15 accessible area and / or one of a third side surface S3 of the layer structure 16 - 13 - 14 - 12 - 15 has an accessible area where in each case the areas accessible from the first side area S1 and in each case the areas accessible from the second side area S2 and in each case the areas of the electrodes accessible from the third side area S2 12 . 13 on top of each other, in particular through the insulation layers 14 . 15 . 16 spaced from each other, are arranged.
Im
Rahmen einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens werden
die Elektroden 12, 13 vollständig auf einen Randbereich
R2 und zumindest teilweise auf zwei an diesen Randbereich angrenzende
Randbereiche R1, R2 der Hauptfläche
H1 der jeweiligen Isolationsschicht 14, 15, 16 aufgebracht
werden.In a further preferred embodiment of the method according to the invention, the electrodes 12 . 13 completely on an edge region R2 and at least partially on two adjacent to this edge region edge regions R1, R2 of the main surface H1 of the respective insulating layer 14 . 15 . 16 be applied.
Vorteilhafterweise
werden im Verfahrensschritt a) auch die Zuleitungen 17a, 17b der
ersten Elektrode 12 auf die erste Isolationsschicht 14 und/oder
im Verfahrensschritt c) auch die Zuleitungen 18a, 18b der
zweiten Elektrode 13 auf die zweite Isolationsschicht 15 und/oder
im Verfahrensschritt e1) auch die Zuleitungen der weiteren Elektrode
auf die vorherige Isolationsschicht 16 aufgebracht. Vorzugsweise
werden die Zuleitungen 17a, 17b, 18a, 18b auf
den Innenbereich I der Hauptfläche
H1 der jeweiligen Isolationsschicht 14, 15, 16 aufgebracht. Vorteilhafterweise
werden die Zuleitungen 17a, 17b, 18a, 18b dadurch
von Isolationsschichten 14, 15, 16 umschlossen
und somit vor Korrosion geschützt.Advantageously, in process step a), the supply lines 17a . 17b the first electrode 12 on the first insulation layer 14 and / or in process step c) also the supply lines 18a . 18b the second electrode 13 on the second insulation layer 15 and / or in process step e1), the leads of the further electrode to the previous insulation layer 16 applied. Preferably, the supply lines 17a . 17b . 18a . 18b on the inner region I of the main surface H1 of the respective insulation layer 14 . 15 . 16 applied. Advantageously, the supply lines 17a . 17b . 18a . 18b thereby of insulation layers 14 . 15 . 16 enclosed and thus protected against corrosion.
Im
Rahmen einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens umfasst
das Verfahren weiterhin vor dem Verfahrensschritt a) den Verfahrensschritt
0): Aufbringen der ersten Isolationsschicht 14 auf mindestens
eine erste Trägerschicht 19;
und/oder nach dem Verfahrensschritt d) oder e2) den Verfahrensschritt
f): Aufbringen mindestens einer zweiten Trägerschicht 20 auf die
dritte 16 beziehungsweise weitere Isolationsschicht.Within the scope of a further preferred embodiment of the method according to the invention, the method further comprises, prior to method step a), method step 0): applying the first insulation layer 14 on at least a first carrier layer 19 ; and / or after process step d) or e2) the process step f): applying at least one second carrier layer 20 to the third 16 or further insulation layer.
Im
Rahmen einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens, weisen
eine oder mehrere der Isolationsschichten 14, 16 und/oder
eine oder mehrere der Trägerschichten 19, 20 Aussparungen
auf, durch welche Durchkontaktierungen 21a, 21b; 22a, 22b zwischen äußeren Kontakten 23a, 23b; 24a, 24b und
den Zuleitungen 17a, 17b; 18a, 18b der
Elektroden 12, 13 ausgebildet werden können.Within the scope of a further preferred embodiment of the method according to the invention, one or more of the insulation layers 14 . 16 and / or one or more of the carrier layers 19 . 20 Recesses on, through which vias 21a . 21b ; 22a . 22b between external contacts 23a . 23b ; 24a . 24b and the supply lines 17a . 17b ; 18a . 18b the electrodes 12 . 13 can be trained.
Im
Rahmen einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens umfasst
das Verfahren weiterhin den Verfahrensschritt g): Ausbilden von
Schlitzen in den zugängliche Elektrodenbereiche
aufweisenden Seitenflächen
S1, S2, S3 des Schichtaufbaus 16–13–14–12–15 und/oder
einer gewellten Struktur der zugängliche Elektrodenbereiche
aufweisenden Seitenflächen
S1, S2, S3 des Schichtaufbaus 16–13–14–12–15 zur
Vergrößerung der
zugänglichen
Elektrodenfläche.Within the scope of a further preferred embodiment of the method according to the invention, the method further comprises the method step g): forming slots in the side surfaces S1, S2, S3 of the layer structure having accessible electrode areas 16 - 13 - 14 - 12 - 15 and / or a corrugated structure of the accessible electrode areas having side surfaces S1, S2, S3 of the layer structure 16 - 13 - 14 - 12 - 15 to increase the accessible electrode area.
Das
Ausbilden der Schlitze beziehungsweise der gewellten Struktur kann
dabei mittels Schneiden, insbesondere Mikrotontechnik oder Abstempeln
erfolgen. Gegebenfalls wird anschließen ein Schleif- und/oder Politurverfahren
eingesetzt um durch das Zerteilen möglicherweise entstandene Kurzschlüsse zwischen
den Elektroden 12, 13 zu entfernen.The formation of the slots or the corrugated structure can be effected by means of cutting, in particular microtone technology or stamping. If necessary, a grinding and / or polishing process is then used to break up any short circuits between the electrodes that may have occurred during the cutting process 12 . 13 to remove.
Im
Rahmen einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens umfasst
das Verfahren weiterhin den Verfahrensschritt h): Aufbringen mindestens
eines Interdigitalelektrodensystems auf die Hauptfläche H1 einer äußeren Isolationsschicht 16 oder
Aufbringen einer weiteren Isolationsschicht auf eine Trägerschichten 19, 20 und
zusätzliches
Aufbringen mindestens eines Interdigitalelektrodensystems auf die
Hauptfläche
der weiteren Isolationsschicht. Unter einem Interdigitalelektrodensystem
wird dabei insbesondere ein Elektrodensystem mit mindestens zwei
kammartig ineinander greifenden Elektroden verstanden. Das Aufbringen
eines oder mehrerer Interdigitalelektrodensysteme hat den Vorteil,
dass eine Messung in einer weiteren Raumrichtung ermöglicht wird.Within the scope of a further preferred embodiment of the method according to the invention, the method furthermore comprises the method step h): applying at least one interdigital electrode system to the main surface H1 of an outer insulation layer 16 or applying a further insulating layer on a carrier layers 19 . 20 and additionally applying at least one interdigital electrode system to the main surface of the further insulation layer. In this context, an interdigital electrode system is understood as meaning, in particular, an electrode system having at least two electrodes which engage in one another like a comb. The application of one or more interdigital electrode systems has the advantage that a measurement in a further spatial direction is made possible.
Das
Aufbringen der Isolationsschichten 14, 15, 16 und/oder
Trägerschichten 19, 20 und/oder
der Interdigitalelektrodensysteme kann im Rahmen der vorliegenden
Erfindung mittels eines Siebdruck- oder Laminierungsverfahrens erfolgen.
Vorzugsweise erfolgt das Aufbringen der Elektroden 12, 13 und/oder der
Isolationsschichten 14, 15, 16 und/oder
Trägerschichten 19, 20 und/oder
der Interdigitalelektrodensysteme im Rahmen der vorliegenden Erfindung
mittels eines Siebdruckverfahrens. Vorzugsweise wird der Schichtaufbau 16–13–14–12–15,
insbesondere anschließend,
gesintert. Falls die Isolationsschichten 14, 15, 16 über die
zugänglichen Elektrodenbereiche hinausragen
kann ein Abschleifen der Seitenflächen S1, S2, S3 unter Umständen entfallen.The application of the insulation layers 14 . 15 . 16 and / or carrier layers 19 . 20 and / or the interdigital electrode systems can be carried out in the context of the present invention by means of a screen printing or lamination process. Preferably, the application of the electrodes takes place 12 . 13 and / or the insulation layers 14 . 15 . 16 and / or carrier layers 19 . 20 and / or the interdigital electrode systems in the context of the present invention by means of a screen printing process. Preferably, the layer structure 16 - 13 - 14 - 12 - 15 , in particular subsequently, sintered. If the insulation layers 14 . 15 . 16 A protrusion of the side surfaces S1, S2, S3 may possibly be omitted beyond the accessible electrode regions.
Hinsichtlich
der im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens
für die
Isolationsschichten 14, 15, 16, Trägerschichten 19, 20 und
Elektroden 12, 13 einsetzbarer Materialien sowie
deren Dimensionen und Abstände,
wird hiermit explizit auf die Erläuterungen im Zusammenhang mit
dem erfindungsgemäßen Partikelsensor 11 verwiesen.With regard to in the context of the method according to the invention for the insulating layers 14 . 15 . 16 , Backing layers 19 . 20 and electrodes 12 . 13 usable materials and their dimensions and distances, is hereby explicitly to the explanations in connection with the particle sensor according to the invention 11 directed.
Die 6a bis 6e veranschaulichen eine
besonders bevorzugte Ausführungsform
des erfindungsgemäßen Verfahrens,
in dem eine Vielzahl von Partikelsensoren 11', 11'', 11''', 11'''' hergestellt wird
anhand von schematischen, perspektivischen Ansichten.The 6a to 6e illustrate a particularly preferred embodiment of the method according to the invention, in which a plurality of particle sensors 11 ' . 11 '' . 11 ''' . 11 '''' is produced by means of schematic, perspective views.
6a zeigt,
dass im Rahmen dieser Ausführungsform
des erfindungsgemäßen Verfahrens
im Verfahrensschritt a) eine Vielzahl von ersten Elektroden 12', 12'', 12''', 12'''' auf eine erste
Isolationsschicht 14 mittels eines Siebdruck- oder Laminierungsverfahrens
aufgebracht wird. Die ersten Elektroden 12', 12'', 12''', 12'''' werden dabei
jeweils zumindest auf einen Teil eines Randbereiches R1', R2', R3', ..., R1'''', R2'''', R3'''' der Hauptfläche H1', H1'', H1''', H1'''' der
ersten Isolationsschicht 14', 14'', 14''', 14'''' des jeweiligen
herzustellen Partikelsensors 11', 11'', 11''', 11'''' aufgebracht.
Dabei bedecken die ersten Elektroden 12', 12'', 12''', 12'''' weniger als
100 Prozent, beispielsweise ≤ 50%,
insbesondere ≤ 15%, der
Hauptfläche
H1', H1'', H1''', H1'''' der
ersten Isolationsschicht 14', 14'', 14''', 14'''' des jeweiligen
herzustellen Partikelsensors 11', 11'', 11''', 11''''. 6a shows that under this aus Guidance form of the method according to the invention in step a) a plurality of first electrodes 12 ' . 12 '' . 12 ''' . 12 '''' on a first insulation layer 14 is applied by means of a screen printing or lamination process. The first electrodes 12 ' . 12 '' . 12 ''' . 12 '''' are in each case at least part of an edge region R1 ', R2', R3 ', ..., R1'''',R2'''',R3''''of the main surface H1', H1 '', H1 ''', H1 '''' of the first insulation layer 14 ' . 14 '' . 14 ''' . 14 '''' of the respective produce particle sensor 11 ' . 11 '' . 11 ''' . 11 '''' applied. The first electrodes cover 12 ' . 12 '' . 12 ''' . 12 '''' less than 100 percent, for example ≦ 50%, in particular ≦ 15%, of the main surface H1 ', H1 ", H1"', H1 "'of the first insulation layer 14 ' . 14 '' . 14 ''' . 14 '''' of the respective produce particle sensor 11 ' . 11 '' . 11 ''' . 11 '''' ,
6b zeigt,
dass im Rahmen dieser Ausführungsform
des erfindungsgemäßen Verfahrens
im Verfahrenschritt b) mindestens einer zweiten Isolationsschicht 15 auf
die ersten Elektroden 12', 12'', 12''', 12'''' und die erste
Isolationsschicht 14 unter Ausbildung eines Schichtaufbaus 14–12', 12'', 12''', 12''''–15 aufgebracht
wird. 6b shows that in the context of this embodiment of the method according to the invention in process step b) at least one second insulating layer 15 on the first electrodes 12 ' . 12 '' . 12 ''' . 12 '''' and the first insulation layer 14 under formation of a layer structure 14 - 12 ' . 12 '' . 12 ''' . 12 '''' - 15 is applied.
6c zeigt,
dass im Rahmen dieser Ausführungsform
des erfindungsgemäßen Verfahrens
im Verfahrensschritt c) einer Vielzahl von zweiten Elektroden 13', 13'', 13''', 13'''' auf die zweite
Isolationsschicht 15 mittels eines Siebdruck- oder Laminierungsverfahrens
aufgebracht wird. Die zweiten Elektrode 13', 13'', 13''', 13'''' werden dabei
zumindest auf einen Teil des Randbereiches R1' R2',
R3', ..., R1'''', R2'''', R3'''' der, insbesondere äußeren Hauptfläche H1', H1'', H1''', H1'''' der
zweiten Isolationsschicht 15', 15'', 15''', 15'''' des jeweiligen
herzustellen Partikelsensors 11', 11'', 11''', 11'''' aufgebracht, welcher
im Schichtaufbau 14–12', 12'', 12''', 12''''–15) über der
ersten Elektrode 12', 12'', 12''', 12'''' des jeweiligen herzustellen
Partikelsensors 11', 11'', 11''', 11'''' angeordnet
ist. Die die zweiten Elektroden 13', 13'', 13''', 13'''' bedecken dabei
weniger als 100 Prozent, beispielsweise ≤ 50%, insbesondere ≤ 15%, der
Hauptfläche
H1', H1'', H1''', H1'''' der
zweiten Isolationsschicht 15', 15'', 15''', 15'''' des jeweiligen
herzustellen Partikelsensors 11', 11'', 11''', 11''''. 6c shows that in the context of this embodiment of the method according to the invention in method step c) of a plurality of second electrodes 13 ' . 13 '' . 13 ''' . 13 '''' on the second insulation layer 15 is applied by means of a screen printing or lamination process. The second electrode 13 ' . 13 '' . 13 ''' . 13 '''' In this case, at least part of the edge region R1 'R2', R3 ', ..., R1'''',R2'''',R3''''of the, in particular outer major surface H1', H1 '', H1 ''',H1''''of the second insulation layer 15 ' . 15 '' . 15 ''' . 15 '''' of the respective produce particle sensor 11 ' . 11 '' . 11 ''' . 11 '''' applied, which in the layer structure 14 - 12 ' . 12 '' . 12 ''' . 12 '''' - 15 ) above the first electrode 12 ' . 12 '' . 12 ''' . 12 '''' of the respective produce particle sensor 11 ' . 11 '' . 11 ''' . 11 '''' is arranged. The second electrodes 13 ' . 13 '' . 13 ''' . 13 '''' cover less than 100 percent, for example ≤ 50%, in particular ≤ 15%, the major surface H1 ', H1'',H1''', H1 '''' of the second insulating layer 15 ' . 15 '' . 15 ''' . 15 '''' of the respective produce particle sensor 11 ' . 11 '' . 11 ''' . 11 '''' ,
6d zeigt,
dass im Rahmen dieser Ausführungsform
des erfindungsgemäßen Verfahrens
im Verfahrensschritt d) mindestens einer dritte Isolationsschicht 16 auf
die zweiten Elektroden 13', 13'', 13''', 13'''' und die zweite
Isolationsschicht 15 unter Erweiterung des Schichtaufbaus 14–12', 12'', 12''', 12'''–15–13', 13'', 13''', 13''''–16 aufgebracht
wird. 6d shows that in the context of this embodiment of the method according to the invention in method step d) at least one third insulating layer 16 on the second electrodes 13 ' . 13 '' . 13 ''' . 13 '''' and the second insulation layer 15 under extension of the layer structure 14 - 12 ' . 12 '' . 12 ''' . 12 ''' - 15 - 13 ' . 13 '' . 13 ''' . 13 '''' - 16 is applied.
6e zeigt,
dass im Rahmen dieser Ausführungsform
des erfindungsgemäßen Verfahrens weiterhin
im Verfahrensschritt z) der Schichtaufbau 14–12', 12'', 12''', 12''''–15–13', 13'', 13''', 13''''–16 in eine
Vielzahl von Partikelsensoren 11', 11'', 11''', 11'''' zerteilt wird. 6d zeigt,
dass die Elektroden 12', 12'', 12''', 12'''', 13', 13'', 13''', 13'''' dabei jeweils mindestens
einen von einer ersten Seitenfläche
S1 des Schichtaufbaus 14–12', 12'', 12''', 12''''–15–13', 13'', 13''', 13''''–16 des
Partikelsensors 11', 11'', 11''', 11'''' zugänglichen
Bereich aufweisen. 6e shows that in the context of this embodiment of the method according to the invention further in step z) of the layer structure 14 - 12 ' . 12 '' . 12 ''' . 12 '''' - 15 - 13 ' . 13 '' . 13 ''' . 13 '''' - 16 into a variety of particle sensors 11 ' . 11 '' . 11 ''' . 11 '''' is divided. 6d shows that the electrodes 12 ' . 12 '' . 12 ''' . 12 '''' . 13 ' . 13 '' . 13 ''' . 13 '''' in each case at least one of a first side surface S1 of the layer structure 14 - 12 ' . 12 '' . 12 ''' . 12 '''' - 15 - 13 ' . 13 '' . 13 ''' . 13 '''' - 16 of the particle sensor 11 ' . 11 '' . 11 ''' . 11 '''' have accessible area.
Das
Ausbilden von Schlitzen in den zugängliche Elektrodenbereiche
aufweisenden Seitenflächen
S1, S2, S3 des Schichtaufbaus und/oder einer gewellten Struktur
der zugängliche
Elektrodenbereiche aufweisenden Seitenflächen S1, S2, S3 des Schichtaufbaus
kann dabei, beispielsweise mittels Schneiden, insbesondere Mikrotontechnik,
oder Abstempeln, im Verfahrensschritt z) erfolgen.The
Forming slots in the accessible electrode areas
having side surfaces
S1, S2, S3 of the layer structure and / or a corrugated structure
the accessible one
Side regions S1, S2, S3 of the layer structure having electrode regions
can, for example by means of cutting, in particular microtone technology,
or stamping, in method step z).