[发明专利]传感器元件和用于制造传感器元件的方法

说明书

本发明提出一种用于废气传感器的传感器元件，该传感器元件具有陶瓷基体(50)，该陶瓷基体的表面(51)具有至少一个电绝缘的表面区域，其中，传感器元件(10)具有至少一个沿着基体(50)的表面区域面式地构造的导电的传导结构(52)，其特征在于，传导结构(52)沿垂直于该表面的方向部分地嵌入在基体(50)中。

背景技术

由现有技术已知用于废气传感器的传感器元件。

DE-102006002111 A1例如公开一种用于以确定气体混合物中的颗粒浓度的气体传感器、尤其是炭黑传感器的传感器元件，所述传感器元件具有至少一个暴露于待确定的气体的测量组件、至少一个集成到传感器元件中的加热元件和至少一个集成到传感器元件中的温度测量元件，其中，加热元件在传感器元件内部在空间上在测量组件与温度测量元件之间布置。

发明内容

本发明涉及一种具有延长的使用寿命的传感器元件和一种用于制造这样的传感器元件的方法。

为了该目的，设置有在独立权利要求中说明的措施。使传导结构沿垂直于陶瓷基体表面的方向部分地嵌入基体中，由此产生传导结构与基体之间的啮合并且因此产生传导结构与基体之间的持久强化的连接。如果传感器元件在它的使用寿命期间受到强烈地热、热液和/或腐蚀负载，传导结构仍不减弱地保持与基体连接。

“传导结构沿垂直于陶瓷基体表面的方向部分地嵌入”此处尤其理解为：仅排除完全的嵌入以及排除传导结构仅布置在基体的就此而言未结构化的表面上。此处这尤其如下地理解：就此而言，在陶瓷基体的否则宏观构造的表面中设置有微结构，传导结构沿垂直于陶瓷基体的表面的方向部分地被接收在该微结构中。

传导结构是导电的结构，也就是说尤其是：传导结构由这样的材料组成，该材料的比电阻在室温下小于0.5欧mm²/m。

本发明的扩展方案设置为：存在这样的最小尺寸，传导结构以该最小尺寸挤入到陶瓷基体中，并且存在这样的最小尺寸，传导结构以该最小尺寸从陶瓷基体中伸出。就此而言可以设置为，该传导结构的高度的至少10％沿垂直于表面的方向挤入、即嵌入。附加地或替代地，就此而言可以设置为，传导结构沿垂直于表面的方向挤入、即嵌入最高90％。

传导结构可以例如直至它高度的一半地嵌入到基体中，这尤其可以理解为它的高度的30％与70％之间挤入。

传感器元件尤其可以是颗粒传感器的如下传感器元件，该传感器元件在它的表面上具有两个梳状的、彼此接合的交叉指型电极作为传导结构，所述交叉指型电极在根据规定的使用中在很大程度上直接暴露于废气。

此外，本发明涉及一种用于制造传感器元件、尤其是根据本发明的传感器元件的方法。

根据本发明的方法设置为：在将含贵金属的预传导结构施加到陶瓷预基体上且在此部分地引入到预基体中之后，通过烧结陶瓷预基体和含贵金属的预传导结构来制造这样的传感器元件。

可行的是：通过加印进行施加。附加地或替代地可行的是：通过压入、例如在加印期间进行引入。替代地，压入也可以紧接着加印(例如借助于压入装置)进行。

可行的是：陶瓷预基体由未烧结的陶瓷薄膜组成，例如由包含氧化铝或以钇稳定的二氧化锆(YSZ)或堇青石或镁橄榄石或多晶硅并且附加地包含结合剂和溶解剂的陶瓷薄膜组成。

附加地可以设置为：陶瓷预基体由如上所述的未烧结的陶瓷薄膜组成，在该陶瓷薄膜上附加地面式地施加至少一个绝缘膏。在此，含贵金属的预传导结构被施加到至少一个绝缘膏上并且被部分地引入。

在此尤其设置为：含贵金属的预传导结构具有比至少一个绝缘膏更高的粘度，即更硬。这确保：含贵金属的预传导结构能够以小的耗费并且棱边分明地部分引入到绝缘膏中。