EP1715331B1

Thermoanalytical sensor and method for its production

Abstract

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EP1715331B1, drawing sheet 1
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Expired 28 October 2023, 2.9 years ago.

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10 claims: 1 independent, 9 dependent

  1. 1
    Thermoanalytischer Sensor mit einem Substrat (1), durch das ein Wärmestrom zwischen einer an das Substrat (1) thermisch angekoppelten Wärmequelle und mindestens einer auf dem Sensor ausgebildeten Messposition (3, 3', 30, 31, 32, 33) leitbar ist, und mit einer auf einer im wesentlichen ebenen Oberfläche (2) des Substrats (1) ausgebildeten Thermoelementanordnung zur Lieferung eines thermoelektrischen Signals, die eine der Messposition zugeordnete Reihe von in einer Schaltungsanordnung miteinander verbundenen, jeweils aus zwei unterschiedlichen Thermoelementmaterialien (6, 7) zusammengesetzten Thermokontakten (5, 8, 9, 10) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Thermokontakte (5, 8, 9, 10) in mindestens zwei übereinander angeordneten und jeweils durch eine Isolierschicht (18, 22) voneinander getrennten Ebenen angeordnet sind, in denen sich jeweils zur Bildung von Abschnitten (14, 15, 16) der Schaltungsanordnung dienende Verbindungen der Thermokontakte (5, 8, 9, 10) erstrecken und entsprechende Enden der Abschnitte zur Bildung der Schaltungsanordnung durch Durchkontaktierung (19, 19', 19'') miteinander verbunden sind.
  2. 2
    Thermoanalytischer Sensor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in der in Bezug auf das Substrat (1) obersten Ebene Anschlüsse (12), an denen das von der Thermoelementanordnung gelieferte thermoelektrische Signal abgreifbar ist, ausgebildet sind und ein Ende des in der in Bezug auf das Substrat (1) untersten Ebene angeordneten Abschnittes (14) der Schaltungsanordnung durch Durchkontaktierung mit einem der Anschlüsse (12) verbunden ist.
  3. 3
    Thermoanalytischer Sensor nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Schaltungsanordnung eine Thermosäule ist, in der die Thermokontakte hintereinander geschaltet sind, und die Abschnitte (14, 15, 16) der Schaltungsanordnung Abschnitte der Thermosäule sind.
  4. 4
    Thermoanalytischer Sensor nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Thermokontakte (5, 8, 9, 10) das Zentrum (4, 4') der Messposition (3, 3') azimutal umgeben und abwechselnd in unterschiedlichen radialen Abständen zum Zentrum der Messposition angeordnet sind.
  5. 5
    Thermoanalytischer Sensor nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die in den verschiedenen Ebenen angeordneten Abschnitte (14, 15, 16) der Schaltungsanordnung im wesentlichen deckungsgleich sind.
  6. 6
    Thermoanalytischer Sensor nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Substrat (1) ein keramisches Substrat ist, dessen Wärmeleitfähigkeit nicht grösser als 5, bevorzugt unter 3, insbesondere unter 2 Watt pro Meter und Kelvin ist.
  7. 7
    Verfahren zur Herstellung eines thermoanalytischen Sensors, nach einem der Ansprüche 1 bis 6, bei dem auf einer im wesentlichen ebenen Oberfläche (2) eines Substrats (1) in Dickschichttechnik ein Muster aus zwei unterschiedlichen Thermoelementmaterialpasten (6, 7) aufgedruckt wird, welches einer zur Lieferung eines thermoelektrischen Signals dienenden Thermoelementanordnung mit einer mindestens einer Messposition (3, 3', 30, 31, 32, 33) zugeordneten Reihe von in einer Schaltungsanordnung miteinander verbundenen, aus den zwei unterschiedlichen Thermoelementmaterialien (6, 7) zusammengesetzten Thermokontakten (5, 8, 9, 10) entspricht, und das aufgedruckte Muster aufgebrannt wird, dadurch gekennzeichnet, dass das Muster in mindestens zwei Teilmuster (14, 15, 16) zerlegt, auf dem Substrat (1) eines der Teilmuster (14, 15, 16) in Dickschichttechnik hergestellt, darüber eine Isolierschicht (18, 22) mit dem Zusammenhang der Teilmuster entsprechenden Durchkontaktierungslöchern (19, 19') aufgebracht, darauf ein weiteres der Teilmuster (14, 15, 16) in Dickschichttechnik hergestellt und dieser Vorgang so lange durchgeführt wird, bis alle Teilmuster (14, 15, 16) übereinander hergestellt sind.
  8. 8
    Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Teilmuster (14, 15, 16) im wesentlichen deckungsgleich gestaltet werden.
  9. 9
    Verfahren nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Teilmuster (14, 15, 16) so gestaltet werden, dass sie jeweils durch eine einzige Verbindung (17, 17', 17") miteinander zusammenhängen.
  10. 10
    Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass auf dem in Bezug auf das Substrat (1) obersten Teilmuster (16) eine Isolierschicht (24) mit Anschlüssen, an denen das thermoelektrische Signal abgreifbar ist, hergestellt wird, von denen mindestens einer zu dem in Bezug auf das Substrat (1) untersten Teilmuster (14) durchkontaktiert wird.