[發明專利]傳感器元件和用于制造傳感器元件的方法

在審

• 申請號: 201680063937.0
• 申請日: 2016-10-18
• 公開（公告）號: CN108139276A
• 公開（公告）日: 2018-06-08
• 發明（設計）人: J.伊勒;A.魏登費爾德;C.L.米德
• 申請（專利權）人: 埃普科斯股份有限公司
• 主分類號: G01K7/16
• 分類號: G01K7/16
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 臧永杰;劉春元

本發明描述了一種用于溫度測量的傳感器元件。該傳感器元件（1）被設置用于借助壓力燒結而固定在印刷電路板上，其中傳感器元件（1）的結構形式被構造為，使得在壓力燒結期間，到傳感器元件（1）的壓力加載被補償。還描述一種用于制造傳感器元件（1）的方法。

技術領域

說明一種傳感器元件。該傳感器元件尤其是可以用于測量溫度。例如涉及NTC（負溫度系數）傳感器元件，于是涉及熱變阻器。此外，說明一種用于制造傳感器元件的方法。

背景技術

根據現有技術，為了在最不同的應用中的監控和調節，主要利用陶瓷熱變阻器熱敏電阻元件（NTC）、硅溫度傳感器（KTY）、鉑溫度傳感器（PRTD）或者熱電偶元件（TC）來測量溫度。在此由于小的制造成本，NTC熱敏電阻是最普遍的。相對于熱電偶元件和金屬電阻元件、諸如Pt元件，另外的優點例如在于，突出的負電阻溫度特性。

為了在功率模塊中的使用，主要使用釬焊上的SMD NTC溫度傳感器。在用于小功率的控制模塊的情況下，代替于此也使用NTC芯片，其借助Ag燒結、釬焊或者粘接被安裝在底側上并且經由接合導線來接觸其上側。

為了NTC陶瓷的電接觸，必須施加金屬電極。根據現有技術，厚層電極為此主要由銀或金膏通過具有隨后的焊透（Einbrand）的絲網印刷工藝來施加。銀金屬化物尤其適合于AG燒結和釬焊連接。由于鑒于新的可靠的端子接觸、例如接合和焊接方面的提高的技術要求，特別在與金或鋁或銅導線接合的情況下需要另外的電極，因為對銀的連接不具有足夠的可靠性。

在金-金屬化物的情形下，不能實現與端子導線的釬焊連接。接合連接出于成本原因只能用金細導線來實現。在金電極上的鋁接合導線連接不能達到可靠性要求。

目前，在功率模塊的情況下的溫度測量利用釬焊上的SMD NTC傳感器來進行。由于關于使用溫度和可靠性方面的提高的要求，存在對NTC溫度傳感器的要求，這些溫度傳感器可以在無釬焊裝配的情況下施加到電路板上并且具有高的長期穩定性以及適合于較高的使用溫度。

合適的裝配是以細分散的銀膏進行的Ag燒結，然而其通過活負荷在壓力下進行。對此，在倒裝芯片裝配的情況下要求器件的足夠的機械穩定性，以便使出現的彎曲應力不導致斷裂或者以便不發生損壞（裂紋）。傳統的NTC傳感器陶瓷大多具有過小的抗彎強度來經受住出現的負荷。

發明內容

待解決的任務在于，說明一種傳感器元件，其具有經改善的特性。

該任務通過按照獨立權利要求的傳感器元件來解決。

按照一個方面，說明一種用于溫度測量的傳感器元件。該傳感器元件具有陶瓷傳感器材料。該傳感器材料是NTC陶瓷。例如，該陶瓷具有鈣鈦礦結構。尤其是，所述陶瓷基于具有不同摻雜的Y-Ca-Cr-Al-O系?？商娲兀搨鞲衅髟梢跃哂袔в屑饩Y構的陶瓷。例如，該陶瓷可以基于具有不同摻雜的Ni-Co-Mn-O系。傳感器元件是NTC傳感器芯片。

該傳感器元件被設置用于，借助Ag壓力燒結來固定在印刷電路板或DCB板上。尤其是，傳感器元件被構造用于借助Ag燒結來裝配在印刷電路板上。傳感器元件的結構形式被構造為，使得在壓力燒結期間到傳感器元件上的壓力加載被補償。

通過根據本發明的結構形式，提高傳感器元件的機械穩定性。該構件的壓力燒結由此能夠實現：不誘發可能的損壞，例如微裂紋等，或者不引起構件的甚至斷裂。由此，提供特別穩定的傳感器元件，其可以在無釬焊裝配的情況下施加在印刷電路板上。

按照一種實施例，傳感器元件具有至少一個電極。優選，傳感器元件具有兩個電極。此外，傳感器元件也可以還具有陶瓷增強部或陶瓷載體。這些電極布置在陶瓷傳感器材料上。