[发明专利]改进的高温芯片

说明书

本发明涉及一种温度传感器，特别是高温传感器，具有：涂层衬底，其中衬底包含氧化锆或氧化锆陶瓷；至少一个电阻结构和至少两个连接触点，其中连接触点电性接触电阻结构，其中衬底涂有绝缘层，其中绝缘层包含金属氧化物层，电阻结构和绝缘层的未设置电阻结构的自由区域至少局部地涂有陶瓷中间层，并且在陶瓷中间层上设有保护层和/或盖体，其中在绝缘层中形成至少一个开口，该开口至少部分地暴露出衬底的表面。

技术领域

本发明涉及一种温度传感器，特别是一种高温传感器，具有衬底、至少一个电阻结构和至少两个连接触点，其中所述连接触点电性接触所述电阻结构。

背景技术

这种温度传感器在汽车工业中被用来测量废气温度和/或发动机气体的燃烧温度。通常应尽可能靠近发动机进行测量。因此，这种传感器必须能够承受燃烧气体的高温。具有平面电阻结构的温度传感器例如披露于DE 197 42 696 A1。

在现有技术中，关于如何构建这种耐高温的温度传感器，已经提出了一些建议。DE10 2007 046 900 B4提出一种带有自承式盖体的传感器，作为对铂电阻结构的保护。DE 102009 007 940 B4披露了另一种高温传感器，其衬底含有氧化锆。为了防止发生对铂片电阻结构有害的离子中毒，DE 10 2011 051 845 B4建议在衬底上额外施加牺牲电极。

DE 10 2012 110 210 B4揭示一种在频繁的温度变化下也能发挥作用的温度传感器。然而，所述的温度传感器在高温下长期暴露于腐蚀性气体后，特别是长期暴露于内燃机的废气流后开始漂移。以DE 10 2012 110 210 B4中所描述的温度传感器为例，观察到的偏差可以归因于诸如铬、镍、铁和硅等外来原子从废气流到电阻结构的扩散。

发明内容

因此，本发明的目的是克服现有技术的缺点。特别是想要提供一种传感器偏移不大的温度传感器。

本发明用以达成该目的的解决方案是一种温度传感器，特别是高温传感器，具有：涂层衬底，其中衬底包含氧化锆或氧化锆陶瓷；至少一个电阻结构和至少两个连接触点，其中连接触点电性接触电阻结构，其中衬底涂有绝缘层，其中绝缘层包含金属氧化物层，电阻结构和绝缘层的未设置电阻结构的自由区域至少局部地涂有陶瓷中间层，并且在陶瓷中间层上设有保护层和/或盖体，其中在绝缘层中形成至少一个开口，该开口至少部分地暴露出衬底的表面。

根据本发明，衬底包含氧化锆或氧化锆陶瓷。在本发明的例子中，衬底也可以由氧化锆或氧化锆陶瓷构成或者基本由氧化锆或氧化锆陶瓷构成。在本发明的例子中，绝缘层也可以由金属氧化物层构成或者基本由金属氧化物层构成。在一个例子中，衬底由氧化锆或氧化锆陶瓷构成，并且绝缘层由金属氧化物层构成。

术语“开口”可以理解为绝缘层中或绝缘层边缘的材料缺口。该材料缺口例如可呈圆形、椭圆形、矩形、沟槽形或缝隙形。术语“层”可以理解为平面层或基本平面的层，其中数个层可以堆叠布置。

有利的是，通过在绝缘层中形成至少一个开口，且该开口至少部分地暴露出衬底的表面，增加了高温传感器的稳定性。在本发明的例子中，在绝缘层中形成数个开口。

在由现有技术已知的温度传感器中，绝缘层可以形成一个供外来原子渗透的通道。绝缘层中的金属氧化物的多孔性可以看作是造成这种情况的原因。多孔结构促进了外来原子的扩散。当外来原子到达电阻结构(例如铂薄层结构)时，它们与铂形成合金，改变了铂薄层结构的电阻。通过形成至少一个开口，这种影响被最小化或消除了。