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1. DE102019216129 - Sensor mit verstärkter Membran zur Konzentrationsmessung eines Analysefluids

Anmerkung: Text basiert auf automatischer optischer Zeichenerkennung (OCR). Verwenden Sie bitte aus rechtlichen Gründen die PDF-Version.

[ DE ]

Ansprüche  



1. Sensor (1) zum Messen einer Konzentration eines Analysefluids basierend auf einem Wärmeleitfähigkeitsprinzip, mit mindestens einem auf einer Messmembran (8) angeordneten Analyseheizelement (14) zum Erwärmen des Analysefluids, mit einem auf einer Referenzmembran (6) angeordneten Referenzheizelement (12) zum Erwärmen mindestens eines Referenzfluids, wobei die Messmembran (8) und die Referenzmembran (6) zueinander benachbart zwischen einem Sensorsubstrat (16) und einem Kappensubstrat (18) angeordnet sind, wobei die Messmembran (8) in einem Messvolumen (4) und die Referenzmembran (6) in einem Referenzvolumen (2) angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Messmembran (8) und die Referenzmembran (6) jeweils mindestens eine Beschichtung (28) aufweisen, wobei mindestens eine Aussparung (30) in der Messmembran (8) angeordnet ist.
 
2. Sensor nach Anspruch 1, wobei das mindestens eine Analyseheizelement (14) und das mindestens eine Referenzheizelement (12) mit einer sensorexternen oder sensorinternen Auswerteelektronik (44) zum Messen einer durch das Analysefluid verursachten Widerstandsänderung des Analyseheizelementes (14) relativ zu einem elektrischen Widerstand des Referenzheizelementes (12) verbindbar sind.
 
3. Sensor nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Beschichtung (28) als eine einseitige oder beidseitige Beschichtung ausgestaltet ist.
 
4. Sensor nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei das (2) Referenzvolumen vorderseitig und/oder rückseitig geöffnet ist oder das Referenzvolumen (2) als ein geschlossenes Volumen ausgeführt ist, wobei die Referenzmembran (6) als eine geschlossene oder mit einer Aussparung (30) versehene Membran geformt ist.
 
5. Sensor nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei das Messvolumen (4) mindestens einen vorderseitig, rückseitig und/oder seitlich angeschlossenen Fluidkanal (23, 24) aufweist, wobei der Fluidkanal (23, 24) in ein Kappensubstrat (18), ein Sockelsubstrat (20) und/oder in das Sensorsubstrat (16) eingebracht ist.
 
6. Sensor nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die Beschichtung (28) mindestens ein Nitrid, Silizium, Oxid, Kunststoff und/oder Keramik aufweist.
 
7. Sensor nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei das Messvolumen (4) und die Messmembran (8) und/oder das Referenzvolumen (2) und die Referenzmembran (6) einen rechteckigen, quadratischen, ovalen oder kreisförmigen Querschnitt aufweisen.
 
8. Sensor nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei das Messvolumen (4) und das Referenzvolumen (2) gleich groß oder unterschiedlich groß dimensioniert sind.
 
9. Sensor nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei der Sensor (1) mindestens zwei Analyseheizelemente (14, R1, R4) und mindestens zwei Referenzheizelemente (12, R2, R3) aufweist, wobei die Analyseheizelemente (14) und Referenzheizelemente (12) als Heizelemente und/oder Messelemente für eine Widerstandsänderung verwendbar sind.
 
10. Sensor nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei die geschlossene Referenzmembran (6) ein in das Kappensubstrat (18) eingebrachte erste Referenzvolumen (2) von einem in das Sensorsubstrat (16) eingebrachten zweiten Referenzvolumen (3) trennt, wobei das erste Referenzvolumen (2) und das zweite Referenzvolumen (3) mit einem gleichen Fluid oder mit unterschiedlichen Fluiden gefüllt sind.
 
11. Verfahren zum Herstellen eines Sensors (1) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei
- eine waferförmige Sensorschicht (34) bereitgestellt wird,
- eine Membranschicht (36) auf der Sensorschicht (34) abgeschieden wird,
- Analyseheizelemente (14) und Referenzheizelemente (12) in Form von elektrisch leitfähigen Strukturen (10) auf die Membranschicht (36) aufgebracht werden,
- mindestens eine Beschichtung (28) als Schutz der elektrisch leitfähigen Strukturen (10) abgeschieden wird,
- Aussparungen (30) durch Materialabtrag in die Membranschicht (36) eingebracht werden,
- eine geschlossene oder mit Öffnungen (22, 23) versehene Kappenschicht (38) auf der Membranschicht (36) oder auf der Beschichtung (32) der Membranschicht (36) angeordnet wird,
- die Membranschicht (36) zum Ausbilden von Referenzvolumen (2) und Messvolumen (4) durch Materialabtrag der Sensorschicht (34) freigelegt wird,
- auf der Sensorschicht (34) eine geschlossene oder zumindest bereichsweise geöffnetes Sockelschicht (40) angeordnet wird,
- eine Separierungsvorgang unter Ausbildung von einer Vielzahl von Sensoren (1) durchgeführt wird.