(57)【要約】【課題】プリフォーム（３）と、プリフォーム（３）中の穴部（１１）中に収容されているゲル（１５）とを有する工作物複合体及び圧力センサとしての前記工作物複合体（１）の使用。【解決手段】穴部（１１）が、前記ゲル（１５）の広がりを防止するために、クリープバリヤーとしての少なくとも１つの稜部（１７）により取り囲まれており、稜部（１７）によりシールされた少なくとも１つの平面（１９）は、稜部（１７）に接している領域において疎油性材料からなるコーティング（２１）が設けられている。【選択図】図１
2010085409.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
プリフォーム（３）と、プリフォーム（３）中の穴部（１１）中に収容されているゲル（１５）とを有し、ここで前記穴部（１１）は、前記ゲル（１５）の広がりを防止するために、クリープバリヤーとしての少なくとも１つの稜部（１７）により取り囲まれている、工作物複合体であって、
前記稜部（１７）によりシールされた少なくとも１つの平面（１９）に、前記稜部（１７）に接している領域において、疎油性材料からなるコーティング（２１）が設けられていることを特徴とする、プリフォーム（３）とゲル（１５）とを有する工作物複合体。
【請求項２】
前記稜部（１７）を形成している双方の平面（１９）に、疎油性材料の前記コーティング（２１）が設けられている、請求項１記載の工作物複合体。
【請求項３】
前記コーティング（２１）の疎油性材料が、フルオロポリマー、フルオロオルモセル(Fluorormoceren)、高分子フルオロカーボン樹脂、含フッ素シラン及び部分フッ素化ポリマーからなる群から選択されている、請求項１又は２記載の工作物複合体。
【請求項４】
前記含フッ素シラン化合物がペルフルオロアルキルシランである、請求項３記載の工作物複合体。
【請求項５】
前記コーティング（２１）が１nm〜２０μmの範囲内の層厚を有する、請求項１から４までのいずれか１項記載の工作物複合体。
【請求項６】
前記プリフォーム（３）上に、少なくとも２つの稜部（１７，２３，２７）がクリープバリヤーとして階段状に形成されている、請求項１から５までのいずれか１項記載の工作物複合体。
【請求項７】
前記稜部（１７，２３，２７）を形成している全ての平面に、前記稜部（１７，２３，２７）に接している少なくとも領域に、前記疎油性コーティング（２１）が設けられている、請求項６記載の工作物複合体。
【請求項８】
前記コーティング（２１）が、エピラム(Epilam)層である、請求項１から７までのいずれか１項記載の工作物複合体。
【請求項９】
前記コーティング（２１）が、タンポン印刷、スタンピング、滴下、ディスペンス、ディッピング、吹付け、ＣＶＤ法又はＰＶＤ法により塗布される、請求項１から８までのいずれか１項記載の工作物複合体。
【請求項１０】
前記コーティング（２１）が設けられている平面が構造化される、請求項１から９までのいずれか１項記載の工作物複合体。
【請求項１１】
少なくとも１つの前記稜部（１７）により取り囲まれている前記穴部（１１）が、ダイアフラム（９）でシールされている、請求項１から１０までのいずれか１項記載の工作物複合体。
【請求項１２】
前記穴部（１１）をシールしている前記ダイアフラム（９）が、圧力センサチップ（５）の部分である、請求項１１記載の工作物複合体。
【請求項１３】
前記プリフォーム（３）がセラミック、プラスチック又は金属から製造されている、請求項１から１１までのいずれか１項記載の工作物複合体。
【請求項１４】
前記ゲル（１５）が、シリコーン、部分フッ素化シリコーン又はペルフルオロポリエーテルを含有する、請求項１から１２までのいずれか１項記載の工作物複合体。
【請求項１５】
圧力センサとしての請求項１から１３までのいずれか１項記載の工作物複合体（１）の使用。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、請求項１の上位概念部に記載の工作物複合体(Werkstueckverbund)から出発している。さらに、本発明は前記工作物複合体の使用に関する。
【背景技術】
【０００２】
プリフォーム(Vorformling)と、プリフォーム中の穴部(Ausnehmung)中に収容されているゲルとを有する工作物複合体は、例えば圧力センサとして使用される。前記プリフォームはその場合に、例えばプリント基板の打抜格子(Stanzgitter)を有していてよく、かつ圧力センサチップと結合されていてよい。前記圧力センサチップはその場合に、プリフォーム中の穴部の上方へ配置される。前記ゲルはその場合に、前記穴部と、前記圧力測定チップのダイアフラムの下方の領域とを塞ぐ。前記圧力測定チップと前記プリフォームとの結合は一般的に、補助物質(Hilfsstoffs)を用いて行われる。
【０００３】
前記ゲルは一般的に、有害媒体に対するバリヤーとして用いるために使用されるパッシベーションゲル(Passivierungsgel)である。これらの有害媒体は、例えば腐食性媒体である。
【０００４】
しかしながら、硬化されていないパッシベーションゲルは、一般的にクリープする傾向がある。したがって、過剰クリープ領域(ueberkrochene Bereiche)を最小限に制限するためには、前記ゲルの塗布と硬化との間の期間をできるだけ短く選択することが必要である。前記クリープを防止するさらなる可能性は、稜部の形成であり、前記稜部でクリープは停止される。しかしながら、これらの稜部は、前記クリープを一時的にのみ阻止することができるに過ぎない。
【０００５】
表面上でのオイルのクリープを防止するため、もしくはオイルでの表面の湿潤を防止するために、例えば、独国特許出願公開(DE-A)第196 49 955号明細書からは、基板を、フルオロアルキル官能性オルガノポリシロキサンを含有する組成物でコーティングすることが知られている。この種のコーティングは商業的に、例えばDr. Tillwich社から販売されている。独国特許出願公開(DE-A)第198 47 303号明細書からは、抗付着性表面コーティングを設けたセンサ素子が知られている。前記表面コーティングはその場合に、フルオロポリマー、フルオロオルモセル(Fluorormocere)、高分子フルオロカーボン樹脂、含フッ素シラン又は部分フッ素化ポリマーの群から選択される化合物を含有する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】独国特許出願公開(DE-A)第196 49 955号明細書
【特許文献２】独国特許出願公開(DE-A)第198 47 303号明細書
【特許文献３】独国特許出願公開(DE-A)第10 2005 056 769号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明の課題は、技術水準の欠点を有しない工作物複合体並びにその使用を提供することにあった。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
発明の利点
本発明により形成された工作物複合体は、プリフォームと、前記プリフォーム中の穴部中に収容されているゲルとを獲得する(erhaelt)。前記穴部は、前記ゲルの広がり(Ausbreiten)を防止するために、クリープバリヤーとしての少なくとも１つの稜部により取り囲まれている。少なくとも前記稜部に及び／又は前記穴部と前記稜部との間の前記穴部を囲む平面に、疎油性材料からなるコーティングが設けられている。
【０００９】
意外なことに、疎油性材料からなるコーティングが設けられている平面が、この平面上の前記ゲルのクリープも防止することが明らかになった。それゆえ、本発明により形成された工作物複合体により、前記ゲルのクリープはさらに防止されることができる。
【００１０】
さらなる改善は、前記稜部に接している平面に、同様に疎油性材料からなるコーティングが設けられていることによって生じる。
【００１１】
前記コーティングの疎油性材料は、フルオロポリマー、フルオロオルモセル、高分子フルオロカーボン樹脂、含フッ素シラン及び部分フッ素化ポリマーからなる群から好ましくは選択されている。前記コーティングを含有する適した材料は、例えば、一般式（１）
Ｒa−Ｒb−Ｓｉ（Ｘ）3-n（Ｒc）n  （１）
で示されるシランであり、ここで、Ｒaは、炭素原子１〜１６個、好ましくは炭素原子６〜１２個を有する過フッ素化アルキル基であり、Ｒbは、アルキルスペーサー、例えばメチル又はエチルであり、かつＲcは、アルキル基、例えばメチル又はエチルである。Ｘは、ハロゲン、アセトキシ又はアルコキシ、例えばエトキシ又はメトキシであり、かつｎは０〜２の値を有する。
【００１２】
特に適しているのは、一般式Ｒa−Ｒb−ＳｉＸ3、Ｒa−Ｒb−Ｓｉ（Ｘ）2Ｍｅ又はＲa−Ｒb−Ｓｉ（Ｘ）Ｍｅ2のシラン及びそれらの誘導体であり、ここで、Ｘはそれぞれフッ素、塩素、臭素、メトキシ、エトキシ、イソプロポキシ、アルコキシ又はアセトキシを表し、Ｍｅはメチルを表し、かつＭｅ2はジメチルを表す。Ｒaは、それぞれペルフルオロブチル、ペルフルオロヘキシル、ペルフルオロオクチル、ペルフルオロデシル、ペルフルオロメチルを表し、かつＲbはエチル又はメチルを表す。極めて特に好ましくは、Ｒa−Ｒb−は１，１，２，２−テトラヒドロペルフルオロオクチル−又は３，３，３−トリフルオロプロピルを表す。
【００１３】
同様に適しているのは、一般式（Ｒa−Ｒb）2−ＳｉＸ2のシラン及びそれらの誘導体であり、ここで、Ｘはこの場合も同様に、フッ素、塩素、臭素、メトキシ、エトキシ、イソプロポキシ、アルコキシ又はアセトキシを表し、Ｒaはペルフルオロエチル、ペルフルオロブチル、ペルフルオロメチルを表し、かつＲbはエチル又はメチルを表す。適した基Ｒa−Ｒbは、例えば３，３，３−トリフルオロプロピルである。
【００１４】
適したシランは、例えば１，１，２，２−テトラヒドロペルフルオロデシルトリエトキシシラン、１，１，２，２−ペルフルオロテトラヒドロドデシルトリクロロシラン、１，１，２，２−ペルフルオロテトラヒドロドデシルトリメトキシシラン、１，１，２，２−テトラヒドロペルフルオロデシルトリクロロシラン、１，１，２，２−テトラヒドロペルフルオロデシルトリメトキシシラン、１，１，２，２−テトラヒドロペルフルオロデシルトリアセトキシシラン、１，１，２，２−テトラヒドロペルフルオロデシルトリエトキシシラン、１，１，２，２−テトラヒドロペルフルオロオクチルトリクロロシラン、１，１，２，２−テトラヒドロペルフルオロオクチルトリメトキシシラン、１，１，２，２−テトラヒドロペルフルオロオクチルトリエトキシシラン、１，１，２，２−ペルフルオロテトラヒドロヘキシルトリクロロシラン、１，１，２，２−ペルフルオロテトラヒドロヘキシルトリエトキシシラン、１，１，２，２−ペルフルオロテトラヒドロヘキシルトリメトキシシラン、ジ（３，３，３−トリフルオロプロピル）ジクロロシラン、３，３，３−トリフルオロプロピルトリアセトキシシラン、３，３，３−トリフルオロプロピルトリブロモシラン、３，３，３−トリフルオロプロピルトリクロロシラン、３，３，３−トリフルオロプロピルトリエトキシシラン、３，３，３−トリフルオロプロピルトリフルオロシラン、３，３，３−トリフルオロプロピルトリイソプロポキシシラン、３，３，３−トリフルオロプロピルトリメトキシシラン、ジ（ペンタフルオロフェニル）ジアセトキシシラン、ジ（ペンタフルオロフェニル）ジブロモシラン、ジ（ペンタフルオロフェニル）ジクロロシラン、ジ（ペンタフルオロフェニル）ジエトキシシラン、ジ（ペンタフルオロフェニル）ジフルオロシラン、ジ（ペンタフルオロフェニル）ジイソプロポキシシラン、ジ（ペンタフルオロフェニル）ジメトキシシラン、ペルフルオロデシル−１Ｈ，１Ｈ，２Ｈ，２Ｈ−ジメチルクロロシラン、ペルフルオロデシル−１Ｈ，１Ｈ，２Ｈ，２Ｈ−メチルジクロロシラン、ペルフルオロデシル−１Ｈ，１Ｈ，２Ｈ，２Ｈ−トリアセトキシシラン、ペルフルオロデシル−１Ｈ，１Ｈ，２Ｈ，２Ｈ−トリクロロシラン、ペルフルオロデシル−１Ｈ，１Ｈ，２Ｈ，２Ｈ−トリエトキシシラン、ペルフルオロデシル−１Ｈ，１Ｈ，２Ｈ，２Ｈ−トリメトキシシラン、ペルフルオロドデシル−１Ｈ，１Ｈ，２Ｈ，２Ｈ−ジメチルクロロシラン、ペルフルオロドデシル−１Ｈ，１Ｈ，２Ｈ，２Ｈ−メチルジクロロシラン、ペルフルオロドデシル−１Ｈ，１Ｈ，２Ｈ，２Ｈ−トリクロロシラン、ペルフルオロドデシル−１Ｈ，１Ｈ，２Ｈ，２Ｈ−トリエトキシシラン、ペルフルオロドデシル−１Ｈ，１Ｈ，２Ｈ，２Ｈ−トリメトキシシラン、ペルフルオロヘキシル−１Ｈ，１Ｈ，２Ｈ，２Ｈ−ジメチルクロロシラン、ペルフルオロヘキシル−１Ｈ，１Ｈ，２Ｈ，２Ｈ−メチルジクロロシラン、ペルフルオロヘキシル−１Ｈ，１Ｈ，２Ｈ，２Ｈ−トリクロロシラン、ペルフルオロヘキシル−１Ｈ，１Ｈ，２Ｈ，２Ｈ−トリエトキシシラン、ペルフルオロヘキシル−１Ｈ，１Ｈ，２Ｈ，２Ｈ−トリメトキシシラン、ペルフルオロオクチル−１Ｈ，１Ｈ，２Ｈ，２Ｈ−ジメチルクロロシラン、ペルフルオロオクチル−１Ｈ，１Ｈ，２Ｈ，２Ｈ−メチルジクロロシラン、ペルフルオロオクチル−１Ｈ，１Ｈ，２Ｈ，２Ｈ−トリアセトキシシラン、ペルフルオロオクチル−１Ｈ，１Ｈ，２Ｈ，２Ｈ−トリクロロシラン、ペルフルオロオクチル−１Ｈ，１Ｈ，２Ｈ，２Ｈ−トリエトキシシラン、ペルフルオロオクチル−１Ｈ，１Ｈ，２Ｈ，２Ｈ−トリメトキシシラン、ペルフルオロデシル−１Ｈ，１Ｈ−ジメチルクロロシラン、ペルフルオロデシル−１Ｈ，１Ｈ−メチルジクロロシラン、ペルフルオロデシル−１Ｈ，１Ｈ−トリアセトキシシラン、ペルフルオロデシル−１Ｈ，１Ｈ−トリクロロシラン、ペルフルオロデシル−１Ｈ，１Ｈ−トリエトキシシラン、ペルフルオロデシル−１Ｈ，１Ｈ−トリメトキシシラン、ペルフルオロドデシル−１Ｈ，１Ｈ−ジメチルクロロシラン、ペルフルオロドデシル−１Ｈ，１Ｈ−メチルジクロロシラン、ペルフルオロドデシル−１Ｈ，１Ｈ−トリクロロシラン、ペルフルオロドデシル−１Ｈ，１Ｈ−トリエトキシシラン、ペルフルオロドデシル−１Ｈ，１Ｈ−トリメトキシシラン、ペルフルオロヘキシル−１Ｈ，１Ｈ−ジメチルクロロシラン、ペルフルオロヘキシル−１Ｈ，１Ｈ−メチルジクロロシラン、ペルフルオロヘキシル−１Ｈ，１Ｈ−トリクロロシラン、ペルフルオロヘキシル−１Ｈ，１Ｈ−トリエトキシシラン、ペルフルオロヘキシル−１Ｈ，１Ｈ−トリメトキシシラン、ペルフルオロオクチル−１Ｈ，１Ｈ−ジメチルクロロシラン、ペルフルオロオクチル−１Ｈ，１Ｈ−メチルジクロロシラン、ペルフルオロオクチル−１Ｈ，１Ｈ−トリアセトキシシラン、ペルフルオロオクチル−１Ｈ，１Ｈ−トリクロロシラン、ペルフルオロオクチル−１Ｈ，１Ｈ−トリエトキシシラン、ペルフルオロオクチル−１Ｈ，１Ｈ−トリメトキシシラン、ペルフルオロデシル−１Ｈ，１Ｈ，２Ｈ，２Ｈ，３Ｈ，３Ｈ−ジメチルクロロシラン、ペルフルオロデシル−１Ｈ，１Ｈ，２Ｈ，２Ｈ，３Ｈ，３Ｈ−メチルジクロロシラン、ペルフルオロデシル−１Ｈ，１Ｈ，２Ｈ，２Ｈ，３Ｈ，３Ｈ−トリアセトキシシラン、ペルフルオロデシル−１Ｈ，１Ｈ，２Ｈ，２Ｈ，３Ｈ，３Ｈ−トリクロロシラン、ペルフルオロデシル−１Ｈ，１Ｈ，２Ｈ，２Ｈ，３Ｈ，３Ｈ−トリエトキシシラン、ペルフルオロデシル−１Ｈ，１Ｈ，２Ｈ，２Ｈ，３Ｈ，３Ｈ−トリメトキシシラン、ペルフルオロドデシル−１Ｈ，１Ｈ，２Ｈ，２Ｈ，３Ｈ，３Ｈ−ジメチルクロロシラン、ペルフルオロドデシル−１Ｈ，１Ｈ，２Ｈ，２Ｈ，３Ｈ，３Ｈ−メチルジクロロシラン、ペルフルオロドデシル−１Ｈ，１Ｈ，２Ｈ，２Ｈ，３Ｈ，３Ｈ−トリクロロシラン、ペルフルオロドデシル−１Ｈ，１Ｈ，２Ｈ，２Ｈ，３Ｈ，３Ｈ−トリエトキシシラン、ペルフルオロドデシル−１Ｈ，１Ｈ，２Ｈ，２Ｈ，３Ｈ，３Ｈ−トリメトキシシラン、ペルフルオロヘキシル−１Ｈ，１Ｈ，２Ｈ，２Ｈ，３Ｈ，３Ｈ−ジメチルクロロシラン、ペルフルオロヘキシル−１Ｈ，１Ｈ，２Ｈ，２Ｈ，３Ｈ，３Ｈ−メチルジクロロシラン、ペルフルオロヘキシル−１Ｈ，１Ｈ，２Ｈ，２Ｈ，３Ｈ，３Ｈ−トリクロロシラン、ペルフルオロヘキシル−１Ｈ，１Ｈ，２Ｈ，２Ｈ，３Ｈ，３Ｈ−トリエトキシシラン、ペルフルオロヘキシル−１Ｈ，１Ｈ，２Ｈ，２Ｈ，３Ｈ，３Ｈ−トリメトキシシラン、ペルフルオロオクチル−１Ｈ，１Ｈ，２Ｈ，２Ｈ，３Ｈ，３Ｈ−ジメチルクロロシラン、ペルフルオロオクチル−１Ｈ，１Ｈ，２Ｈ，２Ｈ，３Ｈ，３Ｈ−メチルジクロロシラン、ペルフルオロオクチル−１Ｈ，１Ｈ，２Ｈ，２Ｈ，３Ｈ，３Ｈ−トリアセトキシシラン、ペルフルオロオクチル−１Ｈ，１Ｈ，２Ｈ，２Ｈ，３Ｈ，３Ｈ−トリクロロシラン、ペルフルオロオクチル−１Ｈ，１Ｈ，２Ｈ，２Ｈ，３Ｈ，３Ｈ−トリエトキシシラン、ペルフルオロオクチル−１Ｈ，１Ｈ，２Ｈ，２Ｈ，３Ｈ，３Ｈ−トリメトキシシランである。
【００１５】
特に適しているのは、１，１，２，２−ペルフルオロテトラヒドロドデシルトリクロロシラン、１，１，２，２−ペルフルオロテトラヒドロドデシルトリメトキシシラン、１，１，２，２−テトラヒドロペルフルオロデシルトリクロロシラン，１，１，２，２−テトラヒドロペルフルオロデシルトリメトキシシラン、１，１，２，２−テトラヒドロペルフルオロデシルトリアセトキシシラン、１，１，２，２−テトラヒドロペルフルオロデシルトリエトキシシラン、１，１，２，２−テトラヒドロペルフルオロオクチルトリクロロシラン、１，１，２，２−テトラヒドロペルフルオロオクチルトリメトキシシラン、１，１，２，２−テトラヒドロペルフルオロオクチルトリエトキシシラン、１，１，２，２−ペルフルオロテトラヒドロヘキシルトリクロロシラン、１，１，２，２−ペルフルオロテトラヒドロヘキシルトリエトキシシラン、１，１，２，２−ペルフルオロテトラヒドロヘキシルトリメトキシシランである。
【００１６】
さらに、前記コーティング用の材料として、ペルフルオロデシルカルボン酸（ＰＦＤＡ）並びに過フッ素化プラズマポリマーが適している。
【００１７】
前記プリフォームの材料への前記コーティングの物理的及び／又は化学的な結合は、活性化前処理によって改善されることができる。活性化前処理のために、例えば酸素プラズマ、オゾンガス処理(Ozonbegasung)、水蒸気プラズマ又は波長＜２２０nmを有する硬紫外線が適している。
【００１８】
前記コーティングを塗布するためには、前記コーティング材料はさらに少なくとも１つの溶剤を含有していてよく、前記溶剤中には前記疎油性材料が溶解されているか又は分散されている。追加的に、消泡剤及び流動性向上剤(Fliessverbesserer)のような添加剤も添加されることができる。
【００１９】
前記コーティングの塗布に適した溶液は、例えば、１，１，２，２−テトラヒドロペルフルオロオクチルトリメトキシシラン０．１〜５％、水０．５〜５％、酢酸０．１％、残部のイソプロパノールを含有する。前記溶液は装入され(angesetzt)、かつ一晩にわたって撹拌しながら均質化される。前記溶液は、所望の位置で施与され、かつ乾燥後に、循環空気乾燥器中で１１０℃で３０min加熱される。
【００２０】
挙げたシランの多くは、炭化水素又はアルコール中の溶液として、別の添加剤なしに直接、前記コーティングに使用可能である。クロロシランは気相堆積に好ましくは使用される。前記純シランの溶液以外に、これらのシランは、部分加水分解された形で又はポリマーとの混合物又は前記個々のシランの混合物でも、コーティングに適している。
【００２１】
稜部上に及び／又は前記穴部と前記稜部との間の前記穴部を囲む平面上に施与されている前記コーティングは、１nm〜２０μmの範囲内の層厚を好ましくは有する。特に好ましくは、前記コーティングの層厚は、１nm〜１μmの範囲内である。
【００２２】
さらなる一実施態様において、プリフォーム上に、少なくとも２つの稜部がクリープバリヤーとして階段状に形成されている。少なくとも２つの階段状に形成される稜部により、前記クリープをさらに緩めることができる。特に、これにより、例えば前記ゲルの施与と硬化との間の、より長い加工時間(Standzeiten)の場合にも、前記プリフォームの平面へのクリープは、阻止されることができる。さらなる改善は、少なくとも各稜部に疎油性コーティングが設けられている場合に与えられている。
【００２３】
前記疎油性層は、例えばラッカー層(Lackschicht)として又はまたエピラム層(Epilam-Schicht)として前記プリフォーム上に施与されることができる。前記コーティングの施与は、例えば、タンポン印刷(Tampondruck)、スタンピング(Stempeln)、滴下(Tropfen)、ディスペンス(Dispensen)、ディッピング又は吹付けにより並びにＣＶＤ（化学蒸着）法又はＰＶＤ（物理蒸着）法により行われることができる。タンポン印刷、スタンピング、滴下、ディスペンス、ディッピング又は吹付けによる前記コーティングの塗布は、液状コーティング材料の場合に行われ、ＣＶＤ法又はＰＶＤ法の場合には、前記気相からの施与が行われる。
【００２４】
前記コーティングを施与した後に、前記コーティングが設けられていない平面を構造化することが可能である。
【００２５】
前記コーティングは、溶液からか又は前記気相から、施与されることができる。溶液からは、スタンピング、吹付け、ディスペンス等による局所適用が可能である。前記気相からは、前記の全ての構造素子(Bauteil)はコーティングされ、局所的な層除去(Entschichten)は、上に置いた孔あき板マスク(Lochblechmasken)及び５０Hz〜４０kHzの酸素プラズマ又は水蒸気プラズマを用いて、載置された石英ガラスマスク及び紫外線を用いて、並びにマスクなしでレーザーを用いて、可能である。
【００２６】
一般的に、前記プリフォーム上に、構造素子が接着されるべきであるだけでなくゲルも付着すべきであるので、全面的にコーティングされたプリフォームは、ゲル遮断稜部(Gelstopkanten)を除き、好ましくは再び層除去される。
【００２７】
本発明の特に好ましい一実施態様において、クリープバリヤーとしての少なくとも１つの稜部により取り囲まれている穴部は、ダイアフラムでシールされている。前記穴部をシールしている前記ダイアフラムはその場合に、好ましくは圧力センサチップの素子(Teil)である。
【００２８】
前記プリフォームは、熱可塑性プラスチック又は熱硬化性プラスチックから、通常、ＬＣＰ、ＰＥＥＫ及びエポキシ樹脂から好ましくは製造されている。しかしながら、前記プリフォームに適した別の材料はセラミック及び金属でもある。
【００２９】
前記ゲルは、シリコーン、部分フッ素化シリコーン又はペルフルオロポリエーテルを好ましくは含有する。さらに、前記ゲルは、腐食性媒体又は有毒性媒体を中和するための物質、例えば防食添加剤を好ましくは含有する。
【００３０】
圧力センサとしての前記工作物複合体の使用の場合に特に、本発明による形態によって及びこれと結び付いた前記クリープバリヤーの有効性の増大によって、前記圧力センサチップと、前記プリフォーム上に塗布されている接着剤と、前記プリフォームとの界面での漏れ(Undichtigkeiten)のリスクが減少されるという利点がもたらされる。そのうえ、前記工作物複合体の機械的な接着強さは、この工作物複合体が導入されるコネクタハウジング(Steckergehaeuse)において、改善されることができる。
【００３１】
前記ゲルは、前記クリープバリヤーの改善によって、その位置で保持される。前記ゲルによって、例えば小さな漏れが防止される。これらの漏れ、特に前記圧力センサチップと、前記プリフォーム上の接着部での漏れは、前記ダイアフラムのおもて面と裏面との間の圧力交換をまねきうる。これにより、差圧は、正しく測定されることができない。測定精度は、それゆえ、本発明による工作物複合体により改善されることができる。
【００３２】
また、製造安全性は、本発明による工作物複合体によって高められる。こうして、例えば、ハンドリング装置及び製造装置の汚染が防止されることができる。また、クリープによる前記ゲルの溢れ(Ueberlauf)に対して、信頼できかつ時間的にほぼ制限されない保護を生じる。それゆえ、前記ゲルの導入と硬化との間の本質的により長い加工時間が定義されることができ、それにより、製造プロセスにおけるフレキシビリティーが高められることができる。そのうえ、本発明による工作物複合体は、前記ハンドリングの際の機械的導入(mechanischen Eintrag)による、例えば振動、衝突(Stoesse)又は傾斜(Kippen)によるゲル溢れに対する保護も提供される。
【００３３】
前記プリフォーム中の穴部への前記ゲルの導入は、そのうえ、前記センサが凍結により破壊され得ないという利点を提供する。含まれているゲルに基づいて、水は浸入する(eindringen)ことができない。また、前記ダイアフラム上での直接堆積は、特性線ドリフト(Kennliniendrift)の結果を用いて回避される。そのうえ、前記センサは各々任意の位置へ組み込まれることができる、それというのも水は浸入することができないからである。これまで、水がセンサ中へ浸入しうる用途の場合に特に、前記センサを、浸入する水又は凝縮された水が流れ出ることができるように、組み込むことが必要であった。さらに、前記ゲルは、前記ダイアフラムに塩基的又は酸的に攻撃する媒体に対する防食にも役立つ。
【００３４】
本発明の実施例は図面に示されており、かつ以下の記載により詳細に説明されている。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】第一の実施形態における圧力センサ用の工作物複合体の断面図。
【図２】第二の実施形態における圧力センサ用の工作物複合体の断面図。
【図３】ポート(Stutzen)上に取り付けられている図１による圧力センサ。
【発明を実施するための形態】
【００３６】
図１には、第一の実施形態における圧力センサ用の工作物複合体の断面図が示されている。
【００３７】
圧力センサ用の工作物複合体１は、圧力センサチップ５と結合されているプリフォーム３を含む。圧力センサチップ５は、このために、接着層７でプリフォーム３上に固定されている。
【００３８】
プリフォーム３は、例えばセラミック台座(Keramiksockel)又はプリント基板(Leiterplattensubstrat)である。プリフォーム３がセラミック台座である場合には、例えばＡｌ2Ｏ3がセラミックとして適している。プリフォーム３がプリント基板である場合には、通常、エポキシ樹脂が原料として使用される。
【００３９】
圧力センサチップ５は一般的に、ダイアフラム９を有する半導体チップである。ダイアフラム９の上側及び下側に作用する圧力の圧力差で、前記ダイアフラムは変形する。前記ダイアフラムの変形に基づいて、圧力差が、ひいてはダイアフラム９の一方の側での既知の圧力の場合にダイアフラム９の他方の側での圧力が、決定されることができる。
【００４０】
プリフォーム３に向いた側で、圧力がダイアフラム９に作用できるようにするために、プリフォーム３中に穴部１１が形成されている。穴部１１は、例えば、貫通孔(Bohrung)として構成されている。穴部１１により、ダイアフラム９は、プリフォーム３に向いた側でも媒体に接近することができる。
【００４１】
ここに示された実施形態において、プリフォーム３とダイアフラム９との間にキャビティ(Kaverne)１３が形成される。しかしながら、選択的に、前記ダイアフラムをプリフォーム３の上に直接置くことも可能である。
【００４２】
例えば、ダイアフラム９上での堆積から又は例えば水の凝固点を下回る温度でも凍結し、こうしてダイアフラム９の破壊をまねきうる凝縮する水から、ダイアフラム９を保護するために、穴部１１及びキャビティ１３はゲル１５で充填されている。ゲル１５を用いて、ダイアフラム９のプリフォーム３に割り当てている側は、完全に覆われる。ゲル１５は、堆積の防止に加えて塩基的又は酸的に攻撃する媒体からの防食にも役立つパッシベーションゲルである。ゲル１５は一般的に、シリコーン、部分フッ素化シリコーン又はペルフルオロポリエーテルを含有する。追加的に、前記ゲル中に好ましくは防食添加剤も含まれている。
【００４３】
適したゲル１５を選択する際に、このゲルが一方ではダイアフラム９の保護機能を果たすが、しかしながら他方ではダイアフラム機能、すなわちセンサ特性、及び／又は電子回路に悪影響を与えないことが特に顧慮されるべきである。
【００４４】
前記ゲルでの穴部１１及びキャビティ１３の充填は、例えば独国特許出願公開(DE-A)第10 2005 056 769号明細書に記載されたように、行われる。このためには、例えば、前記ゲルは、穴部１１を介して導入される軟質プラスチックニードルを用いて、添加される。軟質プラスチックの使用により、穴部１１の壁がもしくはダイアフラム９が、損傷され得ないことが保証される。好都合には、リングがストッパー(Anschlag)として使用されるので、前記プラスチックニードルはダイアフラム９上へぶつかり得ず、かつこのダイアフラムは損傷し得ない。リングとして、例えば金属リングが適している。このリングは、穴部１１の直径よりも大きい直径を好ましくは有する。
【００４５】
選択的に、例えば、ゲル１５を真空ディスペンス法により穴部１１及びキャビティ１３へ導入することも可能である。前記ゲルを添加するために、当業者に知られた適した任意の他の方法も使用されることができる。
【００４６】
プリフォーム３に沿った穴部１１からのゲル１５のクリープを防止するために、穴部１１は、ゲル遮断稜部として機能する第一の稜部１７により取り囲まれている。ゲル１５のクリープに対するさらなる保護として、第一の稜部１７に接している平面１９は、疎油性コーティング２１でコーティングされている。疎油性コーティング２１は、フルオロポリマー、フルオロオルモセル、高分子フルオロカーボン樹脂、含フッ素シラン及び部分フッ素化ポリマーからなる群から選択されている化合物を好ましくは含有する。適した化合物は、例えばポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）又はペルフルオロアルキルシランである。
【００４７】
前記コーティングは、例えば、前記液相からか又は前記気相から、塗布されることができる。前記液相からコーティング２１を塗布する方法は、例えばタンポン印刷、スタンピング、滴下、ディスペンス、ディッピング又は吹付けである。疎油性コーティング２１を前記気相から塗布するのに適した方法は、例えば、ＣＶＤ法又はＰＶＤ法である。しかしながら好ましくはＣＶＤ法である。
【００４８】
ここで示された実施形態において、第一の稜部１７に、第二の稜部２３が接続される。第二の稜部２３は、同様にゲル遮断稜部として役立ち、かつ、ゲルが、穴部１１又はキャビティ１３から、例えば傾斜によるか又は衝突が起きることにより漏出し、かつ平面１９の領域へ達する際に、クリープを防止する。第二の稜部２３を形成している双方の平面に、疎油性コーティング２１が設けられている。その場合に、プリフォーム３の第二の稜部２３に接している下面２５には、稜部２３に接している領域においてのみ、コーティング２１が設けられている。
【００４９】
第二の稜部２３の利点は、さらに、例えば第一の稜部１７の領域においてたるみ(Rauhigkeiten)が生じうるか又は第一の稜部１７が少しずつ壊れることである。この場合に、第一の稜部１７の損傷(Schaedigungen)の領域において、ゲル１５のクリープが生じる。このクリープは、疎油性コーティング２１に加えて、第二の稜部２３によってさらに制限されることができる。
【００５０】
図２には、第二の実施形態における工作物複合体１が示されている。
【００５１】
図２に示された工作物複合体１は、図１に示されたものとは、第二の稜部２３に、同様にゲル遮断稜部として機能する第三の稜部２７が接続される点で相違する。第一の稜部１７、第二の稜部２３及び第三の稜部２７はその場合に、階段状に形成されている。第三の稜部２７により、特に工作物複合体１の衝突又は傾斜に関して、さらなるクリープ保護が保証される。
【００５２】
第三の稜部２７の場合にも、第二の稜部２３の場合のように、接している双方の平面に疎油性コーティング２１が設けられている。図２にも、その場合に、プリフォーム３の下面２５の領域において、第三の稜部２７に接している領域のみが、疎油性コーティング２１でコーティングされている。疎油性コーティング２１を施与した後に、暴露された(freiliegende)表面、例えばプリフォーム３の下面２５、プリフォーム３の上面又は前記圧力センサチップ５の暴露された表面が構造化されることが可能である。前記構造化は、例えば紫外線、レーザーを用いて又はプラズマ法によって行われることができる。プラズマ法を用いる層除去の際に、好ましくは疎油性コーティング２１を有する領域はカバーされたままである。カバーするために、例えば、固定せずに(lose)上に置くブラインド(Blende)が使用されることができる。前記構造化を用いて、例えば導体路構造が、プリフォーム３上へ塗布されることができる。
【００５３】
図３には、ポート上に取り付けられている圧力センサが示されている。
【００５４】
図３に示された圧力センサは、図１に示された圧力センサとは、第一の稜部１７に接している平面１９のみに、疎油性コーティング２１が設けられている点で相違する。第二の稜部２３に接している平面は、疎油性コーティングを有しない。
【００５５】
圧力センサチップ５を含有する工作物複合体１は、ポート２９上へ取り付けられている。ポート２９は、例えばガス又は液体を含有するハウジングに取り付けられている。そのようなハウジングは、例えば、ガスタンク又は液体タンクであってよい。工作物複合体１はその場合に、蓋のように、ポート２９上に載置されている(aufgesetzt)。このためには、例えばポート２９上に、フランジ３１が形成されている。工作物複合体１は、プリフォーム３と、フランジ３１上で固定されている。前記固定は、例えば接着を用いて、行われることができる。このためには、フランジ３１とプリフォーム３の下面２５との間へ、接着剤層３３が導入される。しかしながら選択的に、工作物複合体１とポート２９との取り外し可能な結合も可能である。このためには、工作物複合体１は、例えばポート２９とボルト固定される(verschraubt)ことができる。またクランプ締め(Klemmen)も考えられる。取り外し可能な結合の場合に、好ましくはポート２９のフランジ３１とプリフォーム３の下面２５との間へシール要素が導入されて、前記ハウジングから又はポート２９が取り付けられている管路から、含まれている媒体、すなわち含まれている液体又は含まれているガスが漏出しうることを防止する。選択的に、例えば、周囲からガス又は液体が前記タンク又は前記管路中へ浸入しうることが同じように防止される。
【００５６】
特に前記タンク中又は前記管路中で超過圧(Ueberdruck)が支配的であり、かつ場合により腐食性媒体又は有毒性媒体が含まれている場合には、プリフォーム３とポート２９との間の十分に良好なシーリングを達成して、前記媒体の漏出を防止することが必要である。
【００５７】
圧力測定のためには、前記タンク中又は前記管路中に含まれている媒体の圧力は、ポート２９を介して、まず最初にゲル１５に、及びこれと共にダイアフラム９に作用する。この圧力は、ダイアフラム９の変形を引き起こし、その際に前記変形は、ポート２９における圧力と周囲圧力との間の圧力差に依存している。圧力差が大きければ大きいほど、ダイアフラム９の変形度はより大きくなる。ダイアフラム９の変形に基づいて、前記圧力差が、及びこれを用いて既知の周囲圧力でのポート２９における圧力が、算出されることができる。
【００５８】
図１〜３に示された実施形態に加えて、例えばプリフォーム３と圧力センサチップ５との間に、ガラス板(Glasplatte)が配置されていることがさらに可能である。これは好ましくは、圧力センサチップ５と同じ周線形状(Umfangsgeometrie)を有する。前記ガラス板中で、取り付けられたガラス板の場合に同様にゲル１５で充填されていてよい通路(Durchlass)が形成されている。
【００５９】
圧力センサに加えて、ゲル遮断稜部及び疎油性コーティングを設けた本発明による形態は、ゲルが使用され、かつ前記ゲルのクリープが防止されるべきである各々任意の他の工作物複合体にも適している。こうして、例えば、圧力センサチップ５の代わりに、選択的に、ダイアフラムが使用されることができる、他の容量型の又はその他のセンサ構造が使用されることもできる。この種のセンサ構造は、例えばマスフローセンサ又はマイクロホン(Mikrofone)（動的圧力センサ）である。
【符号の説明】
【００６０】
１  工作物複合体、  ３  プリフォーム、  ５  圧力センサチップ、  ７  接着層、  ９  ダイアフラム、  １１  穴部、  １３  キャビティ、  １５  ゲル、  １７  第一の稜部、  １９  平面、  ２１  コーティング、  ２３  第二の稜部、  ２５  下面、  ２７  第三の稜部、  ２９  ポート、  ３１  フランジ、  ３３  接着剤層
【図１】
2010085409.tif 000003
【図２】
2010085409.tif 000004
【図３】
2010085409.tif 000005