(57)【要約】  本発明は、力特に圧力の衝撃の結果として変形され得る変形要素（２）、及び変形要素（２）の変形を電気的テスト信号に変換できる少なくとも１つの測定要素（４ａ、４ｂ）を含む力測定デバイス特に圧力計（６）に関する。測定要素（４ａ、４ｂ）は、力による衝撃によってひき起こされた変形要素（２）の変形が同様に結果として基板（６）を変形させるような形で変形要素（２）に付着される平面基板（６）の上に配置される。本発明の力測定デバイスは、基板（６）が電気的絶縁性材料で作られ、一方基板（６）は、それを作っている材料の結果として変形要素（２）よりも低い曲げ剛性を備えている。同じく開示されているのは、関連する製造方法である。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
力を加えた結果として、特に圧力を加えた結果として変形され得る変形要素（２）を有し、かつ該変形要素（２）の変形を電気的測定信号に変換できる少なくとも１つの測定要素（４ａ、４ｂ）を備えた、力測定デバイス、特に圧力計（１）であって、測定要素（４ａ、４ｂ）が平坦な基板（６）上に位置設定され、基板（６）は、力を加えた結果としての変形要素（２）の変形が同様に結果として基板（６）の変形をももたらすような形で変形要素（２）上に固定されている力測定デバイスにおいて、
基板（６）が電気的絶縁材料から成ること及びその材料及び／又は形状に起因して基板（６）が変形要素（２）よりも低い曲げ剛性を有することを特徴とする力測定デバイス。
【請求項２】
平坦な基板（６）の少なくとも測定要素（４ａ、４ｂ）の領域内での厚みが、この領域における変形要素（２）の厚みより小さい、請求項１に記載のデバイス。
【請求項３】
基板（６）がセラミック又はガラス様の材料、特にガラスセラミック又は低温同時焼成セラミック（ＬＴＣＣ）で構成されている、請求項１又は２に記載のデバイス。
【請求項４】
基板（６）が少なくとも１つの第１の内部層（６ｉ）及び少なくとも１つの第２の外部層（６ａ）を伴う多層構造を有する、請求項１〜３のいずれか１項に記載のデバイス。
【請求項５】
第１の内部層（６ｉ）が第２の外部層（６ａ）とは異なる組成を有し、特に第１の内部層（６ｉ）が第２の外部層（６ａ）より粗い充填材を有する、請求項４に記載のデバイス。
【請求項６】
基板（６）の２つの外面上の少なくとも２つの第１の内部層（６ｉ）が、少なくとも１つのそれぞれの外部層（６ａ）によって被覆されている、請求項４又は５に記載のデバイス。
【請求項７】
基板（６）が、変形要素（２）の熱膨張係数と一致させられる熱膨張係数を有し、特に０〜＋１００℃の範囲内、好ましくは−４０〜＋１２５℃の範囲内の熱膨張係数の差が５ｐｐｍ／Ｋ未満、好ましくは３ｐｐｍ／Ｋ未満である、請求項１〜３のいずれか１項に記載のデバイス。
【請求項８】
基板（６）が、少なくとも一部の領域で平坦である相互連結層（８）を用いて、特に接着剤層、金属はんだ層又はガラスはんだ層を用いて変形要素上に固定されている、請求項１〜４のいずれか１項に記載のデバイス。
【請求項９】
測定要素（４ａ、４ｂ）の領域内で変形要素（２）及び基板（６）から成る形状が、基板（６）と連結用要素（２）の間にキャビティを有している、請求項１〜５のいずれか１項に記載のデバイス。
【請求項１０】
各々キャビティの領域内に位置設定されている少なくとも２つの測定要素（４ａ、４ｂ）を有し、かつ２つの測定要素（４ａ、４ｂ）間には基板（６）と連結用要素（２）間の相互連結部位が存在する、請求項６に記載のデバイス。
【請求項１１】
基板（６）が、力を加えた時点で少なくとも部分的に補償され得る変形要素（２）上の機械的プレストレス付与によって固定される、請求項１〜７のいずれか１項に記載のデバイス。
【請求項１２】
パネル内の測定要素（４ａ、４ｂ）が、薄膜技術又は厚膜技術において基板（６）に適用される、請求項１〜８のいずれか１項に記載のデバイス。
【請求項１３】
力を加えた結果として、特に圧力を加えた結果として変形され得る変形要素（２）、薄膜技術又は厚膜技術においてパネル内の平坦な基板（６）に適用される少なくとも１つの測定要素（４ａ、４ｂ）、及び電気的絶縁材料で構成されかつその材料及び／又は形状に起因して別途基板（６）から作られた変形要素（２）よりも低い曲げ剛性を有する基板（６）を有する力測定デバイス、特に圧力センサー（１）を製造するための方法において、
基板（６）がパネルから離脱され、次に変形要素（２）上に固定されることを特徴とする力測定デバイスを製造する方法。
【請求項１４】
基板（６）が少なくとも変形要素（２）上の領域内で平坦に固定される、請求項１３に記載の製造方法。
【請求項１５】
相互連結層（８）が基板（６）及び／又は変形要素（２）に適用される、請求項１４に記載の製造方法。
【請求項１６】
相互連結層（８）が全表面にわたり適用され、次に構造化される、請求項１３又は１４に記載の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、力測定デバイス、特に圧力計、及び関連する製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
既知の圧力センサーにおいては、例えば高級鋼又はその他の基本的に弾性変形可能な材料から成る変形要素が使用されている。ひずみ感応性抵抗器は、厚膜又は薄膜技術における変形要素に対して、特に圧力が加えられた時点で予め定められた要領で変形する変形要素の領域内で適用される。変形要素は、高圧側を低圧側から分離し、優勢な圧力差に従って変形する圧力膜である。
【０００３】
既知のデバイスにおいては、変形要素全体を測定要素を製造するための厚膜技術又は薄膜技術の作業段階に付す必要がある。この事実が、これらのデバイスの製造において多大な努力を要求している。既知のデバイスのさらなる開発においては、高級鋼基板に対し測定要素が適用され、この基板には測定要素を適用する前に電気絶縁用カバー層を適用しなくてはならない。その後、高級鋼基板はスポット溶接により同じく高級鋼から成る変形要素上に固定される。これにも又、高い材料使用レベルと複雑な製造プロセスが求められる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従って、本発明の目的は、先行技術の欠点を克服するデバイス及び関連する製造方法を提供することにある。特に本発明のデバイスは、製造が経済的で異なる力測定範囲に容易に適合可能でありかつ作動上の耐久性及び信頼性が高いものでなくてはならない。好ましくはこれらのデバイスは、高い長期安定性、優れた線形性及び測定信号の低い温度依存性を有していなくてはならない。関連する製造方法は、経済的に実施できるものでなくてはならない。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記の目的は、この出願の請求項１に定義されたデバイスによって及び独立請求項で定義された方法によって達成される。本発明の特別な実施形態は、従属請求項に定義されている。
【０００６】
力を加えた結果として、特に圧力を加えた結果として変形され得る変形要素を備え、かつ、該変形要素の変形を電気的測定信号に変換できる少なくとも１つの測定要素を備えた力測定デバイス、特に圧力計であって、測定要素が平坦な基板上に位置設定され、基板が、力を加えた結果としての変形要素の変形が同様に結果として基板の変形をももたらすような形で変形要素上に固定されている力測定デバイスにおいて、上記の目的は、基板が電気的絶縁材料から成りかつその材料及び／又は形状に起因して基板が変形要素よりも低い曲げ剛性を有するということによって達成される。
【０００７】
基本的に、本発明のデバイスでは、複数の物理的数量を測定し、１つの力に転換することができる。特に本発明のデバイスは、圧力センサーとして、つまり絶対圧力センサーと同時に差圧センサーとして作製することができる。１００バール以上、特に例えば最高６００バールの定格圧力範囲をもつ高圧センサーのために本発明を利用することが特に有利である。その上、本発明のデバイスは、例えば加速センサーとして使用可能であり、この場合、少なくとも片面で挟持され、加速の結果として自らの上にある質量体又は自分自身の質量の慣性により変形するバネ要素として作られている。
【０００８】
既知のひずみゲージ以外に、代替的に又は付加的に、測定要素として、例えば２〜５０の高いＫ係数をもつピエゾ抵抗測定要素、特にドープドポリシリコンといった多結晶材料のピエゾ抵抗性抵抗器を使用することもできる。さらに、圧電測定要素も使用でき、そうでなければ、変形の容量性評価を可能にする電極表面を適用することもできる。
【０００９】
測定要素は、好ましくは薄膜技術又は厚膜技術で適用される。適用は、表面全体にわたって行なうことができ、又そうでなければいかなる場合でも例えば陰極スパッタリング又は蒸着によって未構造化状態で行なうことができ、その後例えばフォトリソグラフィプロセス及び湿式化学又は乾式化学エッチングなどによって構造化される。代替的には、測定要素は、例えばスクリーン印刷、スタンピング、マスク使用の陰極スパッタリングなどにより構造化された状態で適用することも可能である。
【００１０】
好ましくは、フルブリッジを形成するべく、４つの倍率抵抗器の形をした４つの測定要素が相互連結される。測定要素は好ましくは、パネル内の平坦な基板に適用され、パネル内の複数の基板をいわゆるウェーハ上に製造することができる。基板の厚みは標準的には５０〜５００μｍ、特に８０〜３００μｍである。変形要素の厚みは、基板を固定することによって変形要素の有意な硬化が全く発生しないようにいかなる場合でも標準的に測定要素の領域内で１５０μｍ〜６００μｍの範囲内にある。変形要素自体は好ましくは高級鋼、測定されるべき媒体に対し不活性である合金、セラミックなどで構成されている。
【００１１】
基板は、電気的絶縁材料、好ましくはいわゆる低温同時焼成セラミック（ＬＴＣＣ）、ガラスセラミック、セラミック−ガラス複合材又は同様にして純粋ガラスで構成されている。従来の変形体の材料に比べて、これらの材料は有利にも低い弾性係数及び高い破壊強度を有する。基板の表面は、特に薄膜技術において測定要素が適用される場合、研磨可能である。測定要素が薄膜技術で適用される場合、基板の未研磨表面もコーティングされ得、これは有利なことである。
【００１２】
１つの特別な実施形態において、基板は複数の層から構築され、個々の層は焼結の前にホイルとして存在しており、焼結により互いに密に接合される。第１の、好ましくは内側の層は、主として基板の機械的安定性を決定でき、反対に第２の、好ましくは外側の層は、主として低粗度表面を形成し、かくして、印刷導体、抵抗器などといった薄膜構成要素をこの表面に適用できるようになっている。これらの層は、未焼結状態ではホイル様で可とう性を有する。
【００１３】
第１の内部層は好ましくは、例えば二酸化ジルコニウムといった比較的粗粒状の充填材を高い割合で含むガラスセラミックで構成されている。充填材の部分は、５０重量％超、特に５０〜８０重量％の間である。粒度Ｄ５０は、１μｍ超、特に３μｍ超である。一方、第２の外部層は、セラミック及び非結晶化ガラスから１μｍ未満の粒度Ｄ５０を有する微粉砕粉末で作られている。こうして非常に低い焼結時表面粗度をもつほぼ無孔の細粒構造の外部層が得られる。
【００１４】
少なくとも１つの第１の内部層を有し、外側には少なくとも１つの第２の層を伴い、好ましくは基板の両方の外側面に少なくとも１つの第２の層を伴う層状構造が、特に有利である。特に、例えば２：２〜２：６すなわち２つの第２の外部層と２つ〜６つの第１の内部層という外部層対内部層の積層比をもつ層状構造といった、複数の第１の内部層を伴うような層状構造が特に有利である。
【００１５】
１つの特別な実施形態において、基板の熱膨張率は、変形要素の熱膨張率に一致させられる。かくして、問題の温度範囲内の基板及び変形要素の熱膨張率の差は一般に５ｐｐｍ／Ｋ未満、好ましくは３ｐｐｍ／Ｋ未満、そして制限された温度範囲内では１ｐｐｍ／Ｋ未満にまで至る。こうして、温度変動によってひき起こされかつ測定要素ひいては圧力センサーの出力信号を導く変形が回避されるが、対応する圧力変化を検出することはできない。
【００１６】
いずれにせよ、基板と変形要素の間の相互連結は好ましくは、断面で表面的に行なわれる。変形要素及び基板用の材料に応じて、基本的には、例えば共晶の形成を伴う共晶結合又はいわゆる適当な技術的ガラスでの陽極結合といったような、別の相互連結層を必要としない相互連結も同様に可能である。しかしながら、特に、特別な表面処理を受けていないセラミックを用いる場合には、別の相互連結層の使用が有利である。例えば、エポキシ接着剤又はポリイミド接着剤のような接着剤層、金属はんだ又はガラスはんだを、相互連結層として使用することができる。相互連結層は１つ又は２つの側面上で基板又は変形要素に適用可能である。相互連結層の適用は、接着剤ペースト又はガラスはんだペースト上でのスタンピングによってか又はスクリーン印刷によってすでに構造化された状態で行なわれ得る。表面全体にわたって相互連結層を適用し、次に構造化することもできる。基本的には、フォトリソグラフィ構造化及び構造化のための湿式エッチング技術及び乾式エッチング技術の使用を含めて、この目的のために厚膜技術及び薄膜技術で知られている全てのプロセスを使用することができる。
【００１７】
１つの特別な実施形態において、変形要素及び基板の構成は、好ましくは測定要素の領域内にキャビティを有する。このキャビティは、相互連結層の構造によって、及び／又は基板の構造化によって及び／又は変形要素の構造化によって形成可能である。測定要素が位置設定されている基板の領域内のキャビティによって、機械的応力及びひずみを集中又は増強させることができる。こうして、デバイスの出力信号の線形性は増大し、この要領で、一定の与えられた許容可能な非線形性でデバイスの測定感度を増大させることができる。その上、少なくとも基板上に存在しキャビティの領域内で構成されている測定要素の一部分の間において、基板と相互連結要素間に相互連結部位が存在していると有利である。
【００１８】
１つの特別な実施形態において、基板は、デバイスの無負荷状態で有意な出力信号がもたらされるような形で変形要素上に機械的プレストレスを付与することで固定されている。その後力を加えると、付与されたプレストレスは少なくとも一部分補償されるか、そうでなければ、出力信号がより小さなものとなる。これは、デバイスの過負荷の場合に、過負荷時安全性が増大することから有利なことである。
【００１９】
このプレストレス付与は同様に、例えば対応する湿式化学又は乾式化学プロセスにより、基板が固定された後に除去できる重合体層の形で、基板と連結要素の間のキャビティの領域内にスペーサを一時的に設置することなどによっても誘発可能である。
【００２０】
本発明は同様に、変形要素と測定要素を伴う基板が互いに別々に製造される、力測定デバイスの製造方法にも関する。デバイスに属する測定要素を伴う基板は、好ましくはパネル内で行なわれる製造方法の後に離脱され、次に以上ですでに記述した通り、変形要素上に固定される。基板と変形要素の間の相互連結も同じく、測定要素を伴う基板が変形要素の１種のコーティングを形成するような形で表面全体にわたり発生し得る。
【００２１】
基板は、一般に、測定すべき媒体とは対面しない方を向いた変形要素の側で変形要素上に設置される。数多くの利用分野において、測定要素が備わった側が変形要素に対面しない方向をポイントするような形で変形要素上に基板を固定することが可能であろう。このようにして、特に測定要素の電気的接触の確立が単純化される。ただし、測定要素を有する表面が例えば測定要素の機械的損傷又は汚染を防止する目的で変形要素に面していることが特に有利であるような利用分野も存在する。
【００２２】
本発明のその他の利点、特長及び詳細は、従属請求項及び図面を参照しながら複数の実施形態が詳述されている以下の記述から明白になることであろう。これに関連して、特許請求の範囲及び明細書に言及されている特長は本発明にとって、個別に又は任意の組合せの形で不可欠なものであり得る。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
図１は、本発明の第１の実施形態についての断面図を示している。図示のものは、変形要素２及びその上に固定され２つの測定要素４ａ、４ｂが載っている基板６を備えた本発明の圧力センサー１である。変形要素２は、高級鋼、特に測定すべき媒体に面する側面上に盲穴（ブラインドホール）を有する円筒体から作られている。これは、間にある膜領域２ｂに比べてたるみに対するより大きい剛性をもつ変形要素２の周縁部域２ａを生み出す。例えば膜領域２ｂ内の変形要素２の厚みは、１５０μｍ〜６００μｍの間であり、反対に、縁部部域２ａ内の厚みは増大する可能性があり、１０００μｍより大きくてもよく、特に２〜１０ｍｍの間にあり得る。
【００２４】
平面端面上では、基板６は、この実施形態では、例えばスパッタリング、蒸着などにより、立面図（図６参照）内で基本的に矩形であり基板６の裏面に適用される相互連結層８としての金属はんだ層を用いて、変形要素２上に固定される。必要ならば又は実現可能ならば、変形要素２に対し、対応する金属はんだ層を適用することもできる。金属はんだ層８の厚みは、膜領域２ｂの厚みよりも明らかに小さく、例えば５０μｍである。基板６は、厚みが約２５０μｍであり、いわゆる低温同時焼成セラミック（ＬＴＣＣ）又は匹敵する特性をもつガラスセラミック又はガラスで構成されている。全体として、膜領域２ｂの曲げ剛性は、金属はんだ層８及び基板６によって有意に増大されない。圧力を加えた結果として発生する膜領域２ｂの変形は、密な相互連結により基板６に移送される。
【００２５】
変形要素２とは対面しない側を向いた表面上で、測定要素４ａ、４ｂは、蒸着及び後続する構造化により基板に適用される。ひずみゲージとして作られている２つの抵抗器が存在する。矢印１０の方向に圧力が付加された場合、膜領域２ｂひいては付随する領域内では基板６も上に湾曲し、縁部近くにある第１の測定要素４ａは、基本的に圧縮応力を受け、反対に、中心近くにある第２の測定要素４ｂは基本的に引張り応力を受ける。２つの測定要素４ａ、４ｂが相互連結されて連結部位で半ブリッジを形成する場合、加わる圧力により左右される電位をタッピングすることができる。
【００２６】
基板６の熱膨張率は、変形要素２の熱膨張率に一致させられる。この一致は、特に基板６のために正確な材料組成を選択することによって確保できる。ＬＴＣＣセラミックの場合、これは、例えばセラミック材料及び／又はガラス構成要素の選択などによって行なうことができる。特に、比較的小さいガラス転移温度をもつガラス構成要素を付加することにより、基本的にセラミック材料では低いものである熱膨張率を増大させ、金属変形要素２の比較的大きな熱膨張率に一致させることができる。高級鋼の代りに、チタン、セラミックなどを変形要素２のための材料として使用することもでき、このとき、基板６の材料は、熱膨張率の小さな差異が発生するように選択される。それ自体使用されている材料の熱膨張率が温度に左右されているかぎりにおいて、いずれにせよ一致は、圧力センサー１が使用される予定の温度範囲について行われる。
【００２７】
これに関して、基板６と変形要素２間の相互連結の製造における温度が可能なかぎり低いこともきわめて重要である。ここで、相互連結層８が、例えばエポキシ接着剤又はポリイミド接着剤といった比較的低温で硬化する接着剤により形成されていることが有利であり得る。基板６及び／又は相互連結層８の材料が、変形要素２の材料に比べて特に低い弾性係数を有することが有利である。
【００２８】
図２は、本発明の第２の実施形態についての断面図を示している。圧力センサー１０１はそれ自体、高級鋼の変形要素を有する。例えば基板１０６に面する円形端面上で、相互連結層１０８は、接着剤又はガラスはんだのスピンオンによってか又は金属硬ろう又は軟質はんだでの浸漬コーティングによって、表面全体にわたり変形要素１０２に適用される。基板１０６は、比較的大きな層厚をもつ第１の領域１０６ａと低減された層厚みをもつ第２の領域１０６ｂが得られるように、変形要素１０２に面する表面上で構造化される。第２の領域１０６ｂ内には測定要素１０４ａ、１０４ｂがあり、変形要素１０２から基板１０６内に経路決定された変形は、第２の領域１０６ｂ内に集中している。その上、このようにして、温度変化のみによって誘発され熱膨張率の差に基づく変形のさらなる非干渉化が保証される。
【００２９】
２つの領域１０６ｂと変形要素１０２の間には、キャビティ１１２が形成されているが、これらのキャビティは、少なくとも外側で開放しており、特に変形要素１０２とは対面しない側で表面１０６をとり囲む空間に向かって開放している。２つのキャビティ１１２ａ、１１２ｂの間の領域には、基板１０６が変形要素１０２に付加的に連結されている相互連結点１０６ｃが存在する。第２の実施形態の１つの変形例においては、キャビティ１１２ａ、１１２ｂを形成する基板１０６の構造化と代替的に又は付加的に、対応する部位で変形要素１０２を構造化することもでき、特にこの変形要素は対応する部位に凹部を有することができる。
【００３０】
図３は、本発明の第３の実施形態についての断面図を示している。ここでは、圧力センサー２０１は、例えば酸化アルミニウムセラミックから成る変形要素２０２を有する。最初に基板２０６に面している変形要素２０２の端面上には、スピンオンプロセスなどにより相互連結層２０８として表面全体にわたりガラスはんだ層が適用される。その後、例えば、後続するガラスはんだのエッチングを伴うフォトリソグラフィ技術などを用いてガラスはんだ層が構造化される。基板２０６は、このようにして調製された変形要素２０２の上に設置され、また、この構成は、ガラスはんだのガラス転移温度より高い温度に加熱され、その後再び冷却され、かくして機械的に強度が高くかつ必要とあらば気密性もある相互連結が変形要素２０２と基板２０６の間に得られることになる。
【００３１】
相互連結層２０８の構造に従ってキャビティ２１２ａ、２１２ｂが形成される。基板２０６上の付随する領域の中で、測定要素２０４ａ、２０４ｂは変形要素２０２に面した表面上に位置設定される。測定要素２０４ａ、２０４ｂの電気的接点の確立は、例えば基板２０６上にある連続要素２１４を用いて、変形要素２０２を超えて突出する基板１０６の縁部部域内で行なわれ得る。この構成においては、測定要素２０４ａ、２０４ｂは、機械的損傷及び／又は汚れ及び水分堆積に対して有効である。測定要素２０４ａ、２０５ｂ間の連結は、同様に厚膜技術又は薄膜技術において基板２０６に適用される印刷導体により行なわれる。その上、ハイブリッド技術では、信号処理は、基板２０６上に位置設定され得る集積回路を用いても行なうことができる。
【００３２】
図４は、本発明の第４の実施形態についての断面図を示している。基板３０６はそれ自体、固定された状態でキャビティ３１２ａ、３１２ｂが形成されるような形で変形要素３０２に面する表面上で構造化される。この実施形態において、相互連結層３０８は所々に具備されているにすぎない。基板３０６が変形要素３０２上に固定されている場合、基板３０６及び変形要素３０２を相互連結した後にスペーサ３１６ａ、３１６ｂが除去されたとしても、初期状態で測定要素３０４ａ、３０４ｂの領域内で、基板３０６の例示された湾曲が起こるような形で、キャビティ３１２ａ、３１２ｂの領域内にスペーサ３１６ａ、３１６ｂが挿入される。この点に関して、さらに厚膜技術及び薄膜技術において同様に変形要素２０２及び／又は基板３０６に適用され得る可溶性重合体のスペーサ３１６ａ、３１６ｂを用いることが特に有利である。基板３０６と変形要素３０２を相互連結した後、これらのスペーサ３１６ａ、３１６ｂを例えば溶剤などで洗い落すか又は酸化性雰囲気内で焼却処分することができる。
【００３３】
かくして、測定要素３０４ａ、３０４ｂが位置設定されている基板３０６の領域は、外部から圧力を加えることなく、予め湾曲られ、測定要素は対応する出力信号を送達する。矢印３１０ａ方向に圧力が付加された場合、この湾曲は、例えば公称圧力が存在する場合に測定要素３０４ａ、３０４ｂの領域内でも基板３０６が同様に平坦となるまで補償される。かくして、圧力センサー３０１の作業領域内では、圧縮応力から無応力までの範囲のみが精査され、かくして過負荷領域ではひずみの制限が確実に存在するようにすることができる。
【００３４】
図５は、本発明の第５の実施形態についての断面図を示している。ここでは、基板４０６は相互連結層４０８のスポット構成により変形要素４０２に連結されている。連結プロセスでは、矢印４１８の方向において、測定要素４０４ａ、４０４ｂが位置設定されている領域の湾曲が変形要素４０２への方向に発生し、同様に相互連結層４０８の硬化後凍結されるような形で基板４０６に力を加えることができる。この場合プレストレスが発生し、これは圧力が矢印４１０の方向に加わった時点で補償される。今度はこれが過負荷領域内でひずみの制限を生み出す。
【００３５】
図６は、上述の実施形態全てのために使用することのできるような基板５０６の俯瞰図を示している。４つの測定要素５０４ａ、５０４ｂ、５０４ｃ、５０４ｄの全てが相互連結されてフルブリッジを形成し、第１の測定要素５０４ａ及び第３の測定要素５０４ｃの共通の電極は、正の電圧供給のため基板５０６の第１のコーナーに位置設定された端末電極５２０ａへと経路決定されている。類似の要領で、第２の測定要素５０４ｂ及び第４の測定要素５０４ｄの共通電極は、負の電圧供給のための基板５０６の第２のコーナーに位置設定された端末電極５２０ｂへと経路決定される。測定電圧は、基板５０６の第３のコーナーに位置設定された端末電極５２２ａへと経路決定される第１の測定要素５０４ａと第２の測定要素５０４ｂの共通電極と、基板５０６の第４のコーナーに位置設定された端末電極５２２ｂへと経路決定される第４の測定要素５０４ｄの共通電極の間でタッピングされ得る。
【００３６】
基板５０６は、基本的に矩形であり、有利には、円形又は矩形ウェーハ上で、つまり換言すると「パネル内で」、多数製造可能である。長さ及び幅についての標準的な寸法は、数分の１ｍｍから数ｍｍであり、基板の厚みは標準的に１ｍｍ未満である。
【００３７】
図７は、本発明の基板６の多層構造を示している。例示された実施形態において、第１の内部層６ｉが両面で第２の外部層６ａによりカバーされている。第１の内部層は、３μｍ超の粒度Ｄ５０をもつ酸化ジルコニウムの粗い充填材２４を５０〜８０重量％の割合で有するガラスセラミックから形成されている。２つの第２の外部層６ａは、基本的に同一に作られており、１μｍ未満の粒度をもつセラミック及び非結晶性ガラスの細かい充填材粒子２６を有する。内部層と外部層６ｉ、６ａの厚みは、各々約１００μｍである。基板６の機械的特性は、基本的に、粗い充填材粒子２４により、第１の内部層６ｉによって決定され、基板６の高い破壊強度を確保する。一方第２の外部層６ａは、印刷導体、抵抗器などといった構成要素が薄膜技術において適用され得る基板６の平滑な表面を主として確保している。
【００３８】
例示された実施形態における外部層対内部層６ａ、６ｉの積層比は、２：１である。２：２〜２：６の間の積層比が特に有利であり、この場合、最高６つの第１の内部層６ｉが互いの上面に位置設定され、基板６は外側面のみに１つの第２の外部層６ａを有している。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】本発明の第１の実施形態を示す断面図である。
【図２】本発明の第２の実施形態を示す断面図である。
【図３】本発明の第３の実施形態を示す断面図である。
【図４】本発明の第４の実施形態を示す断面図である。
【図５】本発明の第５の実施形態を示す断面図である。
【図６】本発明で記載の基板の俯瞰図である。
【図７】本発明で記載の基板の多層構造の説明図である。
【図１】
2008527313.tif 000003
【図２】
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【図３】
2008527313.tif 000005
【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【国際調査報告】
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