[发明专利]膜片式薄膜压力传感器

说明书

技术领域

本发明涉及一种压力传感器，尤其涉及一种采用大片膜片材料制造成弹性应变元件后再分离焊接成的膜片式薄膜压力传感器。

背景技术

薄膜压力传感器被称为第三代压力传感器，它具有精度高、工作温度范围宽、稳定性好、可靠性高等优点，在军工、石化、机械、冶金、交通等许多领域得到应用。

现有的薄膜压力传感器如图1所示，顺次包括弹性体1，电路板支架3，转换电路板4组成。所述的现有技术薄膜压力传感器的弹性体1的加工工艺主要有研磨抛光、镀膜、光刻。研磨抛光工艺是采用机械的办法一次性不多于150个所述弹性体1同时进行，完成全部研磨抛光工作需要约8小时。镀膜工艺一次性只能对100个左右已研磨抛光合格的所述弹性体1进行，每次完成全部镀膜工作10小时以上。光刻工艺对已完成镀膜工艺的所述弹性体1进行，只少需要二次光刻，第一次光刻一次性可对10个左右的已完成镀膜工艺的所述弹性体1同时进行，第二次光刻一次只能对一个完成了第一次光刻的所述弹性体1进行。以上主要生产工艺生产效率低、产品生产成本高，无法在民用领域得到广泛应用。

另外，由于机械的研磨抛光需要弹性体1的研磨抛光面有一定的厚度，低于这个最小厚度值，研磨抛光时会塌陷。这样就限制了小量程产品的制造，一般而言，低于1MPa的产品不能生产。

因此，开发一种生产效率高、成本低、能适合小量程产品的膜片式薄膜压力传感器极其重要。

采用大片膜片材料一次性批量生产应变膜片的方法制造的膜片式薄膜压力传感器能解决上述存在的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种膜片式薄膜压力传感器，针对现有技术的不足，解决薄膜压力传感器生产效率低、成本高、小量程产品不能生产的问题，实现高性能的薄膜压力传感器在军民领域广泛使用的目的。

为解决以上技术问题，本发明的技术方案是：一种膜片式薄膜压力传感器，包括一个外壳体，一个焊接在所述外壳体底部中心的应变膜片，一个固定于所述外壳体内部的电路板，其特征在于，所述应变膜片是采用4英寸或6英寸或10英寸的不锈钢或钛合金大片膜片材料，通过离子束溅射分别沉积绝缘膜、应变膜、焊盘膜、保护膜，然后光刻形成惠斯通电桥电路后切割分离的。

所述的4英寸或6英寸或10英寸的不锈钢或钛合金大片膜片材料厚度为0.03毫米至2.5毫米，可制造50KPa至150MPa的压力传感器。

与现有技术相比，本发明所具有的有益效果为：采用大片膜片材料做弹性体，其表面粗糙度小，无需进行研磨抛光就可以镀膜，省去研磨抛光工艺，节省生产时间。将膜片材料切割成4英寸、6英寸、10英寸大小的膜片，以4英寸大片膜片材料为例：清洗后可以同时对4片所述4英寸大片膜片材料进行镀膜，而一片所述4英寸大片膜片材料上至少可以制成直径8毫米的应变膜片100片，这样一次镀膜至少得到400片所述的应变膜片，大大提高镀膜效率。镀膜完成后一次性对4英寸所述大片膜片进行光刻，这样一次可以光刻生成100片所述应变膜片，大大提高光刻效率。

另外，4英寸、6英寸、10英寸大片膜片材料最薄为0.03毫米，可以制造50KPa的小量程薄膜压力传感器，大大扩充了薄膜压力传感器的应用范围。

通过上述工艺后，薄膜压力传感器的生产效率提高，生产成本下降，同时能生产小量程产品而又保留了薄膜压力传感器的其它优良性能。

本发明的膜片式薄膜压力传感器的主要性能指标如下：

测量范围：0～0.05～150MPa综合精度：0.05％FS～0.5％FS

介质温度范围：-100℃～200℃灵敏度系数：≥1.8mV/V

零点温度漂移：≤±0.005％FS/℃长期稳定性：≤±0.1％FS/年

本发明解决了现有薄膜压力传感器生产效率低、成本高、不能生产小量程产品的问题。

附图说明

图1为现有技术的薄膜压力传感器的结构示意图。

图2为本发明的膜片式薄膜压力传感器的结构示意图。

图3为本发明的膜片式薄膜压力传感器的大片膜片材料上分布的应变膜片示意图。

具体实施方式

如图1所示，现有技术的薄膜压力传感器顺次包括弹性体1，电路板支架3，转换电路板4组成。其中所述电路板支架3焊接在所述弹性体1外周，而所述转换电路板4安装在所述电路板支架3内。