[发明专利]一种导电膜及其制作方法

说明书

本发明涉及一种导电膜及其制作方法，导电膜具有标准开尔芬保护环结构，由绝缘分离的、具有同心的圆形导电膜和环形导电膜组成，制备流程为：(1)以带有两个贯穿孔的绝缘材料为基板，采用灌装工艺向贯穿孔中填充导电材料；(2)对贯穿孔中填充了导电材料的绝缘基板的表面打磨抛光；(3)采用丝网印刷或薄膜沉积工艺，在贯穿孔中填充了导电材料的绝缘基板的打磨抛光的一面上制作标准开尔芬保护环结构的导电膜，圆形导电膜与一个贯穿孔中的导电材料相连，环形导电膜与另一个贯穿孔中的导电材料相连。绝缘基板表面的导电膜与绝缘基板中贯穿孔中导电材料连通，确保圆形导电膜和环形导电膜完整性，提高了电场均匀性，从而改善电容位移传感器的性能。

技术领域

本发明涉及一种导电膜的制作的技术领域，尤其涉及一种导电膜及其制作方法，其为绝缘基板上绝缘分离的、具有同心的、表面完整的圆形导电膜和表面完整的环形导电膜组成的标准开尔芬保护环结构导电膜的制作方法。

背景技术

电容位移传感器具有动态特性好、分辨力高、结构简单等优点非常适合高精度、非接触动态测量，已被广泛用于位移、压力等领域的高精度测量。在电容位移传感器中，电容(C)与电极之间距离(d)之间的关系可表示为：

C＝ε_rε₀A/d (1)

其中，ε_r为电极之间介质相对介电常数，ε₀为真空介电常数，A为极板间覆盖面积，d为极板间距。极板间距离变化，引起电容传感器电容变化，从而实现位移、压力等测量。上述方程(1)成立的条件是电容位移传感器极板间电场均匀分布。由于边缘电场存在会导致电容位移传感器两极板之间电场分布不均匀，而是随着空间变化，导致电容位移传感器信号扭曲。为了尽量减小电场边缘效应，提高电场分布的均匀度，电容传感器探头中一般采用文献[1]Journal Applied Physics 1975，46，2486-2490[W.C.Heerens,F.C.Vermeulen,Capacitance of kelvin guard-ring capacitors with modified edge geometry,J.Appl.Phys.46(1975)2486-2490]中报道的开尔芬保护环(Kelvin Guard Ring)结构的电极(见图5a)即由工作电极1和保护环组成。图5b中工作电极2一般为被检测对象，其工作面积远大于工作电极1。在运行过程中，工作电极1和保护环电势保持一致，大幅减小电场边缘效应。

另外，电容传感器极板厚度越大，电场边缘效应越大。为了减小电容传感器极板厚度，人们亦以绝缘基板上的开尔芬保护环结构的薄导电膜替代开尔芬环结构的较厚的金属板作为电极，减小电场边缘效应。然而，在采用开尔芬环结构的导电膜时，为了给保护环中间工作电极连接引线，导电膜往往采用文献[3]Nature Nanotechnology 2011,6,496-500所报道非标准的开尔芬保护环结构(见图6)，这会引入额外的电场边缘效应，损害电容位移传感器性能。

因此，寻找一种在绝缘基板上制作具有标准开尔芬保护环结构的导电膜作为电极，是减少电容位移传感器电场边缘效应，提高电场分布均匀性，改善电容传感器性能的关键。

发明内容

本发明的目的是：避免上述电容位移传感器探头以绝缘基板上非标准的开尔芬保护结构的导电膜为电极时，存在较大的电场边缘效应问题，提出了一种在绝缘基板表面具有标准开尔芬保护环结构的导电膜的制作方法，从而减小电容位移传感器以导电膜为电极时的电场边缘效应，提供了电容位移传感器性能。

本发明采用的技术方案是：一种导电膜，导电膜具有标准开尔芬保护环结构，由绝缘分离的、具有同心的、表面完整的圆形导电膜和表面完整的环形导电膜组成；所述标准开尔芬保护环结构的导电膜2由绝缘分离的具有同心的表面完整的圆形导电膜201和表面完整的环形导电膜202组成；所述表面完整的圆形导电膜201与一个填充有导电材料4的贯穿孔301相连；所述表面完整的环形导电膜202与另一个填充有导电材料4的贯穿孔302相连。