[发明专利]一种陶瓷电容式压力传感器电极的制备方法

说明书

本发明公开了一种陶瓷电容式压力传感器电极的制备方法。该方法为：一、陶瓷基底打磨、清洗、烘干；二、金浆配置；三、丝网印刷金浆；四、烘干；五、高温烧结。本发明通过对金浆的粘度、金颗粒含量、丝网印刷次数、网板目数来调控金电极的厚度，并通过合适的烧结工艺，制备的电极材料与基底结合强度高，在循环应力以及热循环作用下，电极不易脱落，具有抗疲劳性能好等优点。本发明适用于大批量生产，产品均匀性好，质量一致性高，大大提高了工作效率。

技术领域

本发明涉及传感器领域，尤其涉及一种陶瓷电容式压力传感器电极的制备方法。

背景技术

近年来，随着汽车和微电子行业的快速发展，对具有高灵敏度，高反应性和小型化的电子传感器的需求大幅增加。因此，同时具有高精度、宽工作环境，长工作寿命的压力传感器成为了研究的热点。通过研究传感器内部结构，探索高效、合理的封装工艺等成为了新型压力传感器发展的趋势。特别是陶瓷电容式压力传感器，将陶瓷的耐腐蚀、高强度的特性与电容的长寿命的特点相结合，兼具了陶瓷与电容结构的优点，被市场与研究领域广泛看好。电容感应的原理一般是：将传感器设计成一个电容结构，将电容的其中一个极板设计为可动结构。压力作用下，该可动电极发生形变或位移，使电容间距发生变化，传感器的电容值也随之改变。

金由于具有优异的稳定性和导电性能被广泛用作一些精密电子器件的电极材料。随着电子科学及电子产品的发展，电子薄膜器件越来越多的被研究和应用，比如半导体薄膜材料、介电和铁电薄膜材料。但是由于金在非金属薄膜材料上的吸附性较差，导致不能制备较厚的金电极层，从而影响了电极的电传导性能。除此之外，金在非金属薄膜上较差的吸附性，也严重影响了对金电极的精细加工，不利以金作为电极器件的小型化发展。

对于陶瓷电容式压力传感器电极传统工艺存在一些缺陷：(1)电极耐高温性能差，一些工艺制备的传感器电极在陶瓷片封接工艺中要经过高温烧结处理，高温烧结后电极材料会发生下渗或固态润湿，导致电极材料呈“孤岛”状，从而失去了电极的导电性能；(2)导电膜层太薄，导致电极与基底之间的附着力太低，电极引线制作困难，在使用中容易脱落等缺点。

丝网印刷工艺在压力传感器制备方面应用广泛，根据使用浆料的不同，不仅可以用来制备陶瓷电容粘接层，还可以使用导电浆料进行金属电极薄膜的制备。目前，丝网印刷工艺经过多次技术改进，可实现在基板上图案的精确印刷，提高了工作效率并保证了各批次内性能的一致性，并且能够在陶瓷基底上印刷较厚电极膜层，经过高温处理后具有良好的热稳定性。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术的不足，而提供一种工艺简单、导电性能好、与基底结合性能好且不易脱落、耐高温、耐腐蚀的陶瓷电容式压力传感器电极的制备方法。

为了实现上述目的，本发明所采用的技术方案是：一种陶瓷电容式压力传感器电极的制备方法，其特征在于该方法包括以下步骤：

步骤一：采用陶瓷材料作为陶瓷电容式压力传感器芯片的基底，经过表面打磨、清洗、烘干后备用；

步骤二：金浆配置：按重量百分比计算，将15wt.％～25wt.％乙基纤维素树脂加入到40wt.％～70wt.％有机溶剂中，纳米金颗粒含量为10wt.％～35wt.％，分散剂含量为3wt.％～6wt.％，在恒温水槽中加热至溶解完全，搅拌制得镀制电极用金浆；

步骤三：丝网印刷：将步骤二配置好的金浆，采用丝网印刷方法将金浆印刷在步骤一处理好后陶瓷表面；

步骤四：将步骤三中印刷好的陶瓷基底置于烘箱内烘干处理；

步骤五：将步骤四中烘干处理后的陶瓷基底置于高温炉内进行烧结，制得陶瓷电容式压力传感器电极。