[发明专利]一种薄膜传感器引线连接方法

说明书

本发明提出一种薄膜传感器引线连接方法，属于基本电气元件技术领域，包括如下步骤：确定引线类型及规格；根据传感器引脚的数量和位置打引线孔；安装引线；填充导电银浆/铂浆并固化；去除多余引线；传感器薄膜表面打磨抛光；清洗打磨抛光后的传感器薄膜表面；在试验件表面制备薄膜传感器；完成引线连接；至此，完成薄膜传感器的引线连接。本发明提出的技术方案操作简单易行，制成的薄膜传感器引线连接点处没有凸起，有效解决了现有薄膜传感器引线焊接困难、连接点凸起引起测量误差的问题。

技术领域

本发明属于基本电气元件技术领域，具体涉及一种薄膜传感器引线连接方法。

背景技术

随着航空航天装备的快速发展，新一代高马赫数飞行器的热结构面临更加严酷的力热环境，对力热参数的测试提出了更高要求，测试传感器需满足耐受温度高、响应速度快、测试精度高等要求。薄膜温度、热流、应变等传感器作为一类先进的MEMS传感器，可以采用在结构表面直接“生长”的方式制备，厚度通常在微纳米量级，具有不破坏结构表面的气动外形、热惯性小、测试精度高、响应速度快等优点，成为解决先进工业装备高温环境下力热参数高精度测试的有效手段，近年逐渐成为研究热点。

薄膜传感器的测量需要通过引线将电压/电流/电阻等信号传输至采集设备，传统的温度、热流、应变传感器通常采用焊接的方法将传感器引脚和引线相连接，但是由于薄膜传感器的厚度通常为微纳米量级，如果仍然采用焊接的方法极易导致传感器引脚处薄膜熔穿失效。因此，发展适合薄膜传感器的引线连接技术是亟需解决的关键问题。

美国NASA Glenn研究中心测试了燃气环境下薄膜传感器在各种结构表面的应用，研究表明，在高温、高压、高速气流的燃气环境下，引线失效成为薄膜传感器的主要失效模式。针对这一问题，NASAGlenn研究中心发展了一种新型的陶瓷连接技术——ARCJoinT，采用陶瓷卡具在结构件表面固定引线，引线的空间形状设计为卷曲形式以释放热应力。德国Paul Gierth等人采用平行间隙焊接方法将丝式引线焊接于薄膜传感器的金属膜引脚上，对连接的高温剪切/拉伸强度以及焊接点的失效模式进行了试验研究；也有学者为了提升平行微隙焊的焊接强度，采用玻璃封装工艺对焊接部位进行强化。国内电子科技大学、上海交通大学、西北工业大学、大连交通大学、中国科学技术大学等单位针对温度、热流、应变等薄膜传感器的设计和制备方法开展了大量研究工作，针对引线连接问题，主要采用紧固装置压接、导电银浆/铂浆粘接固化、喷涂抗氧化层保护等方式。上述这些引线的连接强化方法能够满足传感器实验室环境下的测试应用需求，但是对于航空航天飞行器在飞行环境下的力热参数测试而言，引线连接点在结构表面产生的较大凸起会对测试位置附近的气动流场产生较大影响，一方面会引起局部气动热发生变化、增大测量的系统误差，另一方面也可能会引起局部气动加热加剧、导致结构烧蚀破坏，仍需进行改进。

发明内容

本发明提供一种薄膜传感器引线连接方法，目的是解决现有薄膜传感器引线焊接困难、连接点凸起引起测量误差的问题。

本发明的目的是通过如下技术方案实现的：

一种薄膜传感器引线连接方法，包括如下步骤：

第一步、确定引线类型及规格；

第二步、根据传感器引脚的数量和位置打引线孔；

第三步、安装引线；

第四步、填充导电银浆/铂浆并固化；

第五步、去除多余引线；

第六步、传感器薄膜表面打磨抛光；

第七步、清洗打磨抛光后的传感器薄膜表面；

第八步、在试验件表面制备薄膜传感器；

第九步、完成引线连接；

至此，完成薄膜传感器的引线连接。