[发明专利]厚膜微压力传感器及制备方法

权利要求书

1.一种厚膜微压力传感器的制备方法，其特征在于：采用AL₂O₃瓷加工成弹性膜片及瓷环；弹性圆膜片采用流延法工艺成型，瓷环采用热压铸成型工艺制作，高温烧成，用高温玻璃浆料将弹性圆膜片和瓷环粘结成周边固支的感压弹性体，并在高温中烧结成为一体；然后在弹性体上按预定位置印刷烧结导电带，并在陶瓷弹性体的中央及边缘附近位置通过厚膜丝网印刷，高温烧结工艺制作厚膜应变电阻，并接成全桥；抗过载及补偿用盖板也是用Al₂O₃瓷热压铸成型，用低温玻璃和已印烧好厚膜应变电阻的弹性体形成整体。

2.如权利要求1所述的一种厚膜微压力传感器的制备方法，其特征在于：(a)超薄微压陶瓷弹性体的制造：弹性膜片采用95％的三氧化二铝陶瓷制作，采用流延法工艺成型，并在1600～1800℃烧结，膜片外径φ72mm，厚度0.25～0.60mm，所制膜片要平整致密，厚度均匀，不得有曲翘和凹凸不平；瓷环外径φ72mm，内径φ60mm，厚度6.0mm，采用95％Al₂O₃瓷，热压铸工艺成型，其烧成温度为1600～1700℃，再将瓷环两面研磨抛光，使其上下面平整；

采用丝网印刷工艺，在瓷环上均匀印刷一层高温玻璃浆料，然后将φ72mm的膜片粘合在瓷环上，要粘合平整，严密无缝，在常温下平放阴干至少2小时，红外线灯烘干，然后放在高温炉中，在880～940℃高温下烧成一体，出炉后自然冷却至室温；

(b)厚膜应变电阻的制造：厚膜应变电阻采用钌酸铋系列材料制备，先将水合氧化钌脱水，然后将脱水后的超细氧化钌和氧化铋在580～700℃合成钌酸铋导电相，再将合成的导电相和玻璃相，按导电相∶玻璃相＝1∶7～10的重量比进行混合，搅拌均匀后加无水乙醇研磨8小时，烘干，最后用乙基纤维素将上述研磨好的粉体调浆，搅拌均匀，制成厚膜应变电阻浆料；应变系数GF/8～12，方阻10～15K/口，电阻温度系数TCR＜80PPm/℃，在φ72mm弹性体上，按预定位置印刷钯-银导体浆料，在室温阴干0.5～1.5小时，并在红外灯下烘干，再放入高温炉进行烧结，烧成温度880～920℃，自然冷却至室温，然后用印刷机在陶瓷弹性体中央及边缘附近，感压后应变最大区域位置，通过厚膜丝网印刷，高温烧结温度760～850℃，制作四个厚膜应变电阻，R₁～R₄并由已印烧的钯银导电带连接成全桥；

(c)抗过载及补偿用盖板的制作：盖板外径φ72mm，厚度2.2mm，采用95％Al₂O₃陶瓷热压铸加工成型，高温1600～1800℃烧成，并对其上下两面进行研磨抛光，要求表面平整致密。

3.用权利要求1或2的方法制备的厚膜微压力传感器，其特征在于：周边固支的陶瓷超薄感压弹性体上，印烧固有四个钌酸盐厚膜电阻全桥；盖板和弹性体烧结成一体，在盖板表面有厚膜补偿电阻网络，在盖板边缘，开有五个金属化凹槽烧渗的钯银导带使厚膜电阻全桥和补偿电阻网络形成欧姆电气连接；在盖板背面，有φ602mm的圆形凹槽，其作用是使之和弹性膜片之间形成间隙，当弹性膜片过载时，过度的挠曲被盖板的背面顶住，以防止膜片过载，形成对传感器的过载保护。