CN105021120B - 一种电容应变传感器及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种电容应变传感器及其制备方法,属于传感器设计及生产技术领域。所述电容应变传感器从下往上依次为基底、第一钛酸锶钡电介质薄膜层、PdCr电极层、第二钛酸锶钡电介质薄膜层、Al2O3保护层,其中,所述PdCr电极层为叉指电极结构。本发明采用叉指电容平面结构,以钛酸锶钡(Ba0.5Sr0.5TiO3)作为介质材料,以PdCr作为电极材料,采用磁控溅射镀膜与光刻工艺相结合的制备技术,实现了电容应变传感器在更大的应变(2500με)下,更高的温度(500℃)下稳定工作的目的。
Description
技术领域
本发明属于传感器设计及生产技术领域,具体涉及一种电容应变传感器及其制备方法。
背景技术
应变传感器在各种零部件力学性能以及力学行为研究中发挥着重要的作用。目前,应变传感器已有丝式、箔式、薄膜式、金属、半导体等多种类型,大部分是基于压阻效应,即电阻随应变的变化而成比例的变化。由于发动机、核电等领域对高温的要求,电阻式应变传感器在高温下的应用缺点越来越明显,高温带来的误差及可靠性问题成为了巨大的挑战。而电容式应变传感器是基于器件的电容随应变的变化而改变,具有更好的高温稳定性和高温下的抗干扰能力;且与电阻式应变传感器相比,在金属基底上制备电容式应变传感器无需特别制备绝缘层。
目前,电容式应变传感器由于结构设计及介质材料等问题,应用温度还远远没有达到理想水平,能承受的应变也较小。K.I.Arshak等(K.I.Arshak,D.McDonagh,M.A.Durcan,Development of new capacitance strain sensors based on thick filmpolymer and cermet technologies,Sens.Actuators A:Phys.79(2000)102-114)以锆钛酸铅(PZT)和聚偏氟乙烯(PVDF)为介质材料制备得到了电容应变传感器,其存在以下缺陷:能承受的应变和温度均较低,能承受的最大应变为350με,最高工作温度为85℃;其介质材料采用丝网印刷法制备,使得膜厚过大,高温下内部应力过大时容易脱落;其电极采用贺利氏导体C12121S,限制了该应变传感器在高温下的应用;传感器的结构为平行板电容结构,不利于控制介质材料的质量,使其介电损耗偏大,工艺复杂。
发明内容
本发明针对背景技术存在的缺陷,提出了一种电容应变传感器及其制备方法,以实现电容应变传感器在较大应变和高温环境下有更好的实用性和更高的可靠性。本发明采用叉指电容平面结构,以钛酸锶钡(Ba0.5Sr0.5TiO3)作为介质材料,以PdCr作为电极材料,采用磁控溅射镀膜与光刻工艺相结合的制备技术,实现了电容应变传感器在更大的应变(2500με)下,更高的温度(500℃)下稳定工作的目的。
本发明的技术方案如下:
一种电容应变传感器,从下往上依次为基底、第一钛酸锶钡电介质薄膜层、PdCr电极层、第二钛酸锶钡电介质薄膜层、Al2O3保护层,其中,所述PdCr电极层为叉指电极结构。
进一步地,所述基底为氧化铝基底或合金基底。
进一步地,当基底采用合金基底时,在合金基底和第一钛酸锶钡电介质薄膜层之间还设置一层NiCrAlY过渡层。
一种电容应变传感器的制备方法,包括以下步骤:
步骤1、基底的表面处理:依次采用丙酮、乙醇和去离子水对基底表面进行清洗,清洗后用氮气吹干备用;
步骤2、第一钛酸锶钡电介质薄膜层的制备:采用射频磁控溅射法,将步骤1处理后的基底置于真空气氛及500~800℃下,采用Ba0.5Sr0.5TiO3陶瓷为靶材,在步骤1处理后的基底表面沉积1~5μm厚的钛酸锶钡(BST)薄膜;
步骤3、PdCr电极层的制备:在步骤2制备得到的第一钛酸锶钡电介质薄膜层表面制备图形化的PdCr叉指电极,得到平面电容;
步骤4、第二钛酸锶钡电介质薄膜层的制备:为了进一步增加电容应变传感器的电容值,方便测量,采用与步骤2相同的方法在步骤3得到的PdCr电极层表面制备第二钛酸锶钡电介质薄膜层;
步骤5、Al2O3保护层的制备:将步骤4得到的复合基底放入真空室内,采用电子束蒸发法,在真空气氛及300~400℃下,采用高纯度Al2O3为原料,在复合基底的第二钛酸锶钡电介质薄膜层表面沉积2μm厚的Al2O3保护层;保护层可延长器件的使用寿命,为器件在恶劣环境中的使用提供了保障。
进一步地,步骤2所述射频磁控溅射法制备第一钛酸锶钡电介质薄膜层时,真空气氛的真空度为10-3~10-4Pa,采用的溅射气压为2~2.5Pa,溅射功率为200W,溅射介质为以体积百分比计纯度不低于99.9%的氩气和99.5%的氧气的混合气体,其中,氩气和氧气的流量比为2~10:1。
进一步地,步骤3所述在第一钛酸锶钡电介质薄膜层表面制备图形化的PdCr叉指电极包括图形化光刻掩膜的制作、PdCr薄膜的制备和电极剥离过程。所述图形化光刻掩膜的制作的具体过程为:a.基片清洗:将基片依次在丙酮、乙醇和去离子水中超声清洗,用氮气吹干;b.脱水烘干:将上步清洗后的基片在热板上烘干残留水分,以便光刻胶和基片之间有很好的粘附性,防止掉胶;c.甩胶:将基片放置于旋转涂胶机上,采用AZ5214型反转光刻胶,在500r/min的速度下旋涂5s,2500r/min的速度下旋涂30s,使光刻胶均匀的附着在基片上并且保持2μm左右的厚度;d.前烘:将上步得到的基片在100℃恒温热板上烘60s,使光刻胶中的水分等蒸发,提高光刻胶与基片之间的粘附性;e.曝光:将前烘处理后得到的基片放在做好的电极图形掩膜版图形下曝光2s~4s;f.反转烘:将上步曝光处理后的基片在120℃热板上保持90s,对曝光产生分子变性的光刻胶反应进行固化,使曝光的区域转性;g.泛曝光:直接将上步处理后的基片放在光刻机下曝光45s~60s,经过反转烘和泛曝光两个步骤后,AZ5214可做负性光刻胶使用,光刻后的图形失真小,且可以形成倒台面的侧壁,有利于金属的剥离;h.显影:将上步泛曝光后的基片放入显影液,显影40s~55s,使光刻胶上的图形显现出来,完成图形转移。
进一步地,所述PdCr薄膜的制备过程具体为:将经图形化光刻掩膜的制作步骤后的基片放入真空室内,采用直流磁控溅射的方法,在背底真空为10-3~10-4Pa、溅射气压为0.2~0.5Pa、溅射功率为85~100W的条件下,以PdCr合金为靶材,以体积百分比计纯度不低于99.9%的氩气作为溅射介质,制备厚度约为0.5~5μm的PdCr电极。
进一步地,所述电极剥离的具体过程为:将沉积有PdCr薄膜的基片放入丙酮中浸泡,待电极图形显现之后,用去离子水冲掉基片上残留的光刻胶和沉积的金属,从而只留下设计好的电极图形。
进一步地,步骤5所述Al2O3保护层的制备过程中,真空气氛的真空度为10-3~10- 4Pa,蒸镀电子束流为60mA~80mA,高纯度Al2O3原料的纯度不低于99.99wt%。
本发明的有益效果为:
1、本发明电容应变传感器介质层的材料为BST(Ba0.5Sr0.5TiO3),BST是一种对应变非常敏感的陶瓷材料,其介电常数会随应变的变化而出现较大的变化,随张应变的增加而增加,随压应变的增加而减小,因此,制备的电容应变传感器的应变灵敏度高,即具有较大的GF因子;且BST材料还具有较高的介电常数,与PZT材料相比还具有较小的温度系数以及较低介电损耗等优点。
2、本发明采用钯铬合金(PdCr,Cr含量13wt%)作为电极材料,PdCr合金在高温下结构稳定、抗氧化性好,而且应变随着温度的变化关系为线性、可重复的;且磁控溅射技术制备的PdCr合金薄膜致密,高温环境下不易氧化。
3、本发明采用叉指电极平面结构来实现电容应变传感器的功能,传感器由下至上依次为基底、第一电介质层、叉指电极、第二电介质层、保护层;该结构的传感器能较好地利用介质材料本身的应变敏感特性,制备的器件的灵敏系数较大,同时损耗因子更小,器件表现出更加稳定可靠的性质;本发明采用光刻工艺实现叉指电极的图形化,能更加精确地控制线宽,且可以通过叉指数量、指宽以及叉指间的距离来实现电容大小的控制,从而实现电容式应变传感器的结构、大小的灵活设计,还可以避免器件厚度带来的脱落问题。
4、本发明采用磁控溅射镀膜与光刻工艺相结合的技术制备传感器,相比丝网印刷技术,本发明具有成膜质量高、附着性好、厚度薄、内应力小等优点,能有效解决电容应变传感器与基底的附着性问题,避免高温下器件膜层过厚从而内部应力过大导致脱落的问题,提高了器件的可靠性和使用寿命,有利于器件在大应变和高温环境下的应用。
附图说明
图1为本发明实施例提供的一种电容应变传感器的结构示意图(剖视图);其中,1为NiCrAlY过渡层,2为第一钛酸锶钡电介质薄膜层,3为PdCr电极层,4为第二钛酸锶钡电介质薄膜层,5为Al2O3保护层;
图2为本发明提供的电容应变传感器的PdCr电极层的俯视图,PdCr电极层为叉指电极结构;
图3为本发明实施例提供的一种电容应变传感器的制备流程图;其中,a为在基底上制备NiCrAlY过渡层后得到的结构的剖面图;b为制备第一钛酸锶钡电介质薄膜层后得到的结构的剖面图;c为图形化光刻掩膜制作后的结构的剖面图;d为沉积了PdCr薄膜后的结构的剖面图;e为剥离后的结构的剖面图;f为制备第二钛酸锶钡电介质薄膜层后得到的结构的剖面图;g为制备Al2O3保护层后得到的结构的剖面图;
图4为本发明实施例1得到的电容应变传感器的电容温度系数(TCC)曲线;
图5为本发明实施例1得到的电容应变传感器的应变灵敏度测试曲线。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明做进一步地介绍与说明。
实施例1
一种以氧化铝陶瓷为基底的电容应变传感器的制备方法,包括以下步骤
步骤1、氧化铝基片的表面处理:采用1.25×1.25cm的99.9%的氧化铝基片为基底,先后采用丙酮、乙醇和去离子水对基底进行清洗,清洗后用干净的氮气吹干备用;
步骤2、在氧化铝基片上沉积第一Ba0.5Sr0.5TiO3电介质薄膜:将步骤1清洗干净的氧化铝基片置于真空度为8.0×10-4Pa的真空(背底真空)环境中,以Ba0.5Sr0.5TiO3陶瓷为靶材,以体积百分比计纯度不低于99.9%的氩气和99.5%的氧气以流量比4:1的比例作为反应介质,在750℃温度、200W功率、2Pa气压下,在氧化铝陶瓷基片上沉积厚度为1μm的Ba0.5Sr0.5TiO3陶瓷薄膜;
步骤3、图形化PdCr叉指电极的制备:在步骤2制备的第一BST电介质薄膜上制备图形化PdCr叉指电极,得到平面电容;主要包括图形化光刻掩膜的制作、PdCr薄膜的制备和电极剥离过程;
步骤3.1图形化光刻掩膜的制作,具体工艺流程为:
(1)基片清洗:将基片放入丙酮中超声清洗10min,以去除基片表面的有机物;然后放入酒精中超声清洗10min,以保证光刻和剥离有较高的成功率;再在去离子水中超声清洗10min,去除基片表面的残留液;最后采用干净的氮气吹干;
(2)脱水烘干:将上步清洗后的基片放在热板上,在150℃温度下烘20min烘干残留水分,以便光刻胶和基片之间有很好的粘附性,防止掉胶;
(3)甩胶:将上步得到的基片放置于旋转涂胶机上,采用AZ5214型反转光刻胶,在500r/min的速度下运行5s,然后在2500r/min的速度下运行30s,使光刻胶均匀的附着在基片上并且保持2μm左右的厚度;
(4)前烘:将上步甩胶处理后的基片放在100℃恒温热板上烘60s,使光刻胶中的水分等溶液蒸发,提高光刻胶与基片之间的粘附性;
(5)曝光:将前烘处理后的基片放在做好的电极图形掩膜版图形下曝光3s;
(6)反转烘:将曝光处理后的基片在120℃热板上保持90s,对曝光产生分子变性的光刻胶反应进行固化,使曝光的区域转性;
(7)泛曝光:不加掩膜版直接把上步处理后的基片放在光刻机下进行曝光55s,经过反转烘和泛曝光两个步骤后,AZ5214可做负性光刻胶使用,光刻后的图形失真小,且可以形成倒台面的侧壁,有利于金属的剥离;
(8)显影:显影时间直接关系着光刻图形的好坏,将泛曝光后的基片放入显影液,显影50s,使光刻胶上的图形显现出来,完成图形转移;
步骤3.2沉积PdCr薄膜电极:将经步骤3.1处理后得到的基片放入真空室中,采用直流磁控溅射的方法,在背底真空为8×10-4Pa、溅射气压为0.3Pa、溅射功率为85W的条件下,以PdCr合金为靶材,以体积百分比计纯度为99.999%的氩气作为溅射介质进行溅射处理,得到厚度约为1μm的PdCr金属电极;
步骤3.3剥离:将步骤3.2沉积了PdCr薄膜电极的基片在丙酮中浸泡12h,待电极图形完全显现之后,用去离子水冲掉基片上残留的光刻胶和沉积的金属,部分难去掉的金属可用超声波轻轻超掉,留下设计好的电极图形;
步骤4、第二钛酸锶钡电介质薄膜层的制备:为了进一步增加电容应变传感器的电容值,方便测量,采用与步骤2相同的方法在步骤3得到的PdCr电极表面制备厚度为1μm的第二钛酸锶钡电介质薄膜层;
步骤5、Al2O3保护层的制备:将步骤4处理后得到的复合基底放入真空室中,采用电子束蒸发的方法,在背底真空为6×10-4Pa下、温度400℃,蒸镀电子束流为75mA的条件下,以纯度为99.9999wt%的Al2O3为蒸镀原料制备一层厚度为2μm的Al2O3保护层;从而得到本发明所述以氧化铝为基底的电容应变传感器。
图4为本发明实施例1得到的电容应变传感器的电容温度系数(TCC)曲线;图5为本发明实施例1得到的电容应变传感器的应变灵敏度测试曲线。由图4和图5可知,实施例1得到的电容应变传感器在2500με的应变下,500℃高温下均能稳定工作,故本发明得到的电容应变传感器能承受较大的应变和较高的温度,完全满足高温环境下电容应变传感器的使用要求。
实施例2
一种以合金为基底的电容应变传感器的制备方法,包括以下步骤:
步骤1、基底的表面处理:首先对合金基底表面抛光,抛光面为镜面;然后依次分别在丙酮、乙醇和去离子水中超声清洗10min,清洗后采用干净的氮气吹干备用;
步骤2、在步骤1清洗后的基底表面制备NiCrAlY过渡层1:为提高应变传感器在恶劣环境下的使用寿命,使薄膜具有良好的附着能力,在合金基底表面制备一层过渡层NiCrAlY;将清洗干净的合金基底置于真空度为8.0×10-4Pa的真空(背底真空)环境中,以Ni67Cr22Al10Y合金为靶材,通入纯度为99.999%(体积百分比)的氩气作为溅射介质,在500℃温度、功率500W、溅射气压(工作压力)为0.3Pa的条件下,采用直流磁控溅射的方法将NiCrAlY合金沉积于合金基底上、沉积厚度为10μm,得到覆盖NiCrAlY过渡层1的复合基底;
步骤3、在步骤2得到的覆盖NiCrAlY过渡层的复合基底表面沉积第一Ba0.5Sr0.5TiO3电介质薄膜2:将步骤2得到的覆盖NiCrAlY过渡层的复合基底置于真空度为8.0×10-4Pa的真空(背底真空)环境中,以Ba0.5Sr0.5TiO3陶瓷为靶材,以体积百分比计纯度不低于99.9%的氩气和99.5%的氧气以流量比4:1的比例作为反应介质,在750℃温度、200W功率和2Pa气压下,在步骤2得到的覆盖NiCrAlY过渡层的复合基底表面沉积厚度为1μm的Ba0.5Sr0.5TiO3电介质薄膜2
步骤4、图形化叉指电极的制备:在步骤3制备的第一BST电介质薄膜上制备图形化PdCr叉指电极3,得到平面电容;主要包括图形化光刻掩膜的制作、PdCr薄膜的制备和电极剥离过程;
步骤4.1图形化光刻掩膜的制作,具体工艺流程为:
(1)基片清洗:将基片放入丙酮中超声清洗10min,以去除基片表面的有机物;然后放入酒精中超声清洗10min,以保证光刻和剥离有较高的成功率;再在去离子水中超声清洗10min,去除基片表面的残留液;最后采用干净的氮气吹干;
(2)脱水烘干:将上步清洗后的基片放在热板上,在150℃温度下烘20min烘干残留水分,以便光刻胶和基片之间有很好的粘附性,防止掉胶;
(3)甩胶:将上步得到的基片放置于旋转涂胶机上,采用AZ5214型反转光刻胶,在500r/min的速度下运行5s,然后在2500r/min的速度下运行30s,使光刻胶均匀的附着在基片上并且保持2μm左右的厚度;
(4)前烘:将上步甩胶处理后的基片放在100℃恒温热板上烘60s,使光刻胶中的水分等蒸发,提高光刻胶与基片之间的粘附性;
(5)曝光:将前烘处理后的基片放在做好的电极图形掩膜版图形下曝光3.5s;
(6)反转烘:将曝光处理后的基片在120℃热板上保持90s,对曝光产生分子变性的光刻胶反应进行固化,使曝光的区域转性;
(7)泛曝光:不加掩膜版直接把上步处理后的基片放在光刻机下进行曝光55s,经过反转烘和泛曝光两个步骤后,AZ5214可做负性光刻胶使用,光刻后的图形失真小,且可以形成倒台面的侧壁,有利于金属的剥离;
(8)显影:显影时间直接关系着光刻图形的好坏,将泛曝光后的基片放入显影液,显影55s,使光刻胶上的图形显现出来,完成图形转移;
步骤4.2沉积PdCr薄膜电极:将经步骤4.1处理后得到的基片放入真空室中,采用直流磁控溅射的方法,在背底真空为8×10-4Pa、溅射气压为0.3Pa、溅射功率为85W的条件下,以PdCr合金为靶材,以体积百分比计纯度为99.999%的氩气作为溅射介质进行溅射处理,得到厚度约为1μm的PdCr金属电极;
步骤4.3剥离:将步骤4.2沉积了PdCr薄膜电极的基片在丙酮中浸泡12h,待电极图形完全显现之后,用去离子水冲掉基片上残留的光刻胶和沉积的金属,部分难去掉的金属可用超声波轻轻超掉,留下设计好的电极图形;
步骤5、第二钛酸锶钡电介质薄膜层4的制备:为了进一步增加电容应变传感器的电容值,方便测量,采用与步骤3相同的方法在步骤4得到的PdCr电极表面制备厚度为1μm的第二钛酸锶钡电介质薄膜层4;
步骤6、Al2O3保护层5的制备:将步骤5处理后得到的复合基底放入真空室中,采用电子束蒸发的方法,在背底真空为6×10-4Pa下、温度400℃,蒸镀电子束流为75mA的条件下,以纯度为99.9999wt%的Al2O3为蒸镀原料制备一层厚度为2μm的Al2O3保护层;从而得到本发明所述以合金为基底的电容应变传感器。
本发明采用Ba0.5Sr0.5TiO3作为介质层材料和PdCr作为电极材料,具有良好的稳定性和耐高温特性,并且对应变敏感、温度系数小,保证了电容应变传感器在高温和大应变环境中能够稳定、可靠的工作。实施例1制得的电容应变传感器可靠性和重复性好,且能承受较大的应变和较高的温度。实施例2中采用合金作为基底制备电容应变传感器,避免了使用过程中应变传感器的粘贴和脱落问题,更利于其在高温环境下的应用。综上,本发明得到的电容应变传感器均具有很好的稳定性和可靠性,能承受较大的应变和较高的温度,完全满足应变传感器在高温环境下的使用要求。
Claims (10)
1.一种电容高温应变传感器,从下往上依次为基底、第一钛酸锶钡电介质薄膜层、PdCr电极层、第二钛酸锶钡电介质薄膜层、Al2O3保护层,其中,所述PdCr电极层为叉指电极结构;所述高温应变传感器可承受2500με的应变,工作温度为500℃。
2.根据权利要求1所述的电容高温应变传感器,其特征在于,所述基底为合金基底。
3.根据权利要求1所述的电容高温应变传感器,其特征在于,所述基底为合金基底时,在合金基底和第一钛酸锶钡电介质薄膜层之间还有一层NiCrAlY过渡层。
4.一种电容高温应变传感器的制备方法,包括以下步骤:
步骤1、基底的表面处理:依次采用丙酮、乙醇和去离子水对基底表面进行清洗,清洗后用氮气吹干备用;
步骤2、第一钛酸锶钡电介质薄膜层的制备:采用射频磁控溅射法,将步骤1处理后的基底置于真空气氛及500~800℃下,采用Ba0.5Sr0.5TiO3陶瓷为靶材,在步骤1处理后的基底表面沉积1~5μm厚的钛酸锶钡薄膜;
步骤3、PdCr电极层的制备:在步骤2制备得到的第一钛酸锶钡电介质薄膜层表面制备图形化的PdCr叉指电极;
步骤4、第二钛酸锶钡电介质薄膜层的制备:采用与步骤2相同的方法在步骤3得到的PdCr电极层表面制备第二钛酸锶钡电介质薄膜层;
步骤5、Al2O3保护层的制备:将步骤4得到的复合基底放入真空室内,采用电子束蒸发法,在真空气氛及300~400℃下,采用高纯度Al2O3为原料,在复合基底的第二钛酸锶钡电介质薄膜层表面沉积2μm厚的Al2O3保护层;从而得到所述电容高温应变传感器。
5.根据权利要求4所述的电容高温应变传感器的制备方法,其特征在于,步骤2所述采用射频磁控溅射法制备第一钛酸锶钡电介质薄膜层时,真空气氛的真空度为10-3~10-4Pa,采用的溅射气压为2~2.5Pa,溅射功率为200W,溅射介质为以体积百分比计纯度不低于99.9%的氩气和99.5%的氧气的混合气体,其中,氩气和氧气的流量比为2~10:1。
6.根据权利要求4所述的电容高温应变传感器的制备方法,其特征在于,步骤3所述在步骤2制备得到的第一钛酸锶钡电介质薄膜层表面制备图形化的PdCr叉指电极包括图形化光刻掩膜的制作、PdCr薄膜的制备和电极剥离过程。
7.根据权利要求6所述的电容高温应变传感器的制备方法,其特征在于,所述图形化光刻掩膜的制作的具体过程为:a.基片清洗:将基片依次在丙酮、乙醇和去离子水中超声清洗,用氮气吹干;b.脱水烘干:将上步清洗后的基片在热板上烘干残留水分,以便光刻胶和基片之间有很好的粘附性,防止掉胶;c.甩胶:将基片放置于旋转涂胶机上,采用AZ5214型反转光刻胶,在500r/min的速度下旋涂5s,2500r/min的速度下旋涂30s,使光刻胶均匀的附着在基片上并且保持2μm左右的厚度;d.前烘:将上步得到的基片在100℃恒温热板上烘60s;e.曝光:将前烘处理后得到的基片放在做好的电极图形掩膜版图形下曝光2s~4s;f.反转烘:将上步曝光处理后的基片在120℃热板上保持90s,对曝光产生分子变性的光刻胶反应进行固化,使曝光的区域转性;g.泛曝光:直接将上步处理后的基片放在光刻机下曝光45s~60s,经过反转烘和泛曝光两个步骤后,AZ5214可做负性光刻胶使用,光刻后的图形失真小,且可以形成倒台面的侧壁,有利于金属的剥离;h.显影:将上步泛曝光后的基片放入显影液,显影40s~55s,使光刻胶上的图形显现出来,完成图形转移。
8.根据权利要求6所述的电容高温应变传感器的制备方法,其特征在于,所述PdCr薄膜的制备过程具体为:将经图形化光刻掩膜的制作步骤后的基片放入真空室内,采用直流磁控溅射的方法,在背底真空为10-3~10-4Pa、溅射气压为0.2~0.5Pa、溅射功率为85~100W的条件下,以PdCr合金为靶材,以体积百分比计纯度不低于99.9%的氩气作为溅射介质,制备厚度为0.5~5μm的PdCr电极。
9.根据权利要求6所述的电容高温应变传感器的制备方法,其特征在于,所述电极剥离的具体过程为:将沉积有PdCr薄膜的基片放入丙酮中浸泡,待电极图形显现之后,用去离子水冲掉基片上残留的光刻胶和沉积的金属,留下设计的电极图形。
10.根据权利要求4所述的电容高温应变传感器的制备方法,其特征在于,步骤5所述Al2O3保护层的制备过程中,真空气氛的真空度为10-3~10-4Pa,蒸镀电子束流为60mA~80mA,高纯度Al2O3原料的纯度不低于99.99wt%。
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Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN1321243A (zh) * | 1999-07-09 | 2001-11-07 | 株式会社东金 | 静电电容式变形传感器及其使用方法 |
CN103712720A (zh) * | 2014-01-02 | 2014-04-09 | 杭州士兰集成电路有限公司 | 电容式压力传感器和惯性传感器集成器件及其形成方法 |
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---|---|---|---|---|
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Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN1321243A (zh) * | 1999-07-09 | 2001-11-07 | 株式会社东金 | 静电电容式变形传感器及其使用方法 |
CN103712720A (zh) * | 2014-01-02 | 2014-04-09 | 杭州士兰集成电路有限公司 | 电容式压力传感器和惯性传感器集成器件及其形成方法 |
Non-Patent Citations (2)
Title |
---|
Al2O3陶瓷基片上Ba0.5Sr0.5TiO3薄膜可调介电性能的研究;王元等;《功能材料》;20111230;第42卷(第增刊Ⅱ期);正文第1-2节 * |
Pd-Cr薄膜应变计的研制;周勇等;《仪表技术与传感器》;20141031(第10期);正文第1节 * |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN110132561A (zh) * | 2019-05-15 | 2019-08-16 | 中北大学 | 一种面向极端环境的叶片应力/应变动态测试方法 |
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