CN105308426B - 电容式陶瓷压力测量传感器及其生产方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种压力测量传感器(1)，具有陶瓷测量膜(2)和陶瓷基体(4)，其中所述测量膜(2)与所述基体(4)接合使得在测量膜与基体之间形成压力腔，其中所述压力测量传感器(1)还具有电容性换能器，用于检测所述测量膜(2)的依赖于压力的变形，该电容性换能器具有布置在测量膜上的至少一个膜电极(8)和在基体侧的至少一个电极(10，12)，其中根据本发明，至少一个膜电极(2)包括氧化钛。

Description

电容式陶瓷压力测量传感器及其生产方法
技术领域
本发明涉及电容式陶瓷压力测量传感器及其生产方法。
背景技术
普通的压力测量传感器具有陶瓷测量膜和陶瓷基体，所述测量膜沿着周向连接头与所述基体相压密连接，特别是具有活性黄铜焊料，其中在测量膜和陶瓷基体之间形成有压力腔，其中，所述测量膜的平衡位置是由于压力腔中的主要压力与测量膜的背向压力腔外侧上的作用压力之间的差产生的。普通的压力测量传感器还包括电容式换能器，用于将测量膜的与压力有关的变形转换成电信号。
特别是氧化铝陶瓷被用作所述基体和所述测量膜的材料，由于它们的弹性特性和它们对介质的阻抗而适用于压力测量传感器的生产。特别使用优选包含Zr-Ni-Ti的活性黄铜焊料将所述的陶瓷组分添加进来。对这种活性黄铜焊料的生产已经被公开，例如，在欧洲公开的专利申请EP 0 490 807 A2中。根据该公开所描述的方法，尤其能够使用活性黄铜焊接材料来生产必须放置在测量膜与基体之间以将二者焊接在一起的环状物。
如在EP 0 544 934 A1公开中的描述，例如铌、钽或碳化硅是已知的用作电容式换能器电极的电极材料，其中，可选择的在所述电极的表面使用玻璃层来保护。类似的，在玻璃基质中包含金属粒子的电极是已知的，并且，例如在公开的专利申请DE 10 2007 026243 A1中有过描述。
所述的电极材料适用于在高温真空焊接工艺中使用活性黄铜焊料将氧化铝陶瓷添加进来。
然而，使得活性黄铜焊料与陶瓷材料形成高质量压密连接的温度范围相当窄。在太低的温度处，一方面焊料不能充分的反应，另一方面它太粘稠而不能均匀地分散在要被浸润的表面区域。
但是，在太高的温度处，也存在风险，即：焊料具有低的粘稠度而进入了那些本不需要被其浸润的区域。
然而，在大批测量传感器的生产中，不可避免的是在恒温箱中给定温度的分布，其采用的是可用的温度范围。不过，已知的是提供焊料阻挡来获得有用的结果，该焊料阻挡可限制活性焊料的蔓延。限制径向内部流动的活性黄铜焊料的一种使用的方法是对包含钽的膜电极表面的氧化，该膜电极应当与活性黄铜焊料伽伐尼式(galvanic)接触。在相对低的焊料温度处，活性黄铜焊料进入压力腔能够被阻止而有可接收的产出率。然而，如果焊料的温度增大，所述焊料阻挡不再可靠的发挥作用，则所述焊料在所述钽电极的边缘上方流进所述压力腔。除了要被焊接的所述压力测量传感器狭窄的温度范围，还有另外的缺点是此时电极具有至少两个热膨胀系数不同的层，即金属钽层和氧化钽层。这将导致在测量膜表面上依赖于温度的机械应力，其产生了温度的滞后。
发明内容
因此，本发明的目的是提供一种能克服上述缺陷的压力测量传感器。
根据本发明，通过依据权利要求1所述的压力测量传感器以及依据独立权利要求8所述的生产压力测量传感器的方法来实现该目的。
在改善焊料阻挡方面的近期工作提供了实现该目的的方法。为此，尚未公布的德国专利申请DE 10 2013 105 132.4公开了一种压力测量传感器，具有陶瓷测量膜和陶瓷基体，其中所述测量膜与所述基体压密地接合一起，通过活性黄铜焊接的方式在测量膜与基体之间形成压力腔，其中，在测量膜和/或基体的表面上，所述压力测量传感器还具有焊料阻挡层，当测量膜与基体接合一起的时候，通过所述焊料阻挡层阻止活性黄铜焊料从内部径向的进入所述压力腔，其中，该焊料阻挡层例如包括氧化钛。
这种焊料阻挡层已被证明是非常有效的，对压力测量传感器的接合拓展了更宽的温度范围。
基于这项发现，本发明目前延续该策略，制备焊料阻挡以及至少带有相同的材料系统的膜电极，即氧化钛，例如可以掺杂有Cr、Nb、W。
根据本发明的压力测量传感器，包括陶瓷测量膜和陶瓷基体，其中所述测量膜与所述基体以压密方式接合，使得在测量膜与基体之间形成压力腔，其中，所述压力测量传感器还包括电容性换能器，用于检测所述测量膜的依赖于压力的变形，其包括布置在测量膜上的至少一个膜电极和在基体侧的至少一个电极，其中，根据本发明，所述膜电极包括氧化钛。
根据本发明的优选实施例，所述氧化钛布置在所述测量膜的陶瓷材料上而无需中间层。
这样，消除了由于不同热膨胀系数而干扰机械应力的所有源头。如果氧化钛的热膨胀系数能良好的适应金刚砂的热膨胀系数，因为具有不同膨胀系数的附加层的原因将再次损失所获得的一些优势。
根据本发明的实施例，膜电极包括氧化钛，其为非化学计量的，特别是Ti4O7、Ti5O9或Ti6O11。
非化学计量的氧化钛具有比化学计量的氧化钛更高的导电率，并且特别的，更适合作为电极材料。
根据本发明的实施例，膜电极包括掺杂的氧化钛，特别的，其掺杂有Cr、Nb或W。
根据实施例，相关于Ti原子，所述掺杂可达到大约10原子百分比，特别的不超过8原子百分比，且优选的不超过6原子百分比。
所述氧化钛的掺杂导致了所述电极材料导电率的进一步增大。
根据本发明的实施例，测量膜利用活性黄铜焊料接合到基体，其中所述膜电极与所述活性黄铜焊料伽伐尼式接触。
以这种方式，所述膜电极还用作焊料阻挡，当焊接所述压力测量传感器时，用于阻止所述活性黄铜焊料进入所述压力腔。由于电极与所述活性黄铜焊料是伽伐尼接触的，所述膜电极能够经由接合处从压力测量传感器的外侧面被接触，其中，在基体侧上的电极可通过与接合处接触的基体外侧面的导电涂层的方式来获得屏蔽，特别是采用法拉第屏蔽罩的形式，并且如果必要，背向所述测量膜的所述基体后侧的导电涂层。
根据本发明的实施例，测量膜和基体的陶瓷材料包括氧化铝陶瓷，特别是高纯度氧化铝陶瓷，例如，像德国专利DE 10 2008 036 381 B3中描述的那样。其中描述的纯度等级特别与测量膜的陶瓷有关，然而对于所述基体来说，这种高纯度的陶瓷并不是强制的。
根据本发明的实施例，活性黄铜焊料包括含有锆-镍-钛的活性黄铜焊料，例如，像EU专利申请EP 0 490 807 A2中描述的那样。
根据本发明制造电容式压力测量传感器的方法，包括：
提供陶瓷测量膜和基体；
制备在测量膜上的至少一个膜侧电极，以及在基体侧的在其表面上的至少一个电极；
把测量膜压密接合到所述基体使得在测量膜和基体之间形成压力腔，
其中，根据本发明，膜电极包括至少氧化钛。
根据一个实施例，至少通过首先溅镀金属层来制备膜电极，该金属层即钛层或者掺杂有例如Cr、Nb和/或W的钛层，然后该金属层被热氧化。
本发明的实施例中，所述氧化通过在含氧的大气例如空气中加热来实施，通过加热至不低于500℃，特别是不低于600℃的温度来发生该氧化。
本发明的实施例中，所述膜电极至少通过氧化钛的反应溅镀来制备，氧化钛尤其是掺杂的，特别是掺杂有Cr、Nb和/或W。
经由反应溅镀的氧化钛的制备，可省略后续的氧化。
根据本发明的实施例，将测量膜与基体接合包括下述步骤：
在测量膜与陶瓷基体之间、在将要被浸润的测量膜与基体的表面区域设置活性黄铜焊料；
在真空下加热测量膜、基体以及活性黄铜焊料，直到所述活性黄铜焊料融化且与测量膜和基体反应的温度；以及
通过使接合部冷却下来，而形成所述压力测量传感器。
本发明的实施例中，陶瓷部件与活性黄铜焊料的接合发生在不低于800℃，特别是不低于840℃的温度时。
附图说明
下面参考附图示出的示例实施例对本发明进行论述。其中
图1：根据本发明的压力测量传感器的纵截面；
图2a-2d：根据本发明的制造压力测量传感器的制备步骤的顺序。
具体实施方式
图1所示的压力测量传感器1包括测量膜2，其具有高纯度(＞99.9％)的氧化铝，以及同样包含氧化铝的基体4。该基体4可与测量膜具有相同的纯度，其中，这并不是绝对必要的，因为一方面基体不与介质接触，因此抗腐蚀性要求较低，另一方面基体不像测量膜2那样暴露在机械应力中。测量膜与基体沿着圆周接合部6压密接合，该结合部具有含Zr-Ni-Ti的活性焊料，因而在测量膜2与基体4之间形成了压力腔。
为了检测测量膜依赖于压力的变形，压力测量传感器1包括差动电容器，其由布置在测量膜2上的膜电极8形成，还包括在基体侧的中央圆盘形测量电极10，以及围绕该测量电极的参考电极12。理想的，当测量膜2在静止位置时，测量电极10与膜电极8之间的电容值等于参考电极12与膜电极8之间的电容。膜电极8包括氧化钛，其直接在测量膜2的陶瓷材料上制备。
氧化钛优选的包括带有Nb的几个原子百分比的掺杂物，由此显著地提高电极材料的导电率。
参考电极12与测量电极10一方面也可包括氧化钛，可选是掺杂的，另一方面也可以是铂或者钽。如果使用的是钽电极，优选的，其必须通过热氧化作用来稳定。
膜电极8经由接合部6以及通过基体沿着接合部6的径向区域延伸的馈电通路20而电接触。测量电极10与参考电极12经由馈电通路22、24直接与基体4相接触。所述馈电通路20、22与24例如包括钽引脚，其通过活性黄铜焊接的方式压密焊接在通过基体4的镗孔中。
膜电极8也可用作焊料阻挡，在对基体4与测量膜2焊接的过程中，阻止活性黄铜焊料径向内部的流出边缘区域而进入压力腔。
下面参考图2a-2d描述根据本发明的生产压力测量传感器的制造步骤。
如图2a所示，首先提供由高纯度金刚砂和补强板制成的圆盘形测量膜2，以及由金刚砂制成的刚性的圆盘形基体4。
之后，如图2b所示，在基体4与测量膜2上制备膜电极8、测量电极10以及参考电极12的表面。
基于氧化钛的膜电极8与其它任何电极包括高度氧化的钛，例如TiO2和/或Ti4O7，其在空气中600℃的热氧化作用之后，在测量膜2或基体4的陶瓷材料上通过溅镀钛并且选择性掺杂金属(Cr、Nb、W)的方式来制备。
可替换的制备中，取代金属钛，使用反应溅镀直接沉积氧化钛，其中，可省去后续的氧化作用步骤。
为了制备测量膜2与基体4的接合部，如图2c所示，这两个待接合的部件在环形焊料预塑件5介于其间的情况下同轴堆叠。所述环形焊料预塑件5例如具有大约30-50微米的高度。
最终，在例如950℃的温度时的高真空焊接处理中将焊接这些部件，其中，熔融的活性黄铜焊料与测量膜2和基体4的陶瓷表面反应，但是它不会流过膜电极8的边缘而进入压力腔中，因为来自氧化钛中的氧至少部分进入焊料，并因此使焊料形成溶渣以使得其固化或变成高粘稠度且不会进一步流入压力腔。然而，在接合部6与膜电极8之间建立了伽伐尼接触，使得压力测量传感器外侧表面上的金属涂层能够经由该接合部与所述膜电极8接触。
这样，产生了图2d所示的压力测量传感器。
当然，这还包括结合图1描述的馈电通路，但是，由于清楚的原因，其在图2a-2d中被省略了。在所述高真空焊接处理中，也对所述反馈通路进行焊接。
特别是没有按照比例绘图，附图中的高度比用于对各个层的示意说明。压力测量传感器的半径大约10mm。基体的高度或轴向厚度例如是3-15mm。测量膜的厚度例如不少于100微米且不大于2,000微米。电极的层厚度大约100nm。这些尺寸仅用于示意说明，而不应当被认为是对本发明的定义或严格的解释。

Claims (22)

1.一种压力测量传感器(1)，包括：
陶瓷测量膜(2)；和
陶瓷基体(4)，
其中，所述测量膜(2)与所述基体(4)以压密方式接合，使得在所述测量膜与所述基体之间形成压力腔，
其中，所述压力测量传感器(1)还包括电容性换能器，用于检测所述测量膜(2)的依赖于压力的变形，该电容性换能器包括布置在所述测量膜上的至少一个膜电极(8)和在所述基体侧的至少一个电极(10，12)，
所述压力测量传感器的特征在于，所述至少一个膜电极(8)包括氧化钛，并且所述氧化钛直接布置在所述测量膜(2)的陶瓷材料上。
2.根据权利要求1所述的压力测量传感器(1)，其中，所述膜电极包括氧化钛，所述氧化钛为非化学计量的。
3.根据权利要求2所述的压力测量传感器(1)，其中，所述氧化钛是TiO2、Ti4O7、Ti5O9或Ti6O11的非化学计量形式。
4.根据权利要求1所述的压力测量传感器(1)，其中，所述膜电极(8)包括掺杂的氧化钛。
5.根据权利要求4所述的压力测量传感器(1)，其中，所述氧化钛掺杂有Cr、Nb或W。
6.根据权利要求4所述的压力测量传感器(1)，其中，相关于Ti原子，所述掺杂达到10原子百分比。
7.根据权利要求4所述的压力测量传感器(1)，其中，相关于Ti原子，所述掺杂不超过8原子百分比。
8.根据权利要求4所述的压力测量传感器(1)，其中，相关于Ti原子，所述掺杂不超过6原子百分比。
9.根据权利要求1所述的压力测量传感器(1)，其中，所述测量膜(2)利用活性黄铜焊料(6)接合到所述基体(4)，其中所述膜电极(8)与所述活性黄铜焊料(6)伽伐尼式接触。
10.根据权利要求9所述的压力测量传感器(1)，其中，所述测量膜(2)和所述基体(4)包括氧化铝陶瓷。
11.根据权利要求9所述的压力测量传感器(1)，其中，所述活性黄铜焊料(6)包括含有镍-钛-锆的活性黄铜焊料。
12.一种制造根据权利要求1所述的压力测量传感器的方法，所述方法包括下列步骤：
●提供陶瓷测量膜和陶瓷基体；
●制备在所述测量膜上的至少一个膜侧电极，以及在所述基体一侧的在该基体表面上的至少一个电极；
●把所述测量膜压密接合到所述基体，使得在所述测量膜和所述基体之间形成压力腔，
所述方法的特征在于，所述至少一个膜电极包括氧化钛，并且所述氧化钛直接布置在所述测量膜的陶瓷材料上。
13.根据权利要求12所述的方法，其中，通过首先溅镀金属层来制备所述膜电极，该金属层即钛层或者掺杂有Cr、Nb和/或W的钛层，该金属层然后被热氧化。
14.根据权利要求13所述的方法，其中，所述氧化通过加热含氧大气来执行。
15.根据权利要求14所述的方法，其中，在空气中，通过加热含氧大气至不低于500℃的温度发生所述氧化。
16.根据权利要求14所述的方法，其中，在空气中，通过加热含氧大气至不低于600℃的温度发生所述氧化。
17.根据权利要求12所述的方法，其中，所述膜电极至少通过氧化钛的反应溅镀来制备。
18.根据权利要求17所述的方法，其中，所述氧化钛是掺杂的。
19.根据权利要求18所述的方法，其中，所述氧化钛掺杂有Cr、Nb和/或W。
20.根据权利要求12所述的方法，
其中，把所述测量膜与所述基体的接合包括下述步骤：
●把活性黄铜焊料设置在所述测量膜与所述基体之间的要被所述活性黄铜焊料浸润的所述测量膜与所述基体的表面区域；
●在真空下加热所述测量膜、所述基体以及所述活性黄铜焊料，直到所述活性黄铜焊料融化且与所述测量膜和所述基体反应的温度；以及
●通过使接合处冷却而形成所述压力测量传感器。
21.根据权利要求20所述的方法，其中，陶瓷部件与活性黄铜焊料的接合发生在不低于800℃的温度。
22.根据权利要求20所述的方法，其中，陶瓷部件与活性黄铜焊料的接合发生在不低于840℃的温度。
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Families Citing this family (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102013113843A1 (de) * 2013-12-11 2015-06-11 Endress + Hauser Gmbh + Co. Kg Drucksensor
DE102014113958A1 (de) * 2014-09-26 2016-03-31 Endress + Hauser Gmbh + Co. Kg Verfahren zum Herstellen einer Verbindung zwischen zwei Keramikteilen, insbesondere von Teilen eines Drucksensors
DE102014117911A1 (de) * 2014-12-04 2016-06-09 Endress + Hauser Gmbh + Co. Kg Druckmesszelle
DE102015105057A1 (de) 2015-04-01 2016-10-06 Endress + Hauser Gmbh + Co. Kg Kapazitiver Drucksensor
DE102015122220A1 (de) 2015-12-18 2017-06-22 Endress + Hauser Gmbh + Co. Kg Keramische Druckmesszelle mit mindestens einem Temperaturmesswandler und Druckmessaufnehmer mit einer solchen Druckmesszelle
DE102016104760A1 (de) 2015-12-22 2017-06-22 Endress + Hauser Gmbh + Co. Kg Druckmesseinrichtung
DE102016102775A1 (de) 2016-02-17 2017-08-17 Endress+Hauser Gmbh+Co. Kg Kapazitiver Drucksensor
CN105859257A (zh) * 2016-03-24 2016-08-17 长沙友创陶瓷科技有限公司 一种汽车发动机油压传感器陶瓷基座及加工工艺
DE102017114299A1 (de) * 2017-06-28 2019-01-03 Endress+Hauser SE+Co. KG Verfahren zur Herstellung einer Druckmesseinrichtung
DE102018114300A1 (de) * 2018-06-14 2019-12-19 Endress+Hauser SE+Co. KG Druckmesseinrichtung und Verfahren zu deren Herstellung

Family Cites Families (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6089573A (ja) * 1983-10-20 1985-05-20 Ricoh Co Ltd 透明導電膜
IT1208128B (it) * 1984-11-07 1989-06-06 Alberto Pellegri Elettrodo per uso in celle elettrochimiche, procedimento per la sua preparazione ed uso nell'elettrolisi del cloruro disodio.
DE3910646A1 (de) * 1989-04-01 1990-10-04 Endress Hauser Gmbh Co Kapazitiver drucksensor und verfahren zu seiner herstellung
DE4129414A1 (de) 1990-11-13 1993-03-11 Endress Hauser Gmbh Co Verwendung eines speziellen tiegels beim melt-spinning einer aktivlot-legierung
DK0544934T3 (zh) 1991-11-30 1997-03-17 Endress Hauser Gmbh Co
US6267009B1 (en) * 1998-12-14 2001-07-31 Endress + Hauser Gmbh + Co. Capacitive pressure sensor cells or differential pressure sensor cells and methods for manufacturing the same
JP2002214059A (ja) * 2001-01-18 2002-07-31 Teijin Seiki Co Ltd シリコンダイアフラムを有する静電容量型真空計
DE10114665A1 (de) * 2001-03-23 2002-09-26 Bernhard Trier Drucksensor mit Membran
US20070218646A1 (en) * 2006-03-20 2007-09-20 Asahi Glass Company, Limited Process for producing electric conductor
DE102006056172A1 (de) * 2006-11-27 2008-05-29 Endress + Hauser Gmbh + Co. Kg Elastischer Keramikkörper und Drucksensor mit einem elastischen Keramikkörper
DE102007026243A1 (de) * 2007-06-04 2008-12-11 Endress + Hauser Gmbh + Co. Kg Kapazitiver Drucksensor
TWI362488B (en) 2008-02-13 2012-04-21 Ind Tech Res Inst Transistor type pressure sensor and method for making the same
DE102008036381B3 (de) 2008-08-05 2010-04-22 Endress + Hauser Gmbh + Co. Kg Membran aus Al2O3- Keramik für einen Drucksensor und Drucksensor mit einer solchen Messmembran
DE102010043119A1 (de) * 2010-10-29 2012-05-03 Endress + Hauser Gmbh + Co. Kg Verfahren zum Herstellen einer Verbindung zwischen zwei Keramikteilen, insbesondere von Teilen eines Drucksensors, und ein keramisches Produkt, insbesondere einen keramischen Drucksensor
CN102455234B (zh) * 2010-11-01 2014-04-30 香港纺织及成衣研发中心 薄膜型风压传感器及相应的无线传感网络
DE102013105132A1 (de) * 2013-05-17 2014-11-20 Endress + Hauser Gmbh + Co. Kg Keramische Druckmesszelle und Verfahren zu ihrer Herstellung

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