CN108507621A

CN108507621A - 基于ltcc的无源无线压力、温度集成传感器及其制备方法

Info

Publication number: CN108507621A
Application number: CN201810483326.2A
Authority: CN
Inventors: 马名生; 林琳; 刘志甫; 李永祥
Original assignee: Shanghai Institute of Ceramics of CAS
Current assignee: Zhejiang silicon ceramic technology Co., Ltd
Priority date: 2018-05-18
Filing date: 2018-05-18
Publication date: 2018-09-07
Anticipated expiration: 2038-05-18
Also published as: CN108507621B

Abstract

本发明提供了一种基于LTCC的无源无线压力、温度集成传感器及其制备方法，解决现有传感器测量参数以及信号响应单一的问题。该传感器具备：相互层叠的无线压力敏感部和无线温度敏感部；无线压力敏感部包括：四层LTCC基板，其分别为中间层、位于中间层上、下方且各自带有对应空腔的第一、第二带空腔层、以及位于第二带空腔层下方的底层，中间层的上表面形成有平面电感和空腔平行板电容的第一电极，底层的上表面形成有空腔平行板电容的第二电极，两电极与第一、第二带空腔层的空腔对应；无线温度敏感部包括由LTCC基板构成的基层，基层的一面形成有平面热敏电感和平面叉指电容；压力敏感部与无线温度敏感部组成两个具有不同谐振频率的LC谐振回路。

Description

基于LTCC的无源无线压力、温度集成传感器及其制备方法

技术领域

本发明涉及LTCC技术及传感器研究领域，具体是一种基于LTCC的无源无线压力、温度集成传感器及其制备方法。

背景技术

汽车电子、人工智能、智联网、环境监测，以及航空航天等工业民用和国防军工领域都离不开传感器对设备、系统的压力和温度参数的实时监测，尤其是在一些高温、旋转、密闭、腐蚀等恶劣工况环境中，与依赖电源供电且需要信号引线连接的传统传感器相比，无源无线传感器具有无可比拟的技术优势，是未来传感器发展的重要方向。

基于电磁感应耦合的电感-电容(LC)谐振传感器是通过电感、电容组成的LC谐振回路实现信号的无线传输，其制备工艺简单，载体灵活，价格低廉，可以在严酷环境下实现高效的信号传输。然而，目前现有的无源无线LC谐振传感器大多是依靠电容值的变化引起谐振频率的变化这一原理来进行压力、温度、气体、湿度等单一参数的监测。虽然已有文献报道采用微机电系统(MEMS)工艺可以实现温度、压力和湿度的集成测量，但受传感器基体材料限制，这些测试温度都在150℃以内，无法适应500℃以上的高温恶劣环境下的监测。因此，研究和开发可在严酷环境下稳定工作的多参数集成测量的无源无线LC传感器具有重要意义。

低温共烧陶瓷(low temperature co-fired ceramics,LTCC)具有高熔点、高耐磨性和耐腐蚀等优点，同时，为满足电子信号高速传输和高频低损耗的需求，LTCC基板材料还具有较低的介电常数(εr<10)和介电损耗(tanδ～10^-3)。作为无源集成的主流技术，LTCC多层陶瓷技术可实现陶瓷与金、银和铜等金属电极在900℃以下一体化共烧，易于制成三维结构，是面向高温恶劣环境应用的多参数集成测量传感器的理想载体。

有关LTCC技术在无源无线LC压力传感器、LC温度传感器以及LC气体传感器方面的研究报道彰显出了LTCC独特的技术优势和良好的应用前景。然而，如前文所述，现有无源无线LC传感器大多是单一参数的测量，并且都是根据LC回路谐振频率f的计算公式通过电容值的变化引起谐振频率值的改变来实现对压力、温度、气体、湿度等参数的无线信号响应。在多参数传感器应用中，仅仅依靠电容变化作为敏感信号容易造成多参数信号的交叉敏感，因此，从信号响应原理和材料选择的角度出发，提取分析新的温度响应信号，将有望获得一种新的无源无线压力、温度集成传感器，而LTCC材料和多层集成技术是实现这种无源无线压力、温度集成传感器的关键。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于LTCC的无源无线压力、温度集成传感器及其制备方法，以解决现有基于LTCC的无源无线传感器测量参数以及信号响应单一的问题，也为压力、温度集成传感器的设计与制备提供一个新的思路。

为实现上述目的，一方面，本发明提供了一种基于LTCC的无源无线压力、温度集成传感器，具备：相互层叠的无线压力敏感部和无线温度敏感部；所述无线压力敏感部包括：四层LTCC基板，其分别为中间层、位于所述中间层上、下方且各自带有对应空腔的第一、第二带空腔层、以及位于所述第二带空腔层下方的底层，所述中间层的上表面形成有平面电感和空腔平行板电容的第一电极，所述底层的上表面形成有空腔平行板电容的第二电极，两电极与所述第一、第二带空腔层的空腔对应；所述无线温度敏感部包括由LTCC基板构成的基层，所述基层的一面形成有平面热敏电感和平面叉指电容；所述压力敏感部与无线温度敏感部组成两个具有不同谐振频率的LC谐振回路。

与现有技术相比，本发明提出了将压力敏感的空腔平行板电容与温度敏感的热敏电感进行集成的设计思路。本发明利用空腔平行板电容受到外界压力时发生电容值变化，进而导致谐振频率的变化来实现对压力信号的无线响应。

此外，本发明创新性地采用热敏电极材料作为电感电极材料，利用热敏电感的寄生电阻随温度升高而增加，进而导致谐振频率幅值的变化来实现对温度信号的无线响应，由此颠覆了基于LTCC的无源无线LC传感器全部依靠电容变化进行无线信号响应的研究思路，并由此获得了基于LTCC的无源无线压力、温度集成传感器。

又，本发明中，所述LTCC基板材料中没有低熔点的玻璃成分，且所述LTCC基板的材料由CaO、B₂O₃、SiO₂等多元复合的结晶相材料组成，优选地，各组分的质量百分含量为：CaO：40％～60％，B₂O₃：10％～30％，SiO₂：20％～40％。

进一步地，所述LTCC基板的材料能够在850～900℃烧结，所述LTCC基板的杨氏模量为60～90GPa。其可获得较高的压力灵敏度，同时可与电极材料匹配共烧。

值得一提的是，现有文献中的LTCC传感器几乎都是采用商用的LTCC材料(DuPont951或者Ferro A6)，材料型号和选择单一，与之相比，本发明是基于自主制备的LTCC材料，其杨氏模量低于现有的商业化LTCC材料(～120GPa)，从而有效提升了本发明对压力响应的灵敏度。

又，本发明中，所述无线压力敏感部中的平面电感和空腔平行板电容可形成一个LC谐振回路，其谐振频率可以根据平面电感和空腔平行板电容的电极尺寸进行调节。

进一步地，所述平面电感和空腔平行板电容的电极材料可以是金、银、或铜等电极材料中的至少一种，较佳地，选择银作为平面电感和空腔平行板电容的电极材料。

又，本发明中，所述无线温度敏感部中的平面热敏电感和平面叉指电容可形成另一个LC谐振回路，其谐振频率可以根据平面热敏电感和平面叉指电容的电极尺寸进行调节。

进一步地，所述平面热敏电感的电极材料可以选自金、银、铜、钛/铂合金，以及PTC或NTC电阻构成的电极材料中的至少一种，较佳地，可选择银、合金或者PTC电阻构成的电极材料。

又，本发明中，所述第一电极位于所述平面电感的内圈中并与之相连，所述平面叉指电容位于所述平面热敏电感的内圈中并与之相连；所述中间层与所述第二带空腔层上分别形成有对应的孔洞，其内填充有用于连接所述平面电感与所述第二电极的通孔电极，所述基层上形成有一对孔洞，其内填充有用于连接所述平面热敏电感与所述平面叉指电容的通孔电极。

又，本发明中，所述无源无线压力、温度集成传感器的无线信号传输是基于电磁感应耦合原理，其中，对外部压力的无线信号响应为平面电感和空腔平行板电容构成的LC谐振回路的谐振频率值的变化，对外部温度的无线信号响应为平面热敏电感和平面叉指电容构成的LC谐振回路的谐振频率幅值的变化。

另一方面，本发明还提供了一种制备上述基于LTCC的无源无线压力、温度集成传感器的方法，包括以下步骤：

(a)制备各LTCC生瓷片，包括中间层，带有空腔的第一、第二带空腔层，底层和基层；

(b)在作为中间层的LTCC生瓷片上印制平面电感和空腔平行板电容的第一电极；

(c)在作为底层的LTCC生瓷片上印制空腔平行板电容的第二电极；

(d)将中间层、第一、第二带空腔层以及底层这四层LTCC生瓷片按照顺序叠压在一起并压制成型，以形成具备一LC谐振回路的带有空腔结构的无线压力敏感部；

(e)在作为基层的LTCC生瓷片上印制平面热敏电感和平面叉指电容，以形成具备另一LC谐振回路的无线温度敏感部；

(f)将所述无线压力敏感部与无线温度敏感部压制成型以形成无源无线压力、温度集成传感器的陶瓷素坯，对该陶瓷素坯进行烧结以制得所述基于LTCC的无源无线压力、温度集成传感器。

根据本发明的制备方法，在无线压力敏感部的空腔制备过程中，不采用任何牺牲层填充工艺，其有益效果是，与现有LTCC空腔制备方法相比，本发明所述的制备方法极大简化了工艺过程，避免了牺牲层填充材料带来的挥发残余。且根据上述方法制备的传感器能够有效地将压力敏感的空腔平行板电容与温度敏感的热敏电感进行集成。

附图说明

图1为本发明一实施形态的基于LTCC的无源无线压力、温度集成传感器的整体结构示意图；

图2为图1所示传感器在进行信号检测时的电磁感应耦合原理图；

图3为图1所示传感器的初始谐振频率测试曲线；

图4为采用图1所示传感器对不同压力的响应测试结果；

图5为采用图1所示传感器对不同温度的响应测试结果；

附图标记：

1、LTCC基板(第一带空腔层)；

2、空腔平行板电容上电极；

3、平面电感；

4、LTCC基板(中间层)；

5、LTCC基板(第二带空腔层)；

6、空腔平行板电容下电极；

7、LTCC基板(底层)；

8、LTCC基板(基层)；

9、平面叉指电容；

10、平面热敏电感；

11、通孔电极；

12、空腔结构；

13、通孔电极。

具体实施方式

以下结合附图和下述实施方式进一步说明本发明，应理解，附图及下述实施方式仅用于说明本发明，而非限制本发明。本领域的技术人员根据本发明的内容做出的一些非本质的改进和调整均属于本发明的保护范围。下述示例具体的工艺参数等也仅是合适范围中的一个示例，即本领域技术人员可以通过本文的说明做合适的范围内选择，而并非要限定于下文示例的具体数值。

针对现有技术中存在的无源无线LC传感器大多是单一参数的测量、以及在多参数传感器应用中，仅仅依靠电容变化作为敏感信号容易造成多参数信号的交叉敏感等问题，本发明提供了一种基于LTCC的无源无线压力、温度集成传感器，具备：相互层叠的无线压力敏感部和无线温度敏感部；所述无线压力敏感部包括：四层LTCC基板，其分别为中间层、位于所述中间层上、下方且各自带有对应空腔的第一、第二带空腔层、以及位于所述第二带空腔层下方的底层，所述中间层的上表面形成有平面电感和空腔平行板电容的第一电极，所述底层的上表面形成有空腔平行板电容的第二电极，两电极与所述第一、第二带空腔层的空腔对应；所述无线温度敏感部包括由LTCC基板构成的基层，所述基层的一面形成有平面热敏电感和平面叉指电容；所述压力敏感部与无线温度敏感部组成两个具有不同谐振频率的LC谐振回路。

当传感器受到外部压力时，上述无线压力敏感部的空腔结构会随之发生微小形变，这会引起空腔平行板电容值的变化，进而引起LC谐振回路的频率改变，由此实现对压力的无线敏感。值得注意的是，LTCC基板材料杨氏模量越小，空腔受压形变量越大，因此对压力的响应越灵敏。此外，本发明结构设计简单，采用LTCC技术实现了压力敏感的空腔平行板电容与温度敏感的平面热敏电感的有效集成，进而获得了可对压力、温度的同时测量的无源无线压力、温度集成传感器，在汽车电子、人工智能、智联网、工业生产和环境检测等领域有着广泛的应用前景。

具体地，图1示意性地示出了本发明一实施形态的基于LTCC的无源无线压力、温度集成传感器的整体结构。如图1所示，本实施形态的基于LTCC的无源无线压力、温度集成传感器包括相互层叠的无线压力敏感部和无线温度敏感部。该压力敏感部与无线温度敏感部组成两个具有不同谐振频率的LC谐振回路。在图1所示的实施形态中，无线压力敏感部叠于无线温度敏感部上方，但本发明不限于此。

如图1所示，上述无线压力敏感部包括四层LTCC基板，其分别为中间层4、位于中间层4的上、下方且各自带有对应空腔的第一、第二带空腔层1、5、以及位于第二带空腔层5的下方的底层7。

此外，中间层4的上表面形成有平面电感3和空腔平行板电容的第一电极(即上电极)2。底层7的上表面形成有空腔平行板电容的第二电极(即下电极)6。两电极2、6与第一、第二带空腔层1、5的空腔对应。

另外，上述无线温度敏感部包括由LTCC基板构成的基层8。基层8的一面(本实施形态中，例如为下表面)形成有平面热敏电感10和平面叉指电容9。

具体地，上述无线压力敏感部中的平面电感3和空腔平行板电容可形成一个LC谐振回路，其谐振频率可以根据平面电感3和空腔平行板电容的电极尺寸进行调节。且上述无线温度敏感部中的平面热敏电感10和平面叉指电容9可形成另一个LC谐振回路，其谐振频率可以根据平面热敏电感和平面叉指电容的电极尺寸进行调节。且，本实施形态的压力敏感部与无线温度敏感部可相互独立地进行工作，例如可分别与无线信号读取天线进行通信。

还如图1所示，在本实施形态中，所述空腔平行板电容的上电极2可位于平面电感3的内圈中并与之相连，所述平面叉指电容9可位于平面热敏电感10的内圈中并与之相连。平面电感与空腔平行板电容、以及平面热敏电感与平面叉指电容的结构不限于此，只要能分别构成不同谐振频率的LC谐振回路即可。

此外，中间层4与第二带空腔层5上可分别形成有对应的孔洞，其内填充有用于连接平面电感3与前述空腔平行板电容下电极6的通孔电极11。另外，基层8上可形成有一对孔洞，其内填充有用于连接平面热敏电感10与平面叉指电容9的通孔电极13。

进一步地，上述LTCC基板材料中没有低熔点的玻璃成分。所述LTCC基板的材料由CaO、B₂O₃、SiO₂等多元复合的结晶相材料组成，优选地，各组分的质量百分含量为：CaO：40％～60％，B₂O₃：10％～30％，SiO₂：20％～40％。进一步地，所述LTCC基板材料可以在850～900℃烧结，具有低的杨氏模量60～90GPa，且可与电极材料匹配共烧。

所述平面电感和空腔平行板电容的电极材料可以是金、银、铜等电极材料中的至少一种，较佳地，选择银作为平面电感和空腔平行板电容的电极材料。所述平面热敏电感的电极材料可以是选自金、银、铜、钛/铂合金，以及PTC或NTC电阻构成的电极材料中的一种，较佳地，可选择银、合金或者PTC电阻构成的电极材料。

另外，本实施形态中，无源无线压力、温度集成传感器的无线信号传输是基于电磁感应耦合原理，其中，对外部压力的无线信号响应为平面电感和空腔平行板电容构成的LC谐振回路的谐振频率值的变化，对外部温度的无线信号响应为平面热敏电感和平面叉指电容构成的LC谐振回路的谐振频率幅值的变化。

具体地，图2为图1所示传感器在进行信号检测时的电磁感应耦合原理图。当无线信号读取天线靠近本实施形态的传感器时，无线信号读取天线与该传感器发生电磁感应耦合，随即会在无线信号读取端出现两个不同的谐振频率峰f_P和f_T，如图2所示。本实施形态的传感器对外部压力的无线信号响应为谐振频率值f_P的变化；对外部温度的无线信号响应为谐振频率f_T幅值的变化。该传感器的工作原理主要是利用空腔平行板电容C_P受到外界压力时发生电容值变化，进而导致谐振频率的变化来实现对压力信号的无线响应；利用热敏电感的寄生电阻R_T随温度升高而增加，进而导致谐振频率幅值的变化来实现对温度信号的无线响应。

另一方面，本发明还提供了一种制备上述基于LTCC的无源无线压力、温度集成传感器的方法，包括以下步骤。

(a)制备前述各层LTCC生瓷片。以CaCO₃、B₂O₃和熔融石英为原料，按照材料的组成配比，球磨混合均匀，得到混合后的原料。一个示例中，以CaCO₃、B₂O₃和熔融石英为原料，按照材料组成为42％CaO-26％B₂O₃-32％SiO₂的比例配料并放入尼龙球磨罐中，不加任何溶剂进行干磨12小时以使原料混合均匀。混合后的原料进行预烧处理，得到预烧料。一个示例中，混合后的原料放入氧化铝坩埚在马弗炉中进行预烧处理，升温速度为5℃/分钟，当温度升到400℃时，在该温度保温2小时，然后每升高50℃保温2小时，最后炉温升到900℃，保温2小时后自然冷却。预烧料经破碎、球磨、细磨后得到具有完好结晶相的陶瓷粉体。然后，将陶瓷粉体制成流延浆料，流延成型，切割，得到LTCC生瓷片。一个示例中，称取上述制备好的陶瓷粉体，加入混合溶剂、分散剂、粘结剂和增塑剂进行一次性球磨48小时，经真空脱泡后得到LTCC流延浆料。其中，上述混合溶剂的组成为无水乙醇和乙酸乙酯，两者重量比为1:1。粘接剂为聚乙烯醇缩甲醛，把粘接剂溶于上述混合溶剂，获得30wt％的溶液，分散剂为三油酸甘油脂，增塑剂为邻苯二甲酸丁苄酯和聚乙二醇400，两者比例为1:1。将配制好的LTCC流延浆料在全自动流延机上流延成型，切割后即可得到LTCC生瓷片。还可根据需要对这些LTCC生瓷片进行打孔，获得带有孔洞(包括圆形的电极通孔和空腔的方形大孔)的LTCC生瓷片(以上陶瓷粉体和流延浆料制备生瓷片的配方，工艺参数，例如可参见ZL 201510109370.3，ZL 201310422945.8)。将切割好的若干片LTCC生瓷片依次放入叠片机中叠层，由此分别制成包括中间层，带有空腔的第一、第二带空腔层，底层，基层。

(b)在作为中间层的LTCC生瓷片上印制平面电感和空腔平行板电容的第一电极。例如，可采用丝网印刷工艺将电极浆料按照平面电感和空腔平行板电容上电极的图形印制在中间层上。

(c)在作为底层的LTCC生瓷片上印制空腔平行板电容的第二电极。例如，也可采用丝网印刷工艺在底层上印制空腔平行板电容下电极。

(d)将中间层、第一、第二带空腔层以及底层这四层LTCC生瓷片按照顺序叠压在一起并压制成型，以形成具备一LC谐振回路的带有空腔结构的无线压力敏感部。例如，可将这四层LTCC生瓷片在压力为45～50MPa，温度为50～60℃的条件下经热等静压成型。然后还可在中间层和第二带空腔层的对应孔洞中填充通孔电极。

由此，在无线压力敏感部的空腔制备过程中，不采用任何牺牲层填充工艺，其有益效果是，与现有LTCC空腔制备方法相比，本发明所述的制备方法极大简化了工艺过程，避免了牺牲层填充材料带来的挥发残余。

(e)在作为基层的LTCC生瓷片上印制平面热敏电感和平面叉指电容，以形成具备另一LC谐振回路的无线温度敏感部。例如，也可采用丝网印刷工艺将热敏电极浆料按照平面热敏电感和平面叉指电容的图形印制在带有孔洞的基层表面。然后还可在该基层的孔洞中填充通孔电极。

(f)将所述无线压力敏感部与无线温度敏感部压制成型以形成无源无线压力、温度集成传感器的陶瓷素坯，对该陶瓷素坯进行烧结以制得所述基于LTCC的无源无线压力、温度集成传感器。例如，可将无线压力敏感部和无线温度敏感部在压力为50～55MPa，温度为60～70℃的条件下经热等静压成型，由此形成无源无线压力、温度集成传感器的陶瓷素坯，然后将素坯放入高温炉中进行烧结。例如，可以在850-900℃进行烧结。更具体地，可以以1-2℃/min升温至450℃，后保温60-90min以排除有机物，然后以5℃/min升温至850-900℃，保温15-20min烧结，最终获得所述的基于LTCC的无源无线压力、温度集成传感器。

以下，进一步结合图1，对该实施形态的基于LTCC的无源无线压力、温度集成传感器的制备方法的具体实施例的各步骤进行详细说明。

首先，制备各LTCC生瓷片，根据需要对部分LTCC生瓷片材料进行打孔，获得带有孔洞的LTCC生瓷片。

其次，采用丝网印刷工艺将银电极浆料按照平面电感3和空腔平行板电容上电极2的图形印制在LTCC生瓷片4上，在LTCC生瓷片7上印制空腔平行板电容的下电极6，将带有孔洞的LTCC生瓷片1和5与带有印制电极的LTCC生瓷片4和7按照顺序叠压在一起，例如可在压力为45MPa，温度为50℃的条件下经热等静压成型，然后填充通孔电极11即可形成一个带有空腔结构12的LC谐振回路，由此组成所述的由平面电感和空腔平行板电容构成的无线压力敏感部。所述空腔制备过程中，不采用任何牺牲层填充工艺。

接着，采用丝网印刷工艺将PTC热敏电极浆料和银电极浆料分别按照平面热敏电感10和平面叉指电容9的图形印制在带有孔洞的LTCC生瓷片8表面，然后填充通孔电极13即可形成另一个LC谐振回路，由此组成所述的由平面热敏电感和平面叉指电容构成的无线温度敏感部。

随后，将上述无线压力敏感部和无线温度敏感部，例如在压力为50MPa，温度为60～70℃的条件下经热等静压成型，由此形成无源无线压力、温度集成传感器的陶瓷素坯，然后将素坯放入高温炉中，例如，以1℃/min升温至450℃，后保温60min以排除有机物，然后以5℃/min升温至900℃，保温20min烧结，最终获得本实施形态的基于LTCC的无源无线压力、温度集成传感器。

以下，结合图3至图5对所制备的传感器的各种测试的实施例进行说明。其中，图3为图1所示传感器的初始谐振频率测试曲线；图4为采用图1所示传感器对不同压力的响应测试结果；图5为采用图1所示传感器对不同温度的响应测试结果。

对所制备的传感器进行无负载的无线测试，测试结果如图3所示，可以看出该传感器有两个不同的谐振频率，测试结果与设计一致。

对所制备的传感器进行不同压力的敏感测试，测试结果如图4所示，可以看出所述传感器的压力敏感部的谐振频率值f_P随压力的增加而减小，140～840kPa内的压力灵敏度为1.24kHz/kPa，说明所制备的传感器可以实现对外部压力的无线检测。

对所制备的传感器进行不同温度的敏感测试，测试结果如图5所示，可以看出所述传感器的温度敏感部的谐振频率f_T的幅值随温度的增高而增大，50～500℃内的温度灵敏度为0.15％dB/℃，说明所制备的传感器可以实现对外部温度的无线检测。

从以上实施例可以看出，采用本发明的基于LTCC的无源无线压力、温度集成传感器可以实现无源无线LC压力传感器和无源无线LC温度传感器的有效集成，并可对压力和温度进行实时无线测试。本发明在传感器的结构设计、LTCC材料和敏感材料集成以及制备方法中具有创新性。

综上所述，本发明的基于LTCC的无源无线压力、温度集成传感器，包括：内置空腔的LTCC基板、由平面电感和空腔平行板电容构成的无线压力敏感部，以及由平面热敏电感和平面叉指电容构成的无线温度敏感部，并由此组成两个具有不同谐振频率的电感-电容(LC)谐振回路。本发明能够将压力敏感的空腔平行板电容与温度敏感的热敏电感进行集成，利用空腔平行板电容受到外界压力时发生电容值变化，进而导致谐振频率的变化来实现对压力信号的无线响应。此外，本发明创新性地采用热敏电极材料作为电感电极材料，利用热敏电感的寄生电阻随温度升高而增加，进而导致谐振频率幅值的变化来实现对温度信号的无线响应，由此颠覆了基于LTCC的无源无线LC传感器全部依靠电容变化进行无线信号响应的研究思路，并由此获得了基于LTCC的无源无线压力、温度集成传感器。

Claims

1.一种基于LTCC的无源无线压力、温度集成传感器，其特征在于，具备：相互层叠的无线压力敏感部和无线温度敏感部；

所述无线压力敏感部包括：四层LTCC基板，其分别为中间层、位于所述中间层上、下方且各自带有对应空腔的第一、第二带空腔层、以及位于所述第二带空腔层下方的底层，所述中间层的上表面形成有平面电感和空腔平行板电容的第一电极，所述底层的上表面形成有空腔平行板电容的第二电极，两电极与所述第一、第二带空腔层的空腔对应；

所述无线温度敏感部包括由LTCC基板构成的基层，所述基层的一面形成有平面热敏电感和平面叉指电容；

所述压力敏感部与无线温度敏感部组成两个具有不同谐振频率的LC谐振回路。

2.根据权利要求1所述的基于LTCC的无源无线压力、温度集成传感器，其特征在于，所述LTCC基板的材料包括由CaO、B₂O₃、SiO₂多元复合的结晶相材料，优选地，各组分的质量百分含量为：CaO：40%～60%，B₂O₃：10%～30%，SiO₂：20%～40%。

3.根据权利要求2所述的基于LTCC的无源无线压力、温度集成传感器，其特征在于，所述LTCC基板的材料能够在850~900℃烧结，所述LTCC基板的杨氏模量为60～90 GPa。

4.根据权利要求1所述的基于LTCC的无源无线压力、温度集成传感器，其特征在于，所述无线压力敏感部中的平面电感和空腔平行板电容形成一个LC谐振回路，其谐振频率能够根据平面电感和空腔平行板电容的电极尺寸进行调节。

5.根据权利要求4所述的基于LTCC的无源无线压力、温度集成传感器，其特征在于，所述平面电感和空腔平行板电容的电极材料是金、银、或铜中的至少一种。

6.根据权利要求1所述的基于LTCC的无源无线压力、温度集成传感器，其特征在于，所述无线温度敏感部中的平面热敏电感和平面叉指电容形成另一个LC谐振回路，其谐振频率能够根据平面热敏电感和平面叉指电容的电极尺寸进行调节。

7.根据权利要求6所述的基于LTCC的无源无线压力、温度集成传感器，其特征在于，所述平面热敏电感的电极材料选自金、银、铜、钛/铂合金，以及PTC或NTC电阻构成的电极材料中的至少一种。

8.根据权利要求1所述的基于LTCC的无源无线压力、温度集成传感器，其特征在于，所述第一电极位于所述平面电感的内圈中并与之相连，所述平面叉指电容位于所述平面热敏电感的内圈中并与之相连；所述中间层与所述第二带空腔层上分别形成有对应的孔洞，其内填充有用于连接所述平面电感与所述第二电极的通孔电极，所述基层上形成有一对孔洞，其内填充有用于连接所述平面热敏电感与所述平面叉指电容的通孔电极。

9.根据权利要求1至8中任一项所述的基于LTCC的无源无线压力、温度集成传感器，其特征在于，所述无源无线压力、温度集成传感器的无线信号传输是基于电磁感应耦合原理，其中，对外部压力的无线信号响应为平面电感和空腔平行板电容构成的LC谐振回路的谐振频率值的变化，对外部温度的无线信号响应为平面热敏电感和平面叉指电容构成的LC谐振回路的谐振频率幅值的变化。

10.一种制备根据权利要求1至9中任一项所述的基于LTCC的无源无线压力、温度集成传感器的方法，其特征在于，包括以下步骤：

（a）制备各LTCC生瓷片，包括中间层，带有空腔的第一、第二带空腔层，底层和基层；

（b）在作为中间层的LTCC生瓷片上印制平面电感和空腔平行板电容的第一电极；

（c）在作为底层的LTCC生瓷片上印制空腔平行板电容的第二电极；

（d）将中间层、第一、第二带空腔层以及底层这四层LTCC生瓷片按照顺序叠压在一起并压制成型，以形成具备一LC谐振回路的带有空腔结构的无线压力敏感部；

（e）在作为基层的LTCC生瓷片上印制平面热敏电感和平面叉指电容，以形成具备另一LC谐振回路的无线温度敏感部；

（f）将所述无线压力敏感部与无线温度敏感部压制成型以形成无源无线压力、温度集成传感器的陶瓷素坯，对该陶瓷素坯进行烧结以制得所述基于LTCC的无源无线压力、温度集成传感器。