CN111855034A - 一种压力传感器敏感元件的制造工艺 - Google Patents
一种压力传感器敏感元件的制造工艺 Download PDFInfo
- Publication number
- CN111855034A CN111855034A CN202010725399.5A CN202010725399A CN111855034A CN 111855034 A CN111855034 A CN 111855034A CN 202010725399 A CN202010725399 A CN 202010725399A CN 111855034 A CN111855034 A CN 111855034A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- slices
- machine table
- slice
- posture adjusting
- adjusting rod
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims abstract description 61
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 39
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 36
- 230000008569 process Effects 0.000 claims abstract description 35
- 238000012545 processing Methods 0.000 claims abstract description 18
- 238000004806 packaging method and process Methods 0.000 claims abstract description 7
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims abstract description 5
- 230000008021 deposition Effects 0.000 claims abstract description 4
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 claims description 14
- 238000005253 cladding Methods 0.000 claims description 8
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 claims description 7
- 238000000576 coating method Methods 0.000 claims description 7
- 230000009467 reduction Effects 0.000 claims description 7
- 230000008859 change Effects 0.000 claims description 5
- 238000000151 deposition Methods 0.000 claims description 4
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims description 4
- 239000000654 additive Substances 0.000 claims description 3
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 claims description 3
- 238000001035 drying Methods 0.000 claims description 3
- 238000007740 vapor deposition Methods 0.000 claims description 3
- 230000033001 locomotion Effects 0.000 abstract description 15
- 238000001514 detection method Methods 0.000 abstract description 6
- 230000036544 posture Effects 0.000 description 64
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 26
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 22
- XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N Argon Chemical compound [Ar] XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 230000009471 action Effects 0.000 description 6
- 239000002356 single layer Substances 0.000 description 6
- 229910052786 argon Inorganic materials 0.000 description 4
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 4
- 229910021424 microcrystalline silicon Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 3
- 235000012239 silicon dioxide Nutrition 0.000 description 3
- 238000005299 abrasion Methods 0.000 description 2
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000001125 extrusion Methods 0.000 description 2
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 2
- 239000012528 membrane Substances 0.000 description 2
- 239000003921 oil Substances 0.000 description 2
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 2
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000013077 target material Substances 0.000 description 2
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 description 1
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 1
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 229910010293 ceramic material Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 1
- 238000001659 ion-beam spectroscopy Methods 0.000 description 1
- 238000010884 ion-beam technique Methods 0.000 description 1
- 238000002955 isolation Methods 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- 238000012552 review Methods 0.000 description 1
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 1
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 1
- 239000002210 silicon-based material Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01L—MEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
- G01L1/00—Measuring force or stress, in general
- G01L1/16—Measuring force or stress, in general using properties of piezoelectric devices
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
- B29C64/00—Additive manufacturing, i.e. manufacturing of three-dimensional [3D] objects by additive deposition, additive agglomeration or additive layering, e.g. by 3D printing, stereolithography or selective laser sintering
- B29C64/10—Processes of additive manufacturing
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B33—ADDITIVE MANUFACTURING TECHNOLOGY
- B33Y—ADDITIVE MANUFACTURING, i.e. MANUFACTURING OF THREE-DIMENSIONAL [3-D] OBJECTS BY ADDITIVE DEPOSITION, ADDITIVE AGGLOMERATION OR ADDITIVE LAYERING, e.g. BY 3-D PRINTING, STEREOLITHOGRAPHY OR SELECTIVE LASER SINTERING
- B33Y10/00—Processes of additive manufacturing
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C14/00—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
- C23C14/04—Coating on selected surface areas, e.g. using masks
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
- C23C16/04—Coating on selected surface areas, e.g. using masks
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01L—MEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
- G01L9/00—Measuring steady of quasi-steady pressure of fluid or fluent solid material by electric or magnetic pressure-sensitive elements; Transmitting or indicating the displacement of mechanical pressure-sensitive elements, used to measure the steady or quasi-steady pressure of a fluid or fluent solid material, by electric or magnetic means
- G01L9/08—Measuring steady of quasi-steady pressure of fluid or fluent solid material by electric or magnetic pressure-sensitive elements; Transmitting or indicating the displacement of mechanical pressure-sensitive elements, used to measure the steady or quasi-steady pressure of a fluid or fluent solid material, by electric or magnetic means by making use of piezoelectric devices, i.e. electric circuits therefor
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Measuring Fluid Pressure (AREA)
- Force Measurement Appropriate To Specific Purposes (AREA)
Abstract
本发明涉及传感器元件技术领域,具体涉及一种压力传感器敏感元件的制造工艺,包括基材切片、腔座打印、电极沉积和检测封装,其中采用的覆材机包括机台、层印头、调姿杆和控制器;所述机台的外侧设有调姿杆,调姿杆的端部与切片的边缘相接触;由于敏感元件在制造的生产过程中,机台上切片安装的定位过程耗费了额外的时间,且在待加工切片型号发生改变时,需要对应调整机台上切片的定位装置,继而降低了覆材机的加工效率;故此,本发明通过设置在机台上的圆环与其外部的调姿杆相配合,通过控制圆环的移动和调姿杆的转动范围,满足不同尺寸切片在机台上的定位精度,并优化了切片在机台上的定位过程,从而提升了压力传感器敏感元件的制造工艺效率。
Description
技术领域
本发明涉及传感器元件技术领域,具体涉及一种压力传感器敏感元件的制造工艺。
背景技术
压力传感器是能感受压力信号,并按一定的规律将压力信号转换成可用的输出电信号的器件或装置,其通常由压力敏感元件和信号处理单元组成,其中压力敏感元件是利用其机械性能将受到的检测压力转化为自身形变的过程,从而改变对信号处理单元的输入信号,反馈至读取的测量值变化,压力敏感元件精度的稳定性能关系到压力传感器的应用效果;关于压力传感器敏感元件的介绍,可参见:盛问军,压力传感器发展现状综述[J],科技经济导刊,2018(No.18).54-56。
压力敏感元件的制造过程,对其机械性能的稳定发挥有着决定作用,通过从传统的金属电阻应变片到陶瓷材料及扩散硅材料的应用,来满足敏感元件材料针对应用于不同的环境,而在敏感元件的制造中,机台上切片安装的定位过程,与待加工切片型号发生改变时,需要对应调整机台上切片的定位装置,继而降低了对敏感元件的加工效率。
现有技术中也出现了一些关于压力传感器敏感元件的制造工艺的技术方案,如申请号为2013106130998的一项中国专利公开了一种压力传感器敏感元件的制造工艺,其第一、第二掺硼P型微晶硅条为由若干根沿径向排列的微晶硅电阻丝首尾连接组成;在杯形衬底附近通入高纯氧气与氩气的混合气体,混合气体氧气氩气体积比为1:13,总气压大小为Pa,在250℃温度下,用加速能量为2000eV的氩离子束轰击99.95%的二氧化硅靶材,沉积厚度1~5μm作为绝缘隔离层的二氧化硅隔离层;以电阻率为Ω·m掺硼硅为靶材,在高纯氩气的气氛中,用离子束溅射方法,生长温度为300℃,通过覆盖第一掩模板在二氧化硅隔离层上制备出厚度为1~5μm掺硼P型微晶硅条;该技术方案中的敏感层薄膜附着力强,既大大提升了量程,又提高了感应的精度和灵敏性,且提高了压力传感器的信号线性度;但是该技术方案中未解决敏感元件在制造过程中快速定位至待加工机台上的问题,影响了敏感元件的制备工艺的效率。
鉴于此,为了克服上述技术问题,据此本发明提出了一种压力传感器敏感元件的制造工艺,采用了特殊的压力传感器敏感元件的制造工艺,解决了上述技术问题。
发明内容
为了弥补现有技术的不足,本发明提出了一种压力传感器敏感元件的制造工艺,通过设置在机台上的圆环与其外部的调姿杆相配合,通过控制圆环的移动和调姿杆的转动范围,满足不同尺寸切片在机台上的定位精度,并优化了切片在机台上的定位过程,从而提升了压力传感器敏感元件的制造工艺效率。
本发明所述的一种压力传感器敏感元件的制造工艺,该工艺步骤如下:
S1、基材切片:根据压力传感器应用对象的测量值范围,将基材加工成相应厚度尺寸的切片,且切片一侧呈凸起的弧面,进而控制切片的形变量范围;通过将切片受到的形变效应限制在其凸起弧面上,并利用其弧面的弹性恢复至切片的初始状态,确保切片的应用效果;
S2、腔座打印:把S1中加工完成的切片转移到覆材机上,选择切片弧面相对的一面作为底面,在其两端通过增材打印的方式加工出凸台,并控制凸台的高度值在切片长度9-12%的范围内,使凸台与其下方的基座在切片上形成了腔座;通过控制切片上的凸台高度与基座相配合,继而控制切片的形变程度,对切片起到过载保护的下过;
S3、电极沉积:将S2中加工成型的切片置于烘箱中,烘干其中水分的同时在切片表面通过气相沉积加工出电极条层,电极条层位于切片两侧的边缘并将两端的凸台电性连接起来;通过将电极条层加工在切片的边缘,避免了切片在使用中多次形变挤压对电极条层的磨损,且切片边缘处较小的形变过程利于提升其检测精度;
S4、检测封装:在S3中的电极条层加工完成后,将切片连接至50Hz频率的直流电源中,对电极条层通路的电性状况进行检测,并封装至含有屏蔽网的壳体中,制得压力传感器敏感元件的成品;封装至含有屏蔽层的壳体中,避免切片在检测振荡的振动过程中,切片上电极条层波动形成的电磁波信号,干扰到传感器中电子元件的运行;
其中,S2中所述的覆材机包括机台、层印头、调姿杆和控制器;所述机台上用于安放待处理的切片,机台的周向上设有支架,机台的上方设有层印头,机台的外侧设有调姿杆;所述层印头安装在支架上,层印头朝向机台上的切片端部;所述调姿杆的中心设置有驱动的伺服电机,调姿杆的端部在转动过程中与切片的边缘相接触,调姿杆通过伺服电机固定在支架上;所述机台的表面设置有垫膜,垫膜的下方设有圆环,垫膜上安放切片的凸起弧面对应于圆环的位置,并在垫膜上形成了凹坑;所述圆环的底部设有支杆,支杆滑动安装在支架上,带动圆环改变其高度位置;所述控制器用于控制覆材机的运行;使用时,将切片放置在机台上,需要控制切片安放的位置并进行定位,以确保机台对切片进行覆材加工后凸台的精度,由于敏感元件在制造的生产过程中,机台上切片安装的定位过程耗费了额外的时间,且在待加工切片型号发生改变时,需要对应调整机台上切片的定位装置,继而降低了覆材机的加工效率;因此,本发明通过设置在机台外侧的调姿杆,将切片直接放置在基台上后,在调姿杆间转动的配合过程中,使调姿杆末端接触的切片改变了在机台上的角度,进而满足切片的定位姿态,并通过支杆驱动圆环的移动,调整机台上垫膜中心凹坑的大小,匹配于切片上凸起弧面安放的位置,且在切片的尺寸改变后,控制伺服电机驱动调姿杆往复转动的范围,满足对切片角度姿态的调整;本发明利用了设置在机台上的圆环与其外部的调姿杆相配合,通过控制圆环的移动和调姿杆的转动范围,满足不同尺寸切片在机台上的定位精度,并优化了切片在机台上的定位过程,从而提升了压力传感器敏感元件的制造工艺效率。
优选的,所述支杆中设置有通槽,支杆通过通槽安装在支架上;所述通槽对应的支架上设置有转轴,转轴的顶端设置有螺台,转轴的底端设置有驱动的马达;所述螺台对应的通槽侧壁上设置有螺纹槽,螺台与螺纹槽间转动啮合;通过支杆的移动控制圆环在垫膜中形成的凹坑大小,与切片中不同凸起程度的弧面相匹配,需要精确控制支杆在支架上升降位置的精度,而机台下方支杆与支架间的空间限制,以及圆环移动中的位置干涉,限制了高精度丝杠传动副的使用,且油缸式驱动的调节系统同样会占用较大空间;因此,本发明通过设置在支杆通槽中的螺纹槽,与转轴上的螺台啮合转动,通过驱动支架中转轴的旋转,并控制螺纹槽间设置的螺距大小,提高支杆升降的位置精度,进而满足圆环对垫膜中凹坑形状的精密调整,从而提升了压力传感器敏感元件的制造工艺效果。
优选的,所述马达与转轴间设置有啮合传动的齿轮,齿轮间为减速传动;所述马达的转轴贯穿齿轮伸出,马达上方的支架底面设置有固定块,马达的转轴转动安装在固定块上;支杆在支架上的转轴驱动的位移过程中,通过螺台与螺纹槽间的啮合接触承受了支杆的重量,使驱动的马达转轴需要克服螺纹啮合间的摩擦力运行,削弱了马达的传动效果;通过设置在马达与转轴间的齿轮,利用齿轮的减速传动效果,将马达的转速转化为转轴的转矩,达到对转轴旋转动作的高精度控制,并通过安装在支架上的马达和转轴,满足对支杆升降移动过程的控制,从而维持了压力传感器敏感元件制造工艺的进行。
优选的,所述调姿杆的中部设置有套杆,调姿杆通过套杆改变伸出的长度;在机台上的切片型号变换后,通过控制伺服电机往复转动的范围满足对切片姿态的调整,限制调姿杆进行往复转动的过程,降低了调姿杆对切片姿态的调整效率;通过设置在调姿杆上的套杆,在切片型号变换后,操作套杆改变调姿杆伸出的长度,使调姿杆进行完整的圆周旋转,进而维持了伺服电机驱动调姿杆的旋转速率,从而提升了压力传感器敏感元件的制造工艺效率。
优选的,所述层印头的顶部设置有桁架,桁架的端部滑动安装在支架上;所述支架的端角处设置有伸缩杆,伸缩杆用于控制桁架的位置高度;所述层印头中设置有敷料槽,敷料槽倾斜朝向切片的中心位置;在制造切片两端凸台的过程中,由于凸台的端部长度受制造切片的尺寸影响,使得制造凸台的单层材料在切片上处于不同的附着状态,影响到凸台材料成形后的均衡性,进而干扰到切片的形变过程;通过设置在层印头中的敷料槽,在桁架和支架上伸缩杆的配合下,从敷料槽中添加的材料同时附着至切片上,使得凸台制造过程中单层材料的附着程度处于相同状态下,从而提升了压力传感器敏感元件的制造工艺效果。
优选的,所述敷料槽中设置有槽块,槽块滑动安装在敷料槽的槽口上,槽块的上端设置有均流板,均流板的中部转动安装在槽块上;敷料槽中用于制造凸台的材料同时添加至切片上,由于制造过程中敷料槽的运动,使其中的制造材料在惯性作用下偏移至不均衡的状态,进而影响到敷料槽中制造材料的均衡添加;通过设置在敷料槽中滑动的槽块,在敷料槽运动中产生的惯性作用下,带动其中的槽块产生相应的滑动,并通过槽块上转动的均流板对待添加的制造材料进行分流,将敷料槽中偏移的制造材料恢复至均衡的分布状态,从而维持压力传感器敏感元件的制造工艺效果。
本发明的有益效果如下:
1.本发明通过设置在机台上的圆环与其外部的调姿杆相配合,通过控制圆环的移动和调姿杆的转动范围,满足不同尺寸切片在机台上的定位精度;设置在支杆通槽中的螺纹槽,与转轴上的螺台啮合转动,进而满足圆环对垫膜中凹坑形状的精密调整;设置在马达与转轴间的齿轮,利用齿轮的减速传动效果,将马达的转速转化为转轴的转矩,达到对转轴旋转动作的高精度控制。
2.本发明通过设置在调姿杆上的套杆,改变调姿杆伸出的长度,使调姿杆进行完整的圆周旋转,进而维持了伺服电机驱动调姿杆的旋转速率;设置在层印头中的敷料槽,在桁架和支架上伸缩杆的配合下,使得凸台制造过程中单层材料的附着程度处于相同状态下;设置在敷料槽中滑动的槽块,在敷料槽运动中产生的惯性作用下,通过槽块上转动的均流板对待添加的制造材料进行分流,将敷料槽中偏移的制造材料恢复至均衡的分布状态。
附图说明
下面结合附图和实施方式对本发明进一步说明。
图1是本发明中压力传感器敏感元件的制造工艺的流程图;
图2是本发明中覆材机的立体图;
图3是本发明中支杆部件的立体图;
图4是本发明中覆材机的剖视图;
图5是图2中A处的局部放大图;
图6是图3中B处的局部放大图;
图7是图4中C处的局部放大图;
图中:机台1、垫膜11、圆环12、层印头2、桁架21、敷料槽22、槽块221、均流板222、调姿杆3、伺服电机31、套杆32、支架4、转轴41、螺台42、马达43、齿轮44、固定块45、伸缩杆46、支杆5、通槽51、螺纹槽511。
具体实施方式
为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解,下面结合具体实施方式,进一步阐述本发明。
如图1至图7所示,本发明所述的一种压力传感器敏感元件的制造工艺,该工艺步骤如下:
S1、基材切片:根据压力传感器应用对象的测量值范围,将基材加工成相应厚度尺寸的切片,且切片一侧呈凸起的弧面,进而控制切片的形变量范围;通过将切片受到的形变效应限制在其凸起弧面上,并利用其弧面的弹性恢复至切片的初始状态,确保切片的应用效果;
S2、腔座打印:把S1中加工完成的切片转移到覆材机上,选择切片弧面相对的一面作为底面,在其两端通过增材打印的方式加工出凸台,并控制凸台的高度值在切片长度9-12%的范围内,使凸台与其下方的基座在切片上形成了腔座;通过控制切片上的凸台高度与基座相配合,继而控制切片的形变程度,对切片起到过载保护的下过;
S3、电极沉积:将S2中加工成型的切片置于烘箱中,烘干其中水分的同时在切片表面通过气相沉积加工出电极条层,电极条层位于切片两侧的边缘并将两端的凸台电性连接起来;通过将电极条层加工在切片的边缘,避免了切片在使用中多次形变挤压对电极条层的磨损,且切片边缘处较小的形变过程利于提升其检测精度;
S4、检测封装:在S3中的电极条层加工完成后,将切片连接至50Hz频率的直流电源中,对电极条层通路的电性状况进行检测,并封装至含有屏蔽网的壳体中,制得压力传感器敏感元件的成品;封装至含有屏蔽层的壳体中,避免切片在检测振荡的振动过程中,切片上电极条层波动形成的电磁波信号,干扰到传感器中电子元件的运行;
其中,S2中所述的覆材机包括机台1、层印头2、调姿杆3和控制器;所述机台1上用于安放待处理的切片,机台1的周向上设有支架4,机台1的上方设有层印头2,机台1的外侧设有调姿杆3;所述层印头2安装在支架4上,层印头2朝向机台1上的切片端部;所述调姿杆3的中心设置有驱动的伺服电机31,调姿杆3的端部在转动过程中与切片的边缘相接触,调姿杆3通过伺服电机31固定在支架4上;所述机台1的表面设置有垫膜11,垫膜11的下方设有圆环12,垫膜11上安放切片的凸起弧面对应于圆环12的位置,并在垫膜11上形成了凹坑;所述圆环12的底部设有支杆5,支杆5滑动安装在支架4上,带动圆环12改变其高度位置;所述控制器用于控制覆材机的运行;使用时,将切片放置在机台1上,需要控制切片安放的位置并进行定位,以确保机台1对切片进行覆材加工后凸台的精度,由于敏感元件在制造的生产过程中,机台1上切片安装的定位过程耗费了额外的时间,且在待加工切片型号发生改变时,需要对应调整机台1上切片的定位装置,继而降低了覆材机的加工效率;因此,本发明通过设置在机台1外侧的调姿杆3,将切片直接放置在基台上后,在调姿杆3间转动的配合过程中,使调姿杆3末端接触的切片改变了在机台1上的角度,进而满足切片的定位姿态,并通过支杆5驱动圆环12的移动,调整机台1上垫膜11中心凹坑的大小,匹配于切片上凸起弧面安放的位置,且在切片的尺寸改变后,控制伺服电机31驱动调姿杆3往复转动的范围,满足对切片角度姿态的调整;本发明利用了设置在机台1上的圆环12与其外部的调姿杆3相配合,通过控制圆环12的移动和调姿杆3的转动范围,满足不同尺寸切片在机台1上的定位精度,并优化了切片在机台1上的定位过程,从而提升了压力传感器敏感元件的制造工艺效率。
作为本发明的一种实施方式,所述支杆5中设置有通槽51,支杆5通过通槽51安装在支架4上;所述通槽51对应的支架4上设置有转轴41,转轴41的顶端设置有螺台42,转轴41的底端设置有驱动的马达43;所述螺台42对应的通槽51侧壁上设置有螺纹槽511,螺台42与螺纹槽511间转动啮合;通过支杆5的移动控制圆环12在垫膜11中形成的凹坑大小,与切片中不同凸起程度的弧面相匹配,需要精确控制支杆5在支架4上升降位置的精度,而机台1下方支杆5与支架4间的空间限制,以及圆环12移动中的位置干涉,限制了高精度丝杠传动副的使用,且油缸式驱动的调节系统同样会占用较大空间;因此,本发明通过设置在支杆5通槽51中的螺纹槽511,与转轴41上的螺台42啮合转动,通过驱动支架4中转轴41的旋转,并控制螺纹槽511间设置的螺距大小,提高支杆5升降的位置精度,进而满足圆环12对垫膜11中凹坑形状的精密调整,从而提升了压力传感器敏感元件的制造工艺效果。
作为本发明的一种实施方式,所述马达43与转轴41间设置有啮合传动的齿轮44,齿轮44间为减速传动;所述马达43的转轴41贯穿齿轮44伸出,马达43上方的支架4底面设置有固定块45,马达43的转轴41转动安装在固定块45上;支杆5在支架4上的转轴41驱动的位移过程中,通过螺台42与螺纹槽511间的啮合接触承受了支杆5的重量,使驱动的马达43转轴41需要克服螺纹啮合间的摩擦力运行,削弱了马达43的传动效果;通过设置在马达43与转轴41间的齿轮44,利用齿轮44的减速传动效果,将马达43的转速转化为转轴41的转矩,达到对转轴41旋转动作的高精度控制,并通过安装在支架4上的马达43和转轴41,满足对支杆5升降移动过程的控制,从而维持了压力传感器敏感元件制造工艺的进行。
作为本发明的一种实施方式,所述调姿杆3的中部设置有套杆32,调姿杆3通过套杆32改变伸出的长度;在机台1上的切片型号变换后,通过控制伺服电机31往复转动的范围满足对切片姿态的调整,限制调姿杆3进行往复转动的过程,降低了调姿杆3对切片姿态的调整效率;通过设置在调姿杆3上的套杆32,在切片型号变换后,操作套杆32改变调姿杆3伸出的长度,使调姿杆3进行完整的圆周旋转,进而维持了伺服电机31驱动调姿杆3的旋转速率,从而提升了压力传感器敏感元件的制造工艺效率。
作为本发明的一种实施方式,所述层印头2的顶部设置有桁架21,桁架21的端部滑动安装在支架4上;所述支架4的端角处设置有伸缩杆46,伸缩杆46用于控制桁架21的位置高度;所述层印头2中设置有敷料槽22,敷料槽22倾斜朝向切片的中心位置;在制造切片两端凸台的过程中,由于凸台的端部长度受制造切片的尺寸影响,使得制造凸台的单层材料在切片上处于不同的附着状态,影响到凸台材料成形后的均衡性,进而干扰到切片的形变过程;通过设置在层印头2中的敷料槽22,在桁架21和支架4上伸缩杆46的配合下,从敷料槽22中添加的材料同时附着至切片上,使得凸台制造过程中单层材料的附着程度处于相同状态下,从而提升了压力传感器敏感元件的制造工艺效果。
作为本发明的一种实施方式,所述敷料槽22中设置有槽块221,槽块221滑动安装在敷料槽22的槽口上,槽块221的上端设置有均流板222,均流板222的中部转动安装在槽块221上;敷料槽22中用于制造凸台的材料同时添加至切片上,由于制造过程中敷料槽22的运动,使其中的制造材料在惯性作用下偏移至不均衡的状态,进而影响到敷料槽22中制造材料的均衡添加;通过设置在敷料槽22中滑动的槽块221,在敷料槽22运动中产生的惯性作用下,带动其中的槽块221产生相应的滑动,并通过槽块221上转动的均流板222对待添加的制造材料进行分流,将敷料槽22中偏移的制造材料恢复至均衡的分布状态,从而维持压力传感器敏感元件的制造工艺效果。
使用时,将切片放置在机台1上,需要控制切片安放的位置并进行定位,以确保机台1对切片进行覆材加工后凸台的精度;通过设置在机台1外侧的调姿杆3,将切片直接放置在基台上后,在调姿杆3间转动的配合过程中,使调姿杆3末端接触的切片改变了在机台1上的角度,进而满足切片的定位姿态,并通过支杆5驱动圆环12的移动,调整机台1上垫膜11中心凹坑的大小,匹配于切片上凸起弧面安放的位置,且在切片的尺寸改变后,控制伺服电机31驱动调姿杆3往复转动的范围,满足对切片角度姿态的调整;设置在支杆5通槽51中的螺纹槽511,与转轴41上的螺台42啮合转动,通过驱动支架4中转轴41的旋转,并控制螺纹槽511间设置的螺距大小,提高支杆5升降的位置精度,进而满足圆环12对垫膜11中凹坑形状的精密调整;设置在马达43与转轴41间的齿轮44,利用齿轮44的减速传动效果,将马达43的转速转化为转轴41的转矩,达到对转轴41旋转动作的高精度控制,并通过安装在支架4上的马达43和转轴41,满足对支杆5升降移动过程的控制;设置在调姿杆3上的套杆32,在切片型号变换后,操作套杆32改变调姿杆3伸出的长度,使调姿杆3进行完整的圆周旋转,进而维持了伺服电机31驱动调姿杆3的旋转速率;设置在层印头2中的敷料槽22,在桁架21和支架4上伸缩杆46的配合下,从敷料槽22中添加的材料同时附着至切片上,使得凸台制造过程中单层材料的附着程度处于相同状态下;设置在敷料槽22中滑动的槽块221,在敷料槽22运动中产生的惯性作用下,带动其中的槽块221产生相应的滑动,并通过槽块221上转动的均流板222对待添加的制造材料进行分流,将敷料槽22中偏移的制造材料恢复至均衡的分布状态。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点。本行业的技术人员应该了解,本发明不受上述实施例的限制,上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理,在不脱离本发明精神和范围的前提下,本发明还会有各种变化和改进,这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
Claims (6)
1.一种压力传感器敏感元件的制造工艺,其特征在于,该工艺步骤如下:
S1、基材切片:根据压力传感器应用对象的测量值范围,将基材加工成相应厚度尺寸的切片,且切片一侧呈凸起的弧面,进而控制切片的形变量范围;
S2、腔座打印:把S1中加工完成的切片转移到覆材机上,选择切片弧面相对的一面作为底面,在其两端通过增材打印的方式加工出凸台,并控制凸台的高度值在切片长度9-12%的范围内,使凸台与其下方的基座在切片上形成了腔座;
S3、电极沉积:将S2中加工成型的切片置于烘箱中,烘干其中水分的同时在切片表面通过气相沉积加工出电极条层,电极条层位于切片两侧的边缘并将两端的凸台电性连接起来;
S4、检测封装:在S3中的电极条层加工完成后,将切片连接至50Hz频率的直流电源中,对电极条层通路的电性状况进行检测,并封装至含有屏蔽网的壳体中,制得压力传感器敏感元件的成品;
其中,S2中所述的覆材机包括机台(1)、层印头(2)、调姿杆(3)和控制器;所述机台(1)上用于安放待处理的切片,机台(1)的周向上设有支架(4),机台(1)的上方设有层印头(2),机台(1)的外侧设有调姿杆(3);所述层印头(2)安装在支架(4)上,层印头(2)朝向机台(1)上的切片端部;所述调姿杆(3)的中心设置有驱动的伺服电机(31),调姿杆(3)的端部在转动过程中与切片的边缘相接触,调姿杆(3)通过伺服电机(31)固定在支架(4)上;所述机台(1)的表面设置有垫膜(11),垫膜(11)的下方设有圆环(12),垫膜(11)上安放切片的凸起弧面对应于圆环(12)的位置,并在垫膜(11)上形成了凹坑;所述圆环(12)的底部设有支杆(5),支杆(5)滑动安装在支架(4)上,带动圆环(12)改变其高度位置;所述控制器用于控制覆材机的运行。
2.根据权利要求1所述的一种压力传感器敏感元件的制造工艺,其特征在于:所述支杆(5)中设置有通槽(51),支杆(5)通过通槽(51)安装在支架(4)上;所述通槽(51)对应的支架(4)上设置有转轴(41),转轴(41)的顶端设置有螺台(42),转轴(41)的底端设置有驱动的马达(43);所述螺台(42)对应的通槽(51)侧壁上设置有螺纹槽(511),螺台(42)与螺纹槽(511)间转动啮合。
3.根据权利要求2所述的一种压力传感器敏感元件的制造工艺,其特征在于:所述马达(43)与转轴(41)间设置有啮合传动的齿轮(44),齿轮(44)间为减速传动;所述马达(43)的转轴(41)贯穿齿轮(44)伸出,马达(43)上方的支架(4)底面设置有固定块(45),马达(43)的转轴(41)转动安装在固定块(45)上。
4.根据权利要求1所述的一种压力传感器敏感元件的制造工艺,其特征在于:所述调姿杆(3)的中部设置有套杆(32),调姿杆(3)通过套杆(32)改变伸出的长度。
5.根据权利要求1所述的一种压力传感器敏感元件的制造工艺,其特征在于:所述层印头(2)的顶部设置有桁架(21),桁架(21)的端部滑动安装在支架(4)上;所述支架(4)的端角处设置有伸缩杆(46),伸缩杆(46)用于控制桁架(21)的位置高度;所述层印头(2)中设置有敷料槽(22),敷料槽(22)倾斜朝向切片的中心位置。
6.根据权利要求5所述的一种压力传感器敏感元件的制造工艺,其特征在于:所述敷料槽(22)中设置有槽块(221),槽块(221)滑动安装在敷料槽(22)的槽口上,槽块(221)的上端设置有均流板(222),均流板(222)的中部转动安装在槽块(221)上。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202010725399.5A CN111855034B (zh) | 2020-07-24 | 2020-07-24 | 一种压力传感器敏感元件的制造工艺 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202010725399.5A CN111855034B (zh) | 2020-07-24 | 2020-07-24 | 一种压力传感器敏感元件的制造工艺 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN111855034A true CN111855034A (zh) | 2020-10-30 |
CN111855034B CN111855034B (zh) | 2021-12-10 |
Family
ID=72949585
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN202010725399.5A Expired - Fee Related CN111855034B (zh) | 2020-07-24 | 2020-07-24 | 一种压力传感器敏感元件的制造工艺 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN111855034B (zh) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN114894350A (zh) * | 2022-05-11 | 2022-08-12 | 江苏振宁半导体研究院有限公司 | 一种高性能压电式应变传感器 |
Citations (14)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20030043014A1 (en) * | 2001-09-04 | 2003-03-06 | Tetsuzo Nakazawa | Pressure sensitive sensor |
CN103474568A (zh) * | 2013-08-27 | 2013-12-25 | 中国计量学院 | 基于印刷电子技术的薄膜热电偶制备方法 |
US20140081160A1 (en) * | 2012-09-20 | 2014-03-20 | Jiannan Xiang | Flexible Multi-point Pulse Sensor |
CN105280577A (zh) * | 2014-05-28 | 2016-01-27 | 南茂科技股份有限公司 | 芯片封装结构以及芯片封装结构的制作方法 |
CN205129792U (zh) * | 2015-11-16 | 2016-04-06 | 燕山大学 | 一种3d打印机工作平台调平装置 |
CN105575917A (zh) * | 2014-08-29 | 2016-05-11 | 矽品精密工业股份有限公司 | 封装结构及其制法 |
CN105818372A (zh) * | 2015-01-08 | 2016-08-03 | 研能科技股份有限公司 | 三维打印机 |
CN106052915A (zh) * | 2016-07-22 | 2016-10-26 | 南京信息工程大学 | 一种mems光纤压力传感器及制作方法 |
US20170120538A1 (en) * | 2015-10-30 | 2017-05-04 | Seurat Technologie, Inc. | Recycling powdered material for additive manufacturing |
CN106783772A (zh) * | 2015-11-19 | 2017-05-31 | 南茂科技股份有限公司 | 芯片封装结构与其制作方法 |
CN108358058A (zh) * | 2018-05-11 | 2018-08-03 | 天津航天机电设备研究所 | 一种调姿的智能吊具 |
CN110108398A (zh) * | 2019-04-29 | 2019-08-09 | 北京遥测技术研究所 | 一种热隔离封装结构的薄膜应变式压力传感器 |
WO2019168611A1 (en) * | 2018-03-01 | 2019-09-06 | NEXA3D Inc. | Method and system for measuring a pressure distribution between a surface of an object and a pressure sensitive surface during formation of the object |
CN111341934A (zh) * | 2020-03-05 | 2020-06-26 | 武汉华星光电半导体显示技术有限公司 | 显示面板及显示面板的制备方法 |
-
2020
- 2020-07-24 CN CN202010725399.5A patent/CN111855034B/zh not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (14)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20030043014A1 (en) * | 2001-09-04 | 2003-03-06 | Tetsuzo Nakazawa | Pressure sensitive sensor |
US20140081160A1 (en) * | 2012-09-20 | 2014-03-20 | Jiannan Xiang | Flexible Multi-point Pulse Sensor |
CN103474568A (zh) * | 2013-08-27 | 2013-12-25 | 中国计量学院 | 基于印刷电子技术的薄膜热电偶制备方法 |
CN105280577A (zh) * | 2014-05-28 | 2016-01-27 | 南茂科技股份有限公司 | 芯片封装结构以及芯片封装结构的制作方法 |
CN105575917A (zh) * | 2014-08-29 | 2016-05-11 | 矽品精密工业股份有限公司 | 封装结构及其制法 |
CN105818372A (zh) * | 2015-01-08 | 2016-08-03 | 研能科技股份有限公司 | 三维打印机 |
US20170120538A1 (en) * | 2015-10-30 | 2017-05-04 | Seurat Technologie, Inc. | Recycling powdered material for additive manufacturing |
CN205129792U (zh) * | 2015-11-16 | 2016-04-06 | 燕山大学 | 一种3d打印机工作平台调平装置 |
CN106783772A (zh) * | 2015-11-19 | 2017-05-31 | 南茂科技股份有限公司 | 芯片封装结构与其制作方法 |
CN106052915A (zh) * | 2016-07-22 | 2016-10-26 | 南京信息工程大学 | 一种mems光纤压力传感器及制作方法 |
WO2019168611A1 (en) * | 2018-03-01 | 2019-09-06 | NEXA3D Inc. | Method and system for measuring a pressure distribution between a surface of an object and a pressure sensitive surface during formation of the object |
CN108358058A (zh) * | 2018-05-11 | 2018-08-03 | 天津航天机电设备研究所 | 一种调姿的智能吊具 |
CN110108398A (zh) * | 2019-04-29 | 2019-08-09 | 北京遥测技术研究所 | 一种热隔离封装结构的薄膜应变式压力传感器 |
CN111341934A (zh) * | 2020-03-05 | 2020-06-26 | 武汉华星光电半导体显示技术有限公司 | 显示面板及显示面板的制备方法 |
Non-Patent Citations (2)
Title |
---|
HESS, AJ 等: "Plasmonic Metamaterial Gels with Spatially Patterned Orientational Order via 3D Printing", 《ACS OMEGA》 * |
何潜 等: "MEMS耐高温压力传感器封装工艺研究", 《传感技术学报》 * |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN114894350A (zh) * | 2022-05-11 | 2022-08-12 | 江苏振宁半导体研究院有限公司 | 一种高性能压电式应变传感器 |
CN114894350B (zh) * | 2022-05-11 | 2024-01-26 | 江苏振宁半导体研究院有限公司 | 一种高性能压电式应变传感器 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN111855034B (zh) | 2021-12-10 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN111855034B (zh) | 一种压力传感器敏感元件的制造工艺 | |
CN202423449U (zh) | 一种锂电池极片辊压加工设备 | |
CN105549199B (zh) | 电磁驱动微机械双向调谐珐珀滤波器及其制作方法 | |
CN1174840C (zh) | 片状材料的加工方法和装置 | |
CN101907639A (zh) | 六维加速度传感器标定平台 | |
CN107168031A (zh) | 可调节的辅助温度补偿系统 | |
EP0249559A1 (fr) | Procédé et dispositif d'asservissement en position d'un verin pneumatique | |
CN111854658A (zh) | 一种R-test精密球头检测装置及其标定方法 | |
CN1227535C (zh) | 一种双e型圆膜片十字梁结构的六轴加速度传感器 | |
CN113430504A (zh) | 一种晶圆便捷升降夹紧的化学气相沉积设备 | |
CN110932602B (zh) | 一种六自由度磁悬浮转台、控制系统及方法 | |
CN103433845B (zh) | 一种磨板机测厚装置及磨板机 | |
CN108856739A (zh) | 一种自动调节主轴轴系预紧力的控制装置、系统、方法及装置 | |
CN115613002B (zh) | 气相沉积设备 | |
CN201659529U (zh) | 一种智能化自动螺钉紧固装置 | |
WO2018231767A1 (en) | Slew drive with integrated sensors and transducers | |
CN204613756U (zh) | 一种转速反馈的转镜结构及系统 | |
CN110909452A (zh) | 一种轮地交错轴摩擦轮传动机构驱动能力的分析方法 | |
CN220128400U (zh) | 一种电阻应变计调阻装置 | |
JP2611608B2 (ja) | 計量装置 | |
CN115717951A (zh) | 高性能压阻式陶瓷张力传感器、其加工工艺及加工用工装 | |
JPS6117832Y2 (zh) | ||
CN219121274U (zh) | 一种角接触球轴承内圈旋转精度检测装置 | |
CN114252136B (zh) | 一种基于ccd的皮带秤称重自调节装置 | |
CN118248614A (zh) | 一种视觉检测运动三轴平台 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
TA01 | Transfer of patent application right |
Effective date of registration: 20211125 Address after: 241002 304, floor 3, building A3, comprehensive service area, Wuhu high tech Development Zone, Yijiang District, Wuhu City, Anhui Province Applicant after: Wuhu Chuanfang Intelligent Technology Co.,Ltd. Address before: 518000 1st floor, taxation building, Chaoyang East Road, Dashi street, Panyu District, Guangzhou City, Guangdong Province Applicant before: Fang Zhou |
|
TA01 | Transfer of patent application right | ||
GR01 | Patent grant | ||
GR01 | Patent grant | ||
CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20211210 |