CN114295277A - 一种基于三层结构的陶瓷压力传感器及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于三层结构的陶瓷压力传感器及其制备方法。根据本发明的陶瓷压力传感器，所述三层结构包括：依次设置的第一平板、第二平板、第三平板；第一平板和第二平板之间通过玻璃浆料烧结连接，并且第一平板和第二平板之间形成压力腔；第二平板上设置有厚膜电路，厚膜电路位于所述第一平板和所述第二平板的压力腔内，并且第三平板和第二平板之间也通过玻璃浆料烧结连接；所述陶瓷压力传感器还包括与第一平板连接的PCB板；PCB板的背面设置有与厚膜电路之间电连接的调理电路；第三平板采用中央具有通孔的结构，并且第三平板对第一平板和所述第二平板之间的封接处进行加固；第二平板的厚度根据所述陶瓷压力传感器的量程进行选择。

Description

一种基于三层结构的陶瓷压力传感器及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种基于三层结构的陶瓷压力传感器及其制备方法，属于敏感元件与传感器技术领域。

背景技术

陶瓷是一种具有高弹性、抗腐蚀、抗磨损、抗冲击和振动的高性能材料，非常适合作为传感器的基体材料。而利用厚膜工艺制备而成的厚膜电路，与陶瓷基体的适配性好，由此制造而成的压力传感器，具有高精度、高稳定性的特点。因此，陶瓷传感器替代扩散硅压力传感器是压力传感器的发展方向，其能够广泛适用于过程控制、环境控制、液压和气动设备、伺服阀门和传动、化学制品和化学工业及医用仪表等领域。

陶瓷压力传感器以陶瓷膜片为弹性体，将厚膜电路印刷在陶瓷膜片的一侧，连接成一个惠斯顿电桥，陶瓷膜片的另一侧直接与被测量介质接触。然而，现有的陶瓷压力传感器中，由于结构及工艺的限制，其缺点也较为明显。

例如，专利CN2755581Y中公开了一种高过载性能陶瓷压力传感器，其圆形陶瓷弹性膜片与起支撑作用的圆环形陶瓷基座相交连结成一整体，形成杯状结构；但由于上部陶瓷弹性膜片过薄，当该传感器受到瞬时高压、液锤等压力冲击时，会出现膜片破碎，从而导致压力源泄漏，且该陶瓷压力传感器由于采用一体式结构，从而上部弹性膜片的变形空间过大，导致该传感器不具备防过压功能；又如，专利CN104359596B中公开了一种齐平膜压阻式陶瓷压力传感器，该传感器采用表压结构，其下部的陶瓷基板设置有盲孔，虽然能够一定程度上防止上部的弹性膜片过压碎裂，但当上部膜片过压破碎之后，压力源会从盲孔泄露；并且由于其陶瓷基板结构复杂，开模成本较高。

此外，专利CN110132453A中公开了一种压力传感器的键合方法，其中采用焊锡法封接平膜压力传感器的薄板和厚板，该方法虽然可以同时实现陶瓷片的机械和电气连接，但这种工艺非常难以控制，产品良率较低。

发明内容

为了解决目前存在的上述问题，本发明提供了一种基于三层结构的陶瓷压力传感器，所述技术方案如下：

本发明提出一种基于三层结构的陶瓷压力传感器及其制备方法，根据本发明的陶瓷压力传感器，其三层结构能够均采用平板式结构，并采用96％氧化铝陶瓷；上述三层结构包括依次设置的第一平板、第二平板、第三平板；本发明基于所述三层结构的陶瓷压力传感器具有较强的防过压功能，能够防止压力源泄露；并且结构简单、易于调控。

本发明的具体技术方案如下：

根据本发明的技术方案，一种基于三层结构的陶瓷压力传感器，所述三层结构包括：第一平板、第二平板、第三平板；其中，所述第二平板设置在所述第一平板上方，所述第一平板和所述第二平板之间通过玻璃浆料烧结连接，并且所述第一平板和所述第二平板之间形成压力腔；所述第二平板上设置有厚膜电路，所述厚膜电路设置在所述第二平板上靠近所述第一平板的一侧，即所述厚膜电路位于所述第一平板和所述第二平板的压力腔内，所述第三平板设置在所述第二平板的上部，并且所述第三平板和所述第二平板之间通过玻璃浆料烧结连接。

根据本发明的技术方案，所述陶瓷压力传感器还包括PCB板，所述第一平板作为基板，设置在所述PCB板的正面；所述PCB板的背面设置有调理电路，所述调理电路与所述厚膜电路之间电连接。

根据本发明的技术方案，所述第三平板设置为中央具有通孔的结构，所述通孔用于使所述第二平板与被测量介质接触，从而接收压力信号。

根据本发明的技术方案，所述PCB板的调理电路包括调理芯片、电容、电阻等元器件，用于对所述压力传感器的输出信号进行调整和补偿；例如，通常基于厚膜电路的陶瓷压力传感器的满量程输出跨度约为7mV-12mV，数值相对比较小；然而在实际应用场景，如汽车行业，需要将陶瓷压力传感器的输出调整为0.5V-4.5V或者4mA-20mA，这一需求通过PCB板上的上述调理电路来实现。

根据本发明的技术方案，设置于所述第二平板上的厚膜电路通过厚膜印刷工艺进行制备。

根据本发明的技术方案，所述第一平板和所述第二平板之间的玻璃浆料中含有刚性陶瓷珠或玻璃珠，所述刚性陶瓷珠或玻璃珠用于进行限位，使所述第一平板和所述第二平板之间形成压力腔。

根据本发明的技术方案，所述第一平板选用的陶瓷片的厚度大于所述第二平板的陶瓷片的厚度，并且所述第二平板的厚度根据所述陶瓷压力传感器的量程进行选择。

根据本发明的技术方案，所述第三平板的厚度大于所述第二平板的厚度并小于所述第一平板的厚度。

根据本发明的技术方案，所述第三平板用于对述第一平板和所述第二平板之间的玻璃浆料封接处进行加固。

根据本发明的技术方案，所述第一平板上设置有多个通孔，并且所述PCB板上设置有与所述第一平板的多个通孔相对应的多个通孔，所述PCB板的多个通孔与所述第一平板上对应的多个通孔相连通；所述厚膜电路与所述调理电路通过所述PCB板的多个通孔及所述第一平板上对应的多个通孔采用回流锡焊形成电气连接。

在一种实施方式中，所述第一平板和所述第二平板之间的玻璃浆料中添加的刚性陶瓷珠或玻璃珠的直径为30±5μm。

在一种实施方式中，所述第一平板形状为正方形，正方形的边长为10mm-12mm，厚度为2±0.1mm或3±0.1mm。

在一种实施方式中，所述第三平板形状为正方形，正方形的边长为10mm-12mm，厚度为1±0.1mm。

在一种实施方式中，所述第二平板形状可以为圆形、正方形，以及其他常规几何图案，优选为正方形。

在一种实施方式中，所述第二平板正方形的边长为10mm-12mm；厚度为0.2mm-0.4mm，可以依据压力量程进行选择。

本发明进一步提供一种基于三层结构的陶瓷压力传感器的制备方法，所述方法包括如下步骤：

步骤一：在所述第二平板的陶瓷片上采用厚膜印刷工艺进行厚膜电路制作；

步骤二：采用玻璃浆料烧结连接第一平板和第二平板、以及第二平板和第三平板，得到三层结构；

步骤三：将设置有调理电路的PCB板贴装到所述第一平板上，并将所述调理电路与所述第二平板上的厚膜电路进行电气连接，得到高精度陶瓷压力传感器。

在一种实施方式中，所述步骤一中，在所述第二平板的陶瓷片上采用厚膜印刷工艺进行厚膜电路制作的工艺如下：

1.厚膜电路的设计；即惠斯通电桥电路的设计，包括四个电阻和两个激光修阻电阻，以及各个电阻之间的导线连接；其中，在设计时需要通过理论计算、有限元分析等手段，确定电阻的分布位置、隔膜尺寸等；隔膜图案，即有效应变区域，可以为圆形、正方形，以及其他常规几何图案，优选为圆形；圆形隔膜的半径优选为5mm-8mm。

2.钢网设计与制作；厚膜电路印刷工艺为钢网印刷，也可以选择尼龙丝网印刷，优选为钢网。钢网的图案根据厚膜电路设计结果确定，钢网目数根据印刷厚度、图案精度需求，分布在150-300目。

3.金属浆料印刷、烧结；钢网印刷、烧结导体浆料，可选金、银、钯银、钯金等，优选为钯银，钢网目数优选为200-250目。

4.电阻浆料印刷、烧结；钢网印刷、烧结惠斯通电桥电阻浆料，包括四个桥路电阻，以及两个用于激光修阻的电阻，其中，电阻应变系数GF可分布在5-20，优选为10±2，钢网目数优选为250-300目；并且，烧结后的桥臂电阻阻值可分布在100Ω-100KΩ，综合考量传感器的功耗、非线性、迟滞及精确度，优选为10±3KΩ。

5.钢网印刷、烧结玻璃介质浆料；钢网目数优选为200-250目，介质浆料的主要作用为保护烧结而成的电阻，提高传感器的稳定性。

6.器件老化；温度选用150℃，时间为24h-72h；通过器件的老化使所述陶瓷压力传感器的性能趋于平稳，利于之后的加工、校准。

7.激光修阻；厚膜工艺涉及浆料的钢网印刷，印刷得到的四个桥臂电阻的厚度差距可能非常大，从而导致各个桥臂电阻的阻值发生大幅度的偏差，造成较高的零位电压，必须通过额外串并联的修阻单元才能使其零位输出电压归零；具体的操作是利用激光切割之前印刷的两个用于激光修阻的电阻，使得惠斯通电桥平衡，可将传感器的零位可调至0±0.1mV内。

在一种实施方式中，所述步骤二中，将所述第一平板和所述第二平板以及所述第二平板和所述第三平板之间进行玻璃浆料烧结，完成三层结构的机械连接的具体工艺如下：

1.连接图案设计：本发明的基于三层结构的陶瓷压力传感器采用绝压结构，即通过玻璃浆料烧结使所述第一平板和所述第二平板之间产生一个密封的参考压力腔，使得制成的传感器具有一定的防过压能力，同时还可以避免第二平板在极端情况下破损，而造成的压力源泄露情况。

2.钢网设计与制作，钢网目数根据印刷厚度需求，分布在40-200目。

钢网印刷，依据所述第一平板和第二平板的尺寸确定印刷图案尺寸，以2×2的印刷图案为例，如附图4所示，有多种样式可供选择；该印刷图案定义了隔膜的形状，可以这样理解，所述第一平板和所述第二平板之间没有被印刷玻璃浆料的地方是空腔或通孔，所述第二平板可以自由变形，有被印刷浆料的地方是支撑，所述第二平板不可以变形；隔膜形状是指所述第二平板可以变形的区域形状。

3.钢网印刷、烧结玻璃浆料；在玻璃浆料中加入直径优选为30±5μm的刚性陶瓷珠或玻璃珠，用于形成硬限位，提高可靠性。陶瓷珠的加入量优选为印刷使用的玻璃浆料的质量的0.1％-1％。

玻璃浆料的烧结温度优选为400℃-600℃；烧结温度过高，则桥臂电阻变化幅度、零位漂移过高，烧结温度过低，则烧结强度较差；玻璃浆料的烧成厚度优选为40μm-100μm；玻璃浆料的烧结设备优选为隧道炉。进一步，玻璃浆料印刷分为两次，一次印刷时，丝网目数为40-100目，印刷区域为第一平板的陶瓷基体；二次印刷时，丝网目数为80-200目，印刷区域为第三平板的陶瓷基体。

在一种实施方式中，所述步骤三中，所述PCB板的背面设置连接调理电路，并与所述第二平板之间形成电气连接，得到高精度陶瓷压力传感器的具体工艺如下：

采用回流焊锡，实现PCB板上的调理电路与所述第二平板上的厚膜电路的电气连接；具体为：所述第一平板上设置有四个通孔，所述第一平板和所述第二平板连接之后，所述第一平板上的四个通孔与所述第二平板上厚膜电路的四个金属垫对应；进一步，在所述第一平板通孔内注入锡膏填充，进行回流锡焊，形成电气连接。PCB板则是直接采用例如胶合的方式贴装在所述第一平板远离所述第二平板的一面上，且调理电路设置于所述PCB板的背面，由于PCB板在与所述第一平板的4个通孔的对应位置也有4个通孔，从而PCB板贴装在所述第一平板上后，能够直接通过所述第一平板的上述4个通孔内的锡与所述第二平板厚膜电路实现互联。

本发明有益效果是：

一、本发明的技术方案中，三层结构均采用玻璃浆料烧结，从而三层平板连接处的强度非常高，且玻璃的热膨胀系数与96％氧化铝陶瓷接近，热应力小，因此，相较于焊锡封接的方案，本发明的传感器产品的精度、非线性度较高，时间稳定性较好，且良率较高。

二、本发明的技术方案中，在第一平板和第二平板进行烧结的玻璃浆料中混入刚性陶瓷珠/玻璃珠进行限位，形成压力腔，预留了足够的应变空间，使得第二平板的应变膜片有足够的空间进行变形，不需要在第一平板上制作凹坑，并且在第一平板上制作用于通过锡焊进行电气连接的通孔的成本也较低，从而节约了昂贵的陶瓷开模费用，能够有效降低生产成本。

三、本发明的陶瓷压力传感器采用三层结构，第三平板采用具有通孔的结构，并且第三平板的厚度大于第二平板的厚度，能够对所述第一平板和所述第二平板之间的玻璃浆料封接处进行加固；从而进一步保护了所述第二平板不会破碎，极大提高了传感器的可靠性。

四、本发明的技术方案中，由于所述陶瓷压力传感器采用绝压结构，所述第一平板和所述第二平板之间进行连接的玻璃浆料同时起到了密封作用，从而当该传感器受到过压冲击时，即使所述第二平板的薄陶瓷板由于过压而破碎，压力源将进入第二平板和第一平板之间的腔体内，并且由于第一平板具有足够的厚度，比如高压液体等压力源也无法冲破第一平板的厚陶瓷片，从而防止压力源泄露，极大提高了器件的可靠性，使本发明的陶瓷压力传感器能够适用于对可靠性要求极高的场景。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是根据本发明的基于三层结构的陶瓷压力传感器的总体结构示意图；

图2是本发明的陶瓷压力传感器中，第一平板和第二平板之间的玻璃浆料烧结部位的局部示意图；

图3是根据本发明的制备方法，所述厚膜电路的制作工艺的流程示意图；

图4是根据本发明的制备方法，第一平板和第二平板之间玻璃浆料烧结部位的玻璃浆料印刷图案的示意图；

其中：1、调理电路；2、焊锡；3、PCB板；4、第一平板；5、玻璃浆料；6、厚膜电路7、第二平板；8、第三平板；9、刚性陶瓷珠/玻璃珠。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。

实施例一：

本实施例提供一种基于三层结构的陶瓷压力传感器，参见图1，所述陶瓷压力传感器的三层结构包括：

第一平板4、第二平板7、第三平板8；其中，所述第二平板7设置在所述第一平板4上方，所述第一平板4和所述第二平板7之间通过玻璃浆料5烧结连接，并且所述第一平板4和所述第二平板7之间形成压力腔；所述第二平板7上设置有厚膜电路6，所述厚膜电路设置在所述第二平板7上靠近所述第一平板4的一侧，即所述厚膜电路6位于所述第一平板4和所述第二平板7之间形成压力腔内；所述第三平板8设置在所述第二平板7的上部，并且所述第三平板8和所述第二平板7之间通过玻璃浆料5烧结连接，所述第三平板8为中空结构。

其中，第一平板为厚平板陶瓷，厚度2mm-3mm，作为基体材料，第二平板采用薄片陶瓷，厚度为0.2mm-0.4mm，且结构致密、一致性高，用于作为应变膜片，第三平板采用中等厚度平板陶瓷，厚度1mm，作为第二平板的保护层。

参见图1所示，所述陶瓷压力传感器还包括PCB板3，所述第一平板4作为基板，设置在PCB板3的正面；所述PCB板3上设置有调理电路1，所述调理电路1与所述厚膜电路8之间电连接。具体而言，所述调理电路1设置于所述PCB板的背面，即所述调理电路1设置于所述PCB板3不与所述第一平板4相连接的一面，并且所述PCB板3和所述第一平板4之间采用例如胶合的方式进行贴装。

根据本实施例，所述第三平板8的中空结构设置为中央具有通孔的结构，所述通孔用于使所述第二平板7与被测量介质接触，从而接收压力信号。

根据本实施例，所述PCB板的调理电路包括调理芯片、电容、电阻等元器件，用于对所述压力传感器的输出信号进行调整和补偿；例如，通常基于厚膜电路的陶瓷压力传感器的满量程输出跨度约为7mV-12mV，数值相对比较小；然而在实际应用场景，如汽车行业，需要将陶瓷压力传感器的输出调整为0.5V-4.5V或者4mA-20mA，这一需求通过PCB板上的上述调理电路来实现。

根据本实施例，参见图2所示，所述第一平板4和所述第二平板7之间的玻璃浆料中含有直径30±5μm的刚性陶瓷珠或玻璃珠，用于进行限位，使所述第一平板4和所述第二平板7之间形成压力腔。

在一种实施方式中，所述第一平板4形状为正方形，正方形的边长为10mm-12mm，厚度为2±0.1mm或3±0.1mm。

在一种实施方式中，所述第三平板8形状为正方形，正方形的边长为10mm-12mm，厚度为1±0.1mm。

在一种实施方式中，设置于所述第二平板7上的厚膜电路通过厚膜印刷工艺制备。

在一种实施方式中，第二平板7形状可以为圆形、正方形，以及其他常规几何图案，优选为正方形。

在一种实施方式中，所述第二平板7的正方形的边长为10mm-12mm；厚度为0.2mm-0.4mm，可以依据所要制备的陶瓷压力传感器的压力量程进行选择。具体为：首先，根据小挠度变形理论，在给定压力下，传感器输出电压值与第二平板厚度的二次方成反比，与第二平板中央圆形隔膜应变区域半径的二次方成正比，与平板的长度无直接关联；其次，可近似认为在给定压力下，传感器输出电压值越大，传感器的量程就越小；因此，传感器的量程可近似认为与第二平板厚度的二次方成正比，与第二平板中央圆形应变区域半径的二次方成反比，与平板的长度无直接关联。

进一步，关于本实施例的三层结构，发明人将该三层结构的传感器和只有两层结构的传感器进行了实验对比，具体为：针对本发明的三层板结构的陶瓷压力传感器和只有第一平板和第二平板的两层板结构的陶瓷压力传感器，采用三层板结构与两层板结构的样品各50个，对第一平板和第二平板之间的界面进行剪切压力冲击的方式进行破坏性试验，三层结构的传感器从第一平板和第二平板之间的界面断裂的样品数量为4个，两层板结构的传感器从第一平板和第二平板之间的界面断裂样品数量为33个，从而上述对比试验表明，采用三层板结构的陶瓷压力传感器，稳定性得到了显著提高。

实施例二

本实施例提供一种实施例一所述的基于三层结构的陶瓷压力传感器的制备方法，所述方法包括：

步骤一：在所述第二平板的陶瓷片上采用厚膜印刷工艺进行厚膜电路制作；

步骤二：采用玻璃浆料烧结连接第一平板和第二平板、以及第二平板和第三平板，得到三层结构；

步骤三：将设置有调理电路的PCB板贴装到所述第一平板上，并将所述调理电路与所述第二平板上的厚膜电路进行电气连接，得到高精度陶瓷压力传感器。

根据本实施例，具体而言，参考附图3所示，在所述第二平板的陶瓷片上采用厚膜印刷工艺进行厚膜电路制作的工艺如下：

1.厚膜电路的设计；即惠斯通电桥电路的设计，包括四个电阻和两个激光修阻电阻，以及各个电阻之间的导线连接；其中，在设计时需要通过理论计算、有限元分析等手段，确定电阻的分布位置、隔膜尺寸等；隔膜图案，即有效应变区域，可以为圆形、正方形，以及其他常规几何图案，优选为圆形；圆形隔膜的半径优选为5mm-8mm。

2.钢网设计与制作；厚膜电路印刷工艺为钢网印刷，也可以选择尼龙丝网印刷，优选为钢网。钢网的图案根据厚膜电路设计结果确定，钢网目数根据印刷厚度、图案精度需求，分布在150-300目。

3.金属浆料印刷、烧结；钢网印刷、烧结导体浆料，可选金、银、钯银、钯金等，优选为钯银，钢网目数优选为200-250目。

4.电阻浆料印刷、烧结；钢网印刷、烧结惠斯通电桥电阻浆料，包括四个桥路电阻，以及两个用于激光修阻的电阻，其中，电阻应变系数GF可分布在5-20，优选为10±2，钢网目数优选为250-300目；并且，烧结后的桥臂电阻阻值可分布在100Ω-100KΩ，综合考量传感器的功耗、非线性、迟滞及精确度，优选为10±3KΩ。

5.钢网印刷、烧结玻璃介质浆料；钢网目数优选为200-250目，介质浆料的主要作用为保护烧结而成的电阻，提高传感器的稳定性。

6.器件老化；温度选用150℃，时间为24h-72h；通过器件的老化使所述陶瓷压力传感器的性能趋于平稳，利于之后的加工、校准。

7.激光修阻；厚膜工艺涉及浆料的钢网印刷，印刷得到的四个桥臂电阻的厚度可能存在较大差距，从而导致各个桥臂电阻的阻值发生大幅度的偏差，造成较高的零位电压，必须通过额外串并联的修阻单元才能使其零位输出电压归零；具体的操作是：利用激光切割之前印刷的两个用于激光修阻的电阻，使得惠斯通电桥平衡，可将传感器的零位调节至0±0.1mV内。

根据本实施例的技术方案，所述步骤二中，将所述第一平板和所述第二平板以及所述第二平板和所述第三平板之间进行玻璃浆料烧结，完成三层结构的机械连接的具体工艺如下：

1.连接图案设计：本发明的陶瓷压力传感器采用绝压结构，即通过玻璃浆料烧结使所述第一平板和所述第二平板之间产生一个密封的参考压力腔，使得制成的传感器具有一定的防过压能力，同时还可以避免第二平板在极端情况下破损，而造成的压力源泄露情况。

2.钢网设计与制作，钢网目数根据印刷厚度需求，分布在40-200目。

钢网印刷，依据所述第一平板的陶瓷基板的大小确定印刷图案，以2×2的印刷图案为例，如附图4所示，有多种样式可供选择；该印刷图案定义了隔膜的形状，可以这样理解，所述第一平板和所述第二平板之间没有被印刷玻璃浆料的地方是空腔，所述第二平板可自由变形，有被印刷浆料的地方是支撑，所述第二平板不能变形；隔膜形状是指所述第二平板能够变形的区域形状。

3.钢网印刷、烧结玻璃浆料；在玻璃浆料中加入直径优选为30±5μm的刚性陶瓷珠或玻璃珠，用于形成硬限位，提高可靠性。陶瓷珠的加入量优选为印刷使用的玻璃浆料的质量的0.1％-1％。

玻璃浆料的烧结温度优选为400-600℃；烧结温度过高，电阻、零位漂移则过高，烧结温度过低，烧结强度则较差；玻璃浆料的烧成厚度优选为40-100μm；玻璃浆料的烧结设备优选为隧道炉。进一步，玻璃浆料印刷分为两次，一次印刷时，丝网目数为40-100目，印刷区域为第一平板的陶瓷基体；二次印刷时，丝网目数为80-200目，印刷区域为第三平板的陶瓷基体。

根据本发明的技术方案，所述步骤三中，所述PCB板的背面设置连接调理电路，并与所述第二平板之间形成电气连接，得到高精度陶瓷压力传感器的具体工艺如下：

采用回流焊锡，实现PCB板上的调理电路与所述第二平板上的厚膜电路的电气连接；具体为：所述第一平板上设置有四个通孔，所述第一平板和所述第二平板连接之后，所述第一平板上的四个通孔与所述第二平板上厚膜电路的四个金属垫对应；

进一步，在所述第一平板通孔内注入锡膏(焊锡2)填充，进行回流锡焊，形成电气连接。PCB板则是直接采用例如胶合的方式贴装在所述第一平板远离所述第二平板的一面上，且调理电路设置于所述PCB板的背面，由于PCB板在与所述第一平板的4个通孔的对应位置也有4个通孔，从而PCB板贴装在所述第一平板上后，可以直接通过所述第一平板通孔内的锡与所述第二平板厚膜电路实现互联。

本发明实施例中的部分步骤，可以利用软件实现，相应的软件程序可以存储在可读取的存储介质中，如光盘或硬盘等。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种基于三层结构的陶瓷压力传感器，其特征在于，所述陶瓷压力传感器的三层结构包括：第一平板、第二平板、第三平板；

所述第二平板设置在所述第一平板上方，所述第一平板和所述第二平板之间通过玻璃浆料烧结进行连接，并且所述第一平板和所述第二平板之间形成压力腔；

所述第二平板上设置有厚膜电路，所述厚膜电路位于所述第一平板和所述第二平板之间形成的压力腔内；

所述第三平板设置在所述第二平板的上部，并且所述第三平板和所述第二平板之间通过玻璃浆料烧结进行连接；

所述陶瓷压力传感器还包括PCB板，所述第一平板作为基板，设置在所述PCB板的正面；所述PCB板的背面设置有调理电路，所述调理电路与所述厚膜电路之间电连接。

2.根据权利要求1所述的陶瓷压力传感器，其特征在于，连接所述第一平板和所述第二平板的玻璃浆料中包含刚性陶瓷珠或玻璃珠，用于进行限位，使所述第一平板和所述第二平板之间形成压力腔。

3.根据权利要求1所述的陶瓷压力传感器，其特征在于，所述第三平板设置为中央具有通孔的结构，所述通孔用于使所述第二平板与被测量介质接触，从而接收压力信号。

4.根据权利要求1所述的陶瓷压力传感器，其特征在于，所述第一平板上设置有多个通孔，并且所述PCB板上设置有与所述第一平板的多个通孔相对应的多个通孔，所述PCB板的多个通孔与所述第一平板上对应的多个通孔相连通；

所述第二平板上的厚膜电路与所述PCB板上的调理电路通过所述PCB板的多个通孔及所述第一平板上对应的多个通孔采用回流锡焊形成电气连接。

5.根据权利要求4所述的陶瓷压力传感器，其特征在于，所述调理电路包括调理芯片、电容、电阻，所述调理电路用于对所述陶瓷压力传感器的输出信号进行调整和补偿。

6.根据权利要求1所述的陶瓷压力传感器，其特征在于，设置于所述第二平板上的厚膜电路通过厚膜印刷工艺制备。

7.根据权利要求1所述的陶瓷压力传感器，其特征在于，所述第一平板的厚度大于所述第二平板的厚度，并且所述第二平板的厚度根据所述陶瓷压力传感器的量程进行选择。

8.根据权利要求1所述的陶瓷压力传感器，其特征在于，所述第三平板的厚度大于所述第二平板的厚度并小于所述第一平板的厚度。

9.权利要求1所述的陶瓷压力传感器，其特征在于，所述第三平板用于对述第一平板和所述第二平板之间的封接处进行加固。

10.一种基于三层结构的陶瓷压力传感器的制备方法，其特征在于，所述方法包括：

步骤一：在第二平板的陶瓷片上采用厚膜印刷工艺进行厚膜电路制作；

步骤二：采用玻璃浆料烧结连接第一平板和第二平板、以及第二平板和第三平板，得到三层结构；

步骤三：将背面设置有调理电路的PCB板贴装至所述第一平板，并将所述调理电路与所述第二平板上的厚膜电路进行电气连接。

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