CN114441069A - 一种适用于爆炸场下的压阻式压力传感器及其制备方法 - Google Patents
一种适用于爆炸场下的压阻式压力传感器及其制备方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN114441069A CN114441069A CN202111578905.3A CN202111578905A CN114441069A CN 114441069 A CN114441069 A CN 114441069A CN 202111578905 A CN202111578905 A CN 202111578905A CN 114441069 A CN114441069 A CN 114441069A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- ltcc ceramic
- cavity
- diaphragm
- ltcc
- wheatstone bridge
- 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.)
- Pending
Links
- 238000004880 explosion Methods 0.000 title claims abstract description 10
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 title abstract description 5
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 claims description 128
- 238000004080 punching Methods 0.000 claims description 18
- 239000004020 conductor Substances 0.000 claims description 15
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims description 15
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 14
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 14
- BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N Silver Chemical compound [Ag] BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 6
- 238000007639 printing Methods 0.000 claims description 6
- 230000003068 static effect Effects 0.000 claims description 5
- 239000011148 porous material Substances 0.000 claims description 4
- 238000005245 sintering Methods 0.000 claims description 4
- 238000010030 laminating Methods 0.000 claims description 3
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims description 2
- 239000002360 explosive Substances 0.000 claims 4
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 abstract description 3
- 230000003071 parasitic effect Effects 0.000 abstract description 3
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 12
- 239000012528 membrane Substances 0.000 description 9
- 230000004044 response Effects 0.000 description 5
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 4
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 description 3
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 238000007650 screen-printing Methods 0.000 description 3
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 3
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 2
- 239000002356 single layer Substances 0.000 description 2
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 2
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 238000009530 blood pressure measurement Methods 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 1
- 239000012634 fragment Substances 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 238000003825 pressing Methods 0.000 description 1
- 230000008569 process Effects 0.000 description 1
- 238000004088 simulation Methods 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
- G01L1/18—Measuring force or stress, in general using properties of piezo-resistive materials, i.e. materials of which the ohmic resistance varies according to changes in magnitude or direction of force applied to the material
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01L—MEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
- G01L5/00—Apparatus for, or methods of, measuring force, work, mechanical power, or torque, specially adapted for specific purposes
- G01L5/14—Apparatus for, or methods of, measuring force, work, mechanical power, or torque, specially adapted for specific purposes for measuring the force of explosions; for measuring the energy of projectiles
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Measuring Fluid Pressure (AREA)
Abstract
本发明公开了一种适用于爆炸场下的压阻式压力传感器及其制备方法，所公开的传感器自下而上包括三个膜片结构，第三膜片上具有通气孔和焊盘；第一和二膜片上印刷有厚膜电阻与导线，形成全桥惠斯通电桥；第三膜片可以滤除环境中传感器谐振频率附近的压力信号，避免敏感膜片发生共振，实现了对敏感膜片的保护；第二膜片用于敏感待测压力，压力作用于膜片时，膜片发生变形，厚膜电阻受应力作用，最终使得惠斯通电桥的输出信号发生变化；第一膜片用于补偿由振动寄生信号导致的输出信号，该膜片仅受振动作用，敏感膜片的输出信号减去该膜片的输出信号即可消除环境振动对传感器的影响。
Description
技术领域
本发明涉及压力传感器技术领域，具体为一种适用于爆炸场下的压阻式压力传感器。
背景技术
压阻式压力传感器压是一种基于压阻效应的压力传感器，压阻式传感器具有灵敏度高、体积小、频率响应高的优点。由于压阻式压力传感器采用惠斯通全桥的检测模式，因此它具有从零频开始的优良低频响应特性，由于输出为电压信号，所以后续信号处理电路简单方便，并且抗干扰能力强、信噪比高。
但是，目前的压阻式压力传感器很少用于振动恶劣环境下。当待测压力信号与敏感膜片的谐振频率接近时，敏感膜片会发生共振，由于压阻式压力传感器的无阻尼特性，敏感膜片会产生极大的位移，导致膜片破裂。在一些极为恶劣的测试环境下，如爆炸场压力的测量，爆炸产生的振动也会作用于敏感膜片，产生的寄生输出信号将会与压力产生的信号叠加在一起，并且爆炸产生的破片、颗粒等物体也极易导致敏感膜片的破裂。
发明内容
针对现有技术的缺陷与不足，本发明提供了一种适用于爆炸场下的压阻式压力传感器。
为此，本发明提供的压阻式压力传感器包括由多层LTCC瓷片制成的传感器本体，其特征在于，该传感器本体内设有第一空腔、第一膜片、第二空腔、第二膜片和第三空腔，且沿传感器本体底部至顶部依次为基底、第一空腔、第一膜片、第二空腔、第二膜片、第三空腔和第三膜片，所述第一空腔和第二空腔的内部空间与外界隔绝，且所述第一空腔和第二空腔内部形状及尺寸大小相同，所述第三膜片上设有多个与第三空腔相通的气孔，所述第三膜片上表面设有焊盘，所述第一空腔内顶面设有第一惠斯通电桥，所述第二空腔内顶面设有第二惠斯通电桥，所述第一惠斯通电桥中电阻的阻值与第二惠斯通电桥中单个电阻的阻值相同；
所述传感器本体内还设有连接第一惠斯通电桥和焊盘及连接第二惠斯通电桥和焊盘的通孔，该通孔内置有导电材料用于实现第一惠斯通电桥和焊盘的电连接及第二惠斯通电桥和焊盘的电连接。
优选的，所述第一惠斯通电桥由四个阻值相同的厚膜电阻和金属导线连接而成，且四个厚膜电阻位于第一空腔内顶面的边缘部位；所述第二惠斯通电桥由四个阻值相同的厚膜电阻和金属导线连接而成，且四个厚膜电阻位于第二空腔内顶面的边缘部位。
可选的，所述导电材料为导电银浆。
可选的，所述第一空腔和第二空腔均为长方体形或立方体形，且所述第一空腔内的长、宽、高分别与第二空腔内的长、宽、高相同。
有些方案中，所述第三空腔内的容积及所开设气孔的个数根据所要滤除的谐振频率确定，所述滤除的谐振频率低于500kHz并且高于100kHz以上。
进一步，所述第一膜片、第二膜片和第三膜片各自的边长与厚度之比满足5-80：1。
一些方案中，所述多层LTCC瓷片制成的传感器本体由底部至顶部依次由LTCC基底、第一LTCC瓷片、第二LTCC瓷片、第三LTCC瓷片、第四LTCC瓷片、第五LTCC瓷片和第六LTCC瓷片制成；
所述第一空腔开设在第一LTCC瓷片上，所述第二空腔开设在第三LTCC瓷片上，所述第三空腔开设在第五LTCC瓷片上，所述气孔开设在第六LTCC瓷片上；
所述第一惠斯通电桥印刷在第二LTCC瓷片下表面，连接第一惠斯通电桥和焊盘的孔道贯通第二LTCC瓷片、第三LTCC瓷片、第四LTCC瓷片、第五LTCC瓷片和第六LTCC瓷片；所述第二惠斯通电桥印刷在第四LTCC瓷片下表面，连接第二惠斯通电桥和焊盘的孔道贯通第四LTCC瓷片、第五LTCC瓷片和第六LTCC瓷片。
优选的，所述第一LTCC瓷片、第二LTCC瓷片、第三LTCC瓷片、第四LTCC瓷片、第五LTCC瓷片和第六LTCC瓷片的厚度相同，所述LTCC基底的厚度大于第一LTCC瓷片的厚度。
本发明同时提供了上述压阻式压力传感器的制备方法。所提供的方法包括：
(1)对第一LTCC瓷片进行打孔，形成第一空腔的空间；
(2)对第二LTCC瓷片进行打孔，形成过孔并在该过孔中填充导电材料，然后在第二LTCC瓷片表面印刷厚膜电阻与金属导线形成第一惠斯通电桥；
(3)对第三LTCC瓷片进行打孔，分别形成第二空腔的空间及过孔，并在过孔填充导电材料；
(4)对第四LTCC瓷片进行打孔，形成过孔并在过孔中填充导电材料，然后在第四LTCC瓷片表面印刷厚膜电阻与金属导线形成第二惠斯通电桥；
(5)对第五LTCC瓷片进行打孔，分别形成第三空腔的空间和过孔，并在过孔中填充导电材料；
(6)对第六LTCC瓷片进行打孔，形成气孔，并在第六LTCC瓷片上表面印刷焊盘；
(7)按顺序将LTCC基底层、第一至第六LTCC瓷片进行对准叠片，并各空腔中放置碳膜；
(8)将叠好片的器件在70-90℃、5-20MPa压力下静压；
(9)将静压后的器件在800℃-950℃下进行烧结，形成所述压阻式压力传感器。
本发明的的压阻式压力传感器通过具有通气孔的膜片可以避免敏感膜片发生共振，通过另一不受压力作用的膜片可以抑制振动对敏感膜片的影响，改善了传感器在恶劣条件的适用性。
本发明提出的压阻式压力传感器基于LTCC工艺制备，传感器自上而下包括三个膜片结构，第一膜片上具有通气孔，可以滤除环境中传感器谐振频率附近的压力信号，避免敏感膜片共振，实现了对敏感膜片的保护并且可以阻挡固体颗粒等对敏感膜片的破坏；第二膜片上印刷有用于敏感待测压力的厚膜电阻，并且位于LTCC瓷片背面，避免了压敏电阻与恶劣环境的直接接触；第三膜片不与待测环境接触，仅受振动作用，敏感膜片的输出信号减去该膜片的输出信号即可消除环境振动对传感器的影响。
本发明提出的压力传感器实现了对敏感膜片的保护并可以抑制环境振动的影响，可用于恶劣环境下的压力测量。
附图说明
图1为本发明的压阻式压力传感器的结构参考示意图。
图2为第六层LTCC瓷片结构的俯视图。
图3为第四层LTCC瓷片结构的俯视图。
图4为第二层LTCC瓷片结构的俯视图。
图5为本发明的压阻式压力传感器制备流程图,(a)-(r)图依次为各操作步骤对应的结构示图。
图6为实施例传感器仿真结果图。
具体实施方式
除非另有说明，本文中的术语或方法根据相关领域普通技术人员的认识理解或采用已有方法实现。
如图1所示，本发明的压阻式压力传感器包括由多层LTCC瓷片制成的传感器本体，该传感器本体内设有第一空腔2-1、第一膜片、第二空腔4-1、第二膜片和第三空腔6-1，且沿传感器本体底部至顶部依次为基底1、第一空腔2-1、第一膜片、第二空腔4-1、第二膜片、第三空腔6-1和第三膜片，所述第一空腔和第二空腔的内部空间与外界隔绝，且所述第一空腔和第二空腔内部形状及尺寸大小相同，所述第三膜片上设有多个与第三空腔相通的气孔7-1，所述第三膜片上表面设有焊盘12，所述第一空腔2-1内顶面设有第一惠斯通电桥，所述第二空腔4-1内顶面设有第二惠斯通电桥，所述第一惠斯通电桥中电阻的阻值与第二惠斯通电桥中单个电阻的阻值相同；
所述传感器本体内还设有连接第一惠斯通电桥和焊盘及连接第二惠斯通电桥和焊盘的通孔11，该通孔内置有导电材料用于实现第一惠斯通电桥和焊盘的电连接及第二惠斯通电桥和焊盘的电连接。
参照图3，本发明传感器的检测原理是，在振动环境中，第三膜片可以滤除环境中传感器谐振频率附近的压力信号，避免敏感膜片发生共振，实现了对敏感膜片的保护；第二膜片用于敏感待测压力，压力作用于该膜片时，膜片发生变形，厚膜电阻受应力作用，最终使得惠斯通电桥的输出信号发生变化；第一膜片用于补偿由振动寄生信号导致的输出信号，该膜片仅受振动作用，敏感膜片的输出信号减去该膜片的输出信号即可消除环境振动对传感器的影响；从而，第二膜片5-2的第二惠斯通电桥的输出Vout1减去第一膜片3-2上的第一惠斯通电桥的输出Vout2即可消除振动的影响，不受振动影响的输出信号Vout可由公式(1)表示：
第二惠斯通电桥输出信号可由公式(2)表示，其中，Vout1为输出信号，Vin为输入电压，R为单个厚膜电阻的初始阻值，ΔR9-p为由压力引起的第二惠斯通电桥中单个厚膜电阻9的阻值变化，ΔR9-v为由振动引起的第二惠斯通电桥中单个厚膜电阻9的阻值变化：
第一惠斯通电桥输出信号可由公式(3)表示，其中，Vout2为输出信号，Vin为输入电压，R为单个厚膜电阻的初始阻值，ΔR8-v为由振动引起的第一惠斯通电桥中单个厚膜电阻8的阻值变化，理论上与ΔR9-v相等；
为确保检测结果准确，所述第一惠斯通电桥由四个阻值相同的厚膜电阻8和金属导线10连接而成，且四个厚膜电阻位于第一空腔内顶面的边缘部位；所述第二惠斯通电桥由四个阻值相同的厚膜电阻9和金属导线连接而成，且四个厚膜电阻位于第二空腔内顶面的边缘部位。
具体方案中，所述导电材料为导电银浆等本领域技术人员已知的导电材料。
一些方案中，考虑到加工条件，所述第一空腔2-1和第二空腔4-1均为四方体形，且第一空腔2-1内的长、宽、高分别与第二空腔4-1内的长、宽、高相同。
考虑到加工条件，一些方案中，所述多层LTCC瓷片制成的传感器本体由底部至顶部依次由LTCC基底1、第一LTCC瓷片2、第二LTCC瓷片3、第三LTCC瓷片4、第四LTCC瓷片5、第五LTCC瓷片6和第六LTCC瓷片7制成；其中第一空腔开设在第一LTCC瓷片上，所述第二空腔开设在第三LTCC瓷片上，所述第三空腔开设在第五LTCC瓷片上，所述气孔开设在第六LTCC瓷片上；所述第一惠斯通电桥印刷在第二LTCC瓷片3下表面，连接第一惠斯通电桥和焊盘的孔道贯通第二LTCC瓷片3、第三LTCC瓷片4、第四LTCC瓷片5、第五LTCC瓷片6和第六LTCC瓷片7；所述第二惠斯通电桥印刷在第四LTCC瓷片5下表面，连接第二惠斯通电桥和焊盘的孔道贯通第四LTCC瓷片5、第五LTCC瓷片6和第六LTCC瓷片7。
还有一些优选方案中，所述第一LTCC瓷片2、第二LTCC瓷片3、第三LTCC瓷片4、第四LTCC瓷片5、第五LTCC瓷片6和第六LTCC瓷片7的厚度相同，LTCC基底的厚度大于第一LTCC瓷片的厚度。
考虑到材料特点，所述第一膜片、第二膜片和第三膜片各自膜片厚度，要满足薄板膜片的小挠度变形理论，各自的边长与厚度之比一般要满足5-80：1。所述第三空腔内的容积及所开设气孔的个数根据所要滤除的谐振频率确定，所述滤除的谐振频率低于500khz并且高于100khz以上，具体可根据CN2021107989999中公开的方法确定。
具体方案中，本领域技术人员可根据实际加工条件，在尽可能满足待测对象检测结果准确的条件下确定传感器内各器件、部位及结构的具体尺寸。
实施例：
该实施例传感器的本体由LTCC基底1第一LTCC瓷片2、第二LTCC瓷片3、第三LTCC瓷片4、第四LTCC瓷片5、第五LTCC瓷片6和第六LTCC瓷片7构成，其中LTCC基底1的层数为四层，第一LTCC瓷片2、第二LTCC瓷片3、第三LTCC瓷片4、第四LTCC瓷片5、第五LTCC瓷片6和第六LTCC瓷片7均为单层LTCC瓷片，单层LTCC瓷片的厚度约为127μm；第一空腔、第二空腔及第三空腔内均为长方体形，其中，第二空腔顶面即第二膜片5-2为边长1000μm的正方形，四个厚膜电阻9位于第二膜片5-2的边缘并与金属导线连接形成惠斯通电桥；第一空腔顶面即第一膜片3-2为边长1000μm的正方形，第一惠斯通电桥中四个厚膜电阻8位于第一膜片3-2的边缘并与金属导线形成惠斯通电桥；第三膜片7-3为边长1000μm的正方形，并且分布有12个直径为100μm的圆形孔，可以滤除166.124kHz以上的信号。
该实施例压阻式压力传感器的制备方法，其步骤包括：
(a)对第一LTCC瓷片2进行打孔，形成空腔2-1；
(b)对第二LTCC瓷片3进行打孔，形成过孔3-1；
(c)对过孔3-1填充导电银浆形成通孔11-1，在第二层LTCC瓷片3的下表面丝网印刷厚膜电阻8及金属导线10形成第一惠斯通电桥；
(d)对第三LTCC瓷片4进行打孔，形成空腔4-1和过孔4-2；
(e)对过孔4-2填充导电银浆形成通孔11-2；
(f)对第四层LTCC瓷片5进行打孔，形成过孔5-1；
(g)对过孔5-1填充导电银浆形成通孔11-3，在第四层LTCC瓷片5的下表面丝网印刷厚膜电阻9及金属导线10形成第二惠斯通电桥；
(h)对第五LTCC瓷片6进行打孔，形成空腔6-1和过孔6-2；
(i)对过孔6-2填充导电银浆形成通孔11-4；
(j)对第六LTCC瓷片7进行打孔，形成气孔7-1和过孔7-2；
(k)对过孔7-2填充导电银浆形成通孔11-5，在第六LTCC瓷片7的上表面丝网印刷焊盘12；
(l)将四层LTCC瓷片叠片形成基底层1，在LTCC基底1上放置第一LTCC瓷片2，并在空腔2-1处放置碳膜13；
(m)在第一LTCC瓷片2上放置第二LTCC瓷片3；
(n)在第二LTCC瓷片3上放置第三LTCC瓷片4，并在空腔4-1处放置碳膜13；
(o)在第三LTCC瓷片4上放置第四LTCC瓷片5；
(p)在四LTCC瓷片5上放置第五LTCC瓷片6，并在空腔6-1处放置碳膜13；
(q)在第五LTCC瓷片6上放置第六LTCC瓷片7，将叠好片的器件在70-90℃、5-20MPa压力下静压3-10分钟并进行切片形成单独的器件；
(r)将器件在800℃-950℃下进行烧结，碳膜挥发后形成空腔并且LTCC瓷片之间烧结为一体形成压阻式压力传感器。
利用COMSOL有限元软件中的固体力学模块对上述实施例的传感器中的第二膜片5-2和第三膜片3-2的压力响应进行了仿真。
结果参照图6所示，图(a)为第二膜片5-2的应力差与施加压力的关系。其中，仅受压力作用时第二膜片5-2的相对灵敏度为5×106ppm，当5万g加速度作用于传感器时相对灵敏度为2.85×106ppm，相比仅受压力作用时降低了43％；图(b)为本发明的压力传感器消除加速度影响后的压力响应与理想情况下仅受压力作用时压力响应的偏差，在1MPa压力范围最大偏差仅为0.09％。可以看出，本发明提出的压力传感器有效抑制了振动加速度对传感器输出的影响。
Claims (9)
1.一种适用于爆炸场下的压阻式压力传感器，包括由多层LTCC瓷片制成的传感器本体，其特征在于，该传感器本体内设有第一空腔(2-1)、第一膜片、第二空腔(4-1)、第二膜片和第三空腔(6-1)，且沿传感器本体底部至顶部依次为基底(1)、第一空腔(2-1)、第一膜片、第二空腔(4-1)、第二膜片、第三空腔和第三膜片，所述第一空腔和第二空腔的内部空间与外界隔绝，且所述第一空腔和第二空腔内部形状及尺寸大小相同，所述第三膜片上设有多个与第三空腔相通的气孔，所述第三膜片上表面设有焊盘，所述第一空腔内顶面设有第一惠斯通电桥，所述第二空腔内顶面设有第二惠斯通电桥，所述第一惠斯通电桥中电阻的阻值与第二惠斯通电桥中单个电阻的阻值相同；
所述传感器本体内还设有连接第一惠斯通电桥和焊盘及连接第二惠斯通电桥和焊盘的通孔，该通孔内置有导电材料用于实现第一惠斯通电桥和焊盘的电连接及第二惠斯通电桥和焊盘的电连接。
2.如权利要求1所述的适用于爆炸场下的压阻式压力传感器，其特征在于，所述第一惠斯通电桥由四个阻值相同的厚膜电阻和金属导线连接而成，且四个厚膜电阻位于第一空腔内顶面的边缘部位；所述第二惠斯通电桥由四个阻值相同的厚膜电阻和金属导线连接而成，且四个厚膜电阻位于第二空腔内顶面的边缘部位。
3.如权利要求1所述的适用于爆炸场下的压阻式压力传感器，其特征在于，所述导电材料为导电银浆。
4.如权利要求1所述的适用于振动环境下的压阻式压力传感器，其特征在于，所述第一空腔(2-1)和第二空腔(4-1)均为长方体形或立方体形，且所述第一空腔(2-1)内的长、宽、高分别与第二空腔(4-1)内的长、宽、高相同。
5.如权利要求1所述的适用于爆炸场的压阻式压力传感器，其特征在于，所述第三空腔内的容积及所开设气孔的个数根据所要滤除的谐振频率确定，所述滤除的谐振频率低于500kHz并且高于100kHz以上。
6.如权利要求1所述的适用于爆炸场下的压阻式压力传感器，其特征在于，所述第一膜片、第二膜片和第三膜片各自的边长与厚度之比满足5-80：1。
7.如权利要求1所述的适用于爆炸场下的压阻式压力传感器，其特征在于，所述多层LTCC瓷片制成的传感器本体由底部至顶部依次由LTCC基底(1)、第一LTCC瓷片(2)、第二LTCC瓷片(3)、第三LTCC瓷片(4)、第四LTCC瓷片(5)、第五LTCC瓷片(6)和第六LTCC瓷片(7)制成；
所述第一空腔开设在第一LTCC瓷片上，所述第二空腔开设在第三LTCC瓷片上，所述第三空腔开设在第五LTCC瓷片上，所述气孔开设在第六LTCC瓷片上；
所述第一惠斯通电桥印刷在第二LTCC瓷片(3)下表面，连接第一惠斯通电桥和焊盘的孔道贯通第二LTCC瓷片(3)、第三LTCC瓷片(4)、第四LTCC瓷片(5)、第五LTCC瓷片(6)和第六LTCC瓷片(7)；所述第二惠斯通电桥印刷在第四LTCC瓷片(5)下表面，连接第二惠斯通电桥和焊盘的孔道贯通第四LTCC瓷片(5)、第五LTCC瓷片(6)和第六LTCC瓷片(7)。
8.如权利要求1所述的适用于振动环境下的压阻式压力传感器，其特征在于，所述第一LTCC瓷片(2)、第二LTCC瓷片(3)、第三LTCC瓷片(4)、第四LTCC瓷片(5)、第五LTCC瓷片(6)和第六LTCC瓷片(7)的厚度相同，所述LTCC基底的厚度大于第一LTCC瓷片的厚度。
9.权利要求1所述压阻式压力传感器的制备方法，其特征在于，所述方法包括：
(1)对第一LTCC瓷片进行打孔，形成第一空腔的空间；
(2)对第二LTCC瓷片进行打孔，形成过孔并在该过孔中填充导电材料，然后在第二LTCC瓷片表面印刷厚膜电阻与金属导线形成第一惠斯通电桥；
(3)对第三LTCC瓷片进行打孔，分别形成第二空腔的空间及过孔，并在过孔填充导电材料；
(4)对第四LTCC瓷片进行打孔，形成过孔并在过孔中填充导电材料，然后在第四LTCC瓷片表面印刷厚膜电阻与金属导线形成第二惠斯通电桥；
(5)对第五LTCC瓷片进行打孔，分别形成第三空腔的空间和过孔，并在过孔中填充导电材料；
(6)对第六LTCC瓷片进行打孔，形成气孔，并在第六LTCC瓷片上表面印刷焊盘；
(7)按顺序将LTCC基底层、第一至第六LTCC瓷片进行对准叠片，并各空腔中放置碳膜；
(8)将叠好片的器件在70-90℃、5-20MPa压力下静压；
(9)将静压后的器件在800℃-950℃下进行烧结，形成所述压阻式压力传感器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202111578905.3A CN114441069A (zh) | 2021-12-22 | 2021-12-22 | 一种适用于爆炸场下的压阻式压力传感器及其制备方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202111578905.3A CN114441069A (zh) | 2021-12-22 | 2021-12-22 | 一种适用于爆炸场下的压阻式压力传感器及其制备方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN114441069A true CN114441069A (zh) | 2022-05-06 |
Family
ID=81364790
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202111578905.3A Pending CN114441069A (zh) | 2021-12-22 | 2021-12-22 | 一种适用于爆炸场下的压阻式压力传感器及其制备方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN114441069A (zh) |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE4000326A1 (de) * | 1990-01-08 | 1991-07-11 | Degussa | Drucksensor |
| WO2017022577A1 (ja) * | 2015-08-06 | 2017-02-09 | 株式会社村田製作所 | 歪抵抗素子、圧力センサ、歪ゲージ、加速度センサおよび角速度センサ |
| IT201600081649A1 (it) * | 2016-08-03 | 2018-02-03 | Kolektor Microtel S P A | Sensore di pressione piezoresistivo munito di resistore di calibrazione dell’offset |
| CN211013319U (zh) * | 2019-12-24 | 2020-07-14 | 无锡芯感智半导体有限公司 | 一种mems压力传感器 |
| CN214096435U (zh) * | 2020-11-11 | 2021-08-31 | 东莞聚德寿科技有限公司 | 一种方形陶瓷电阻式压力传感器 |
| KR102297944B1 (ko) * | 2020-06-08 | 2021-09-02 | 김경원 | Mems 압저항 압력센서 및 그 제조방법 |
-
2021
- 2021-12-22 CN CN202111578905.3A patent/CN114441069A/zh active Pending
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE4000326A1 (de) * | 1990-01-08 | 1991-07-11 | Degussa | Drucksensor |
| WO2017022577A1 (ja) * | 2015-08-06 | 2017-02-09 | 株式会社村田製作所 | 歪抵抗素子、圧力センサ、歪ゲージ、加速度センサおよび角速度センサ |
| IT201600081649A1 (it) * | 2016-08-03 | 2018-02-03 | Kolektor Microtel S P A | Sensore di pressione piezoresistivo munito di resistore di calibrazione dell’offset |
| CN211013319U (zh) * | 2019-12-24 | 2020-07-14 | 无锡芯感智半导体有限公司 | 一种mems压力传感器 |
| KR102297944B1 (ko) * | 2020-06-08 | 2021-09-02 | 김경원 | Mems 압저항 압력센서 및 그 제조방법 |
| CN214096435U (zh) * | 2020-11-11 | 2021-08-31 | 东莞聚德寿科技有限公司 | 一种方形陶瓷电阻式压力传感器 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US7392716B2 (en) | Piezoresistive strain concentrator | |
| EP2568270B1 (en) | Packaged sensor with multiple sensors elements | |
| CN106535071B (zh) | Mems麦克风与环境传感器的集成装置及其制造方法 | |
| US20240133755A1 (en) | Temperature coefficient of offset compensation for force sensor and strain gauge | |
| CN101344447A (zh) | 微机电压力传感器 | |
| JP4739164B2 (ja) | 車両用エンジンの吸入空気圧力測定用の半導体感歪センサ | |
| WO2007056022A1 (en) | Low cost high-pressure sensor | |
| CN109489843B (zh) | 高灵敏度传感器及其制备方法 | |
| US10495535B2 (en) | Differential capacitive MEMS pressure sensor and manufacturing method thereof | |
| US20140130611A1 (en) | Pressure transducer structures suitable for curved surfaces | |
| CN108037183B (zh) | 一种基于电容式电桥结构的超声阵列气体传感器 | |
| JP2024059734A (ja) | 差圧センサデバイス | |
| CN114441069A (zh) | 一种适用于爆炸场下的压阻式压力传感器及其制备方法 | |
| JP2009265012A (ja) | 半導体センサ | |
| JP2009288170A (ja) | 半導体圧力センサ | |
| CN115900924A (zh) | 一种水听器离散梁膜融合声敏感芯片的过载或干扰信号释放及离散电容的增敏设计方法 | |
| CN100477164C (zh) | 形成压阻器件的方法与形成电路布局的方法 | |
| WO2012063477A1 (ja) | 圧力センサ | |
| KR102679631B1 (ko) | 차압 센서 디바이스 | |
| CN212621209U (zh) | 一种经济型绝压陶瓷传感器 | |
| EP1552260B1 (en) | Pressure sensor and production thereof | |
| KR101202612B1 (ko) | 압력센서 패키징 구조 | |
| Belavic et al. | Low energy consumption thick-film pressure sensors | |
| Sippola | A ceramic capacitive pressure microsensor with screen-printed diaphragm | |
| JPH0634472A (ja) | 抵抗式圧力センサ素子 |
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 |