RU2411473C1 - Method of making multilayer contact sensor in form of laminated film - Google Patents
Method of making multilayer contact sensor in form of laminated film Download PDFInfo
- Publication number
- RU2411473C1 RU2411473C1 RU2009123818/28A RU2009123818A RU2411473C1 RU 2411473 C1 RU2411473 C1 RU 2411473C1 RU 2009123818/28 A RU2009123818/28 A RU 2009123818/28A RU 2009123818 A RU2009123818 A RU 2009123818A RU 2411473 C1 RU2411473 C1 RU 2411473C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- sensor
- elements
- dielectric material
- layers
- film
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Laminated Bodies (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к технологии изготовления пленочных датчиков порогового давления и направлено на улучшение показателей надежности средств контрольно-измерительной техники, работающей в условиях высокоскоростных механических нагружений, и может быть использовано для изготовления контактных тонкопленочных датчиков, закрепляемых непосредственно на поверхности измеряемых объектов.The invention relates to a technology for the manufacture of film threshold pressure sensors and is aimed at improving the reliability indicators of measuring and control equipment operating under conditions of high-speed mechanical loads, and can be used to manufacture contact thin-film sensors fixed directly to the surface of the measured objects.
Известен способ изготовления контактных датчиков в виде слоистой пленки (АС СССР №1605725, МПК G01L 7/08, опубл. 15.01.94 г., бюлл. №1), включающий формирование на гибкой диэлектрической пленке, например полиимидной, тонкопленочных токопроводящих элементов заданного контура, термическую обработку пленки, сборку составных элементов датчика с получением пакета, по меньшей мере из двух пленок с токопроводящими элементами на них, который подвергают сжатию под давлением. При этом до сборки пакета на поверхность токопроводящих элементов наносят слой адгезива - клея. В случае объектов сложной конфигурации предусмотрено изготовление элементов заготовки датчика с помощью выкройки, повторяющей геометрические особенности профиля объекта.A known method of manufacturing contact sensors in the form of a layered film (USSR AS No. 1605725, IPC G01L 7/08, publ. 01/15/94, bull. No. 1), including the formation on a flexible dielectric film, for example polyimide, thin-film conductive elements of a given circuit , heat treatment of the film, the assembly of the constituent elements of the sensor to obtain a packet of at least two films with conductive elements on them, which are subjected to compression under pressure. In this case, before assembling the package, a layer of adhesive - glue is applied to the surface of the conductive elements. In the case of objects of complex configuration, it is envisaged to manufacture elements of the sensor blank using a pattern that repeats the geometric features of the profile of the object.
К недостаткам известного способа относится необходимость использования для сборки датчика адгезива, что может привести к несанкционированному расслоению тонкопленочного слоистого датчика и, как следствие, к снижению его надежности при определении критического момента разрушения стенки объекта или его значительной деформации. Кроме того, в известном способе не предусмотрено изготовление элементов датчика, позволяющих устанавливать датчик на всем протяжении поверхности измеряемого объекта и в труднодоступных участках, имеющих жесткие ограничения по геометрическим размерам для определения локализации разрушения при критической нагрузке.The disadvantages of this method include the need to use adhesive for assembly of the sensor, which can lead to unauthorized separation of the thin-film layered sensor and, as a result, to a decrease in its reliability in determining the critical moment of destruction of the object wall or its significant deformation. In addition, the known method does not provide for the manufacture of sensor elements that allow the sensor to be installed along the entire surface of the measured object and in hard-to-reach areas that have severe restrictions on the geometric dimensions to determine the localization of failure at critical load.
Из известных способов изготовления наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является способ изготовления тонкопленочного датчика (Патент RU 2226677, МПК7 G01L 1/00, G01L 7/00, G01L 7/08, 10.04.2004 г.), включающий вырезание заготовок контуров токопроводящего элемента из цельных металлических листов, которые накладывают с двух сторон на диэлектрический оптически прозрачный двусторонне ламинированный слой с получением составляющих тонкопленочного элемента так, чтобы эти контуры совпали, а термообработку под давлением проводят для соединения одновременно всех полученных слоев пакета, при этом один из вспомогательных элементов выполнен из металлорезины, а второй - из пластичного металлического сплава.Of the known manufacturing methods, the closest to the proposed technical essence is a method of manufacturing a thin-film sensor (Patent RU 2226677, IPC 7
К недостаткам прототипа относятся вероятность появления проколов в изолирующих слоях датчика в результате наличия в упругом элементе (металлорезине) жестких элементов (металлической плетенки), невозможность создания датчиков с малыми размерами элементов токопроводящего топологического рисунка, сравнительно высокая стоимость используемой металлорезины, сложность создания датчиков с требуемыми характеристиками.The disadvantages of the prototype include the likelihood of punctures in the insulating layers of the sensor as a result of the presence of hard elements (metal braids) in the elastic element (metal braid), the inability to create sensors with small dimensions of the elements of the conductive topological pattern, the relatively high cost of the metal rubber used, the complexity of creating sensors with the required characteristics .
В отличие от прототипа, в котором создается слоистая пленка: металл-диэлектрик, в предлагаемом способе создается слоистая пленка: металл-диэлектрик-металл за счет одновременной термокомпрессионной сварки пленки из термореактивного полимера (полиимида) 1, ламинированной с двух сторон слоем термопластичного полимера (фторопласта) 2, с листами металла 3 (фиг.1), чем обеспечиваются одинаковые условия сварки гибкого диэлектрического материала с обоими листами металла, т.е. равномерное расплавление слоя термопластичного полимера (фторопласта) 2 и образование прочной, равномерно распределенной связи между сопрягаемыми слоями элементов датчика, при этом сохраняется связь между основой диэлектрического слоя (термореактивным полимером - полиимидом) 1 и слоем ламинирования (термопластичным полимером - фторопластом) 2. В результате этого повышается надежность соединения слоев. После сварки осуществляется нанесение фоточувствительного слоя (фоторезиста) на обе стороны полученной заготовки элемента датчика, экспонирование слоя через фотошаблоны, проявление и последующее травление токопроводящего слоя с формированием топологического рисунка. В результате использования при получении токопроводящего топологического рисунка контактов датчика единых баз для совмещения фотошаблонов на операции экспонирования достигается высокая точность совмещения различных слоев датчика. Для равномерного распределения давления и температуры снаружи данных пакетов при прессовании используется следующий пакет технологических материалов: полиимидная пленка 1 - полиэтиленовая пленка 4 - полиимидная пленка 1.In contrast to the prototype, in which a layered film: metal-dielectric is created, the proposed method creates a layered film: metal-dielectric-metal due to the simultaneous thermocompression welding of a film of a thermosetting polymer (polyimide) 1, laminated on both sides with a layer of thermoplastic polymer (fluoroplastic) ) 2, with sheets of metal 3 (Fig. 1), which provides the same conditions for welding a flexible dielectric material with both sheets of metal, i.e. uniform melting of the thermoplastic polymer (fluoroplastic)
Термокомпрессионную сварку заготовки элемента датчика, состоящей из двух металлических листов, проложенных диэлектрическим материалом, осуществляют под давлением 1,8-2,0 МПа и при температуре 300-320°С в течение 5-6 минут.Thermocompression welding of the billet of the sensor element, consisting of two metal sheets laid with a dielectric material, is carried out under a pressure of 1.8-2.0 MPa and at a temperature of 300-320 ° C for 5-6 minutes.
Полученные аналогичным образом фрагменты 5 датчика в соответствии с требованиями конструкции датчика в необходимом количестве собирают в пакет 6 (фиг.2), прокладывая между ними один и более слоев вышеуказанного двусторонне ламинированного диэлектрического материала - полиимида 1, ламинированного фторопластом 2. С внешней стороны пакет окружают слоями диэлектрического материала (полиимида) 1, односторонне ламинированного со стороны пакета вторым диэлектрическим материалом (фторопластом) 2, а затем слоями технологического материала для обжатия прессуемой сборки, состоящими из следующих пленок: фторопластовой 2, полиэтиленовой 4 и полиимидной 1. В данном случае фторопластовая пленка 2 используется вместо полиимидной во избежание сдвига ранее полученных топологических рисунков контактов датчика по фторопластовому покрытию из-за расплавления полиэтиленовой пленки 4 при вышеуказанном высокотемпературном воздействии. Толщина полиэтиленовой пленки должна быть не менее суммарной толщины пакета контактов датчика. В случае необходимости получения ровной поверхности датчика со стороны установки на объект измерения полиэтиленовая пленка с этой стороны не прокладывается. Пакет технологических материалов после снятия давления и охлаждения сборки свободно удаляется.Obtained in a similar way, the sensor fragments 5, in accordance with the requirements of the sensor design, are collected in the required amount in bag 6 (Fig. 2), laying between them one or more layers of the above two-sided laminated dielectric material -
Процесс термокомпрессионной сварки пакета элементов датчика осуществляют при давлении 1,8-2,0 МПа и при температуре 280-300°С в течение 5-6 минут с предварительным нагревом пресса до 150°С.The process of thermocompression welding of the package of sensor elements is carried out at a pressure of 1.8-2.0 MPa and at a temperature of 280-300 ° C for 5-6 minutes with preliminary heating of the press to 150 ° C.
Выбор температурного диапазона операции высокотемпературного прессования проведен на основе экспериментальных работ и соответствует условию существования в расплавленном состоянии слоя ламинирования (фторопласта) и условию сохранения его связи с основой диэлектрического слоя (полиимидом), что обеспечивает прочность соединения токопроводящего элемента с диэлектриком. Таким условиям соответствуют выбранные для высокотемпературного прессования полимерные материалы и диапазон температур и давлений. При температурах ниже заявляемого диапазона не реализуется полное и равномерное расплавление слоя ламинирования, что приводит к снижению надежности соединения. При температурах выше заявляемого диапазона начинается деструкция термореактивного слоя, что приводит к резкому ухудшению электрических параметров датчика и созданию вредных условий производства.The temperature range of the high-temperature pressing operation was selected on the basis of experimental work and meets the condition for the lamination layer (fluoroplastic) to exist in the molten state and the condition of maintaining its connection with the base of the dielectric layer (polyimide), which ensures the strength of the connection of the conductive element with the dielectric. These conditions correspond to the polymeric materials selected for high-temperature pressing and the temperature and pressure range. At temperatures below the claimed range, a complete and uniform melting of the lamination layer is not realized, which leads to a decrease in the reliability of the connection. At temperatures above the claimed range, the destruction of the thermosetting layer begins, which leads to a sharp deterioration in the electrical parameters of the sensor and the creation of harmful production conditions.
Выбор диапазона давлений на операции высокотемпературного прессования произведен на основе экспериментальных исследований с учетом обеспечения всестороннего обжатия слоев и получения надежного контакта сопрягаемых поверхностей элементов датчика.The pressure range for high-temperature pressing operations was selected based on experimental studies, taking into account comprehensive compression of the layers and obtaining reliable contact of the mating surfaces of the sensor elements.
Таким образом, техническая задача, на решение которой направлено предлагаемое изобретение, заключается в разработке способа изготовления датчика порогового давления одноразового использования с заранее требуемыми характеристиками в виде слоистой пленки, закрепляемого непосредственно на стенке измеряемого объекта.Thus, the technical problem to which the invention is directed is to develop a method for manufacturing a disposable threshold pressure sensor with predetermined characteristics in the form of a laminated film fixed directly to the wall of the measured object.
Новый технический результат, достигаемый при использовании предлагаемого способа, заключается в обеспечении возможности изготовления пленочных датчиков с требуемыми характеристиками - расстоянием между корпусом объекта и контактами датчика, расстояниями между контактами, количеством контактов, различными топологическими рисунками контактов, различной емкостью между самими контактами и между контактами и корпусом объекта с целью достоверного определения момента начала и локализации разрушения в корпусе объекта, в повышении надежности изготавливаемого датчика и в упрощении процесса его изготовления.A new technical result achieved using the proposed method is to provide the possibility of manufacturing film sensors with the required characteristics — the distance between the object’s body and the sensor’s contacts, the distances between the contacts, the number of contacts, various topological designs of the contacts, different capacities between the contacts themselves and between the contacts and the body of the object in order to reliably determine the moment of onset and localization of destruction in the body of the object, to increase the reliability awn manufactured sensor and to simplify the manufacturing process.
Как показал опыт практической реализации способа, использование термокомпрессионной сварки в заявляемых диапазонах значений параметров, а также использование материалов диэлектрика и токопроводящих элементов не требует создания специализированного участка, т.к. отсутствует выделение токсических веществ, а предлагаемый в способе сборки элементов датчика набор слоев технологического материала для обжатия прессуемой сборки обеспечивает в готовом датчике более высокую надежность за счет качественного обжатия элементов топологии датчиков любых размеров без их повреждения и без повреждения изоляционных слоев с сохранением электрических показателей до начала воздействия критических нагрузок на измеряемый объект. Кроме того, создается возможность получения ровной поверхности датчика со стороны установки на объект.As experience in the practical implementation of the method showed, the use of thermocompression welding in the claimed ranges of parameter values, as well as the use of dielectric materials and conductive elements, does not require the creation of a specialized section, because there is no emission of toxic substances, and the set of layers of technological material proposed in the method of assembling the sensor elements for crimping the extruded assembly provides higher reliability in the finished sensor due to the high-quality crimping of the topology elements of sensors of any sizes without damaging them and without damaging the insulation layers while maintaining electrical parameters before the impact of critical loads on the measured object. In addition, it creates the possibility of obtaining a flat sensor surface from the installation side of the object.
Кроме того, предлагаемый способ выполнения датчика в виде слоистой тонкопленочной сборки позволяет осуществлять изготовление датчиков с требуемыми параметрами и устанавливать их в узких местах объекта с жесткими ограничениями по геометрическим размерам; при этом сборка датчика проводится с меньшими трудозатратами и с использованием более простых и дешевых материалов и, следовательно, более простым способом, чем в прототипе.In addition, the proposed method of performing the sensor in the form of a layered thin-film assembly allows the manufacture of sensors with the required parameters and install them in the bottlenecks of the object with strict restrictions on geometric dimensions; however, the Assembly of the sensor is carried out with less labor and using simpler and cheaper materials and, therefore, in a simpler way than in the prototype.
Предлагаемый способ изготовления многослойного контактного датчика в виде слоистой пленки внедрен в серийное производство.The proposed method of manufacturing a multilayer contact sensor in the form of a layered film is introduced into mass production.
Claims (6)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2009123818/28A RU2411473C1 (en) | 2009-06-22 | 2009-06-22 | Method of making multilayer contact sensor in form of laminated film |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2009123818/28A RU2411473C1 (en) | 2009-06-22 | 2009-06-22 | Method of making multilayer contact sensor in form of laminated film |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2411473C1 true RU2411473C1 (en) | 2011-02-10 |
Family
ID=46309331
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2009123818/28A RU2411473C1 (en) | 2009-06-22 | 2009-06-22 | Method of making multilayer contact sensor in form of laminated film |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2411473C1 (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2577915C1 (en) * | 2014-09-18 | 2016-03-20 | Федеральное Государственное унитарное предприятие "Уральский электромеханический завод" | Method of making multilayer film contact sensor |
RU2791185C1 (en) * | 2022-01-27 | 2023-03-03 | Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом" (Госкорпорация "Росатом") | Curved shape reaction contact sensor |
-
2009
- 2009-06-22 RU RU2009123818/28A patent/RU2411473C1/en active
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2577915C1 (en) * | 2014-09-18 | 2016-03-20 | Федеральное Государственное унитарное предприятие "Уральский электромеханический завод" | Method of making multilayer film contact sensor |
RU2791185C1 (en) * | 2022-01-27 | 2023-03-03 | Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом" (Госкорпорация "Росатом") | Curved shape reaction contact sensor |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP4029759B2 (en) | Multilayer circuit board and manufacturing method thereof | |
CN104349574B (en) | Circuit board and preparation method thereof | |
RU2013128431A (en) | ELECTRONIC DEVICE, METHOD OF ITS MANUFACTURE AND PRINTED BOARD CONTAINING AN ELECTRONIC DEVICE | |
JP2016111332A (en) | Packaging structure and manufacturing method thereof | |
CN103582320B (en) | Multilayer circuit board and manufacturing method thereof | |
CN103517583B (en) | Multilayer circuit board and preparation method thereof | |
CN105101607B (en) | Circuit board capable of photosensitive opening and multilayer circuit board | |
WO2017043299A1 (en) | Method for manufacturing printed circuit board | |
RU2411473C1 (en) | Method of making multilayer contact sensor in form of laminated film | |
CN113395833B (en) | Metal-based circuit board and manufacturing method thereof | |
JP2013232462A (en) | Resin multilayer board and method for producing the same | |
CN105359633B (en) | The electronic component electrical connection that will be embedded in printed circuit board and the method for rewiring | |
CN103118507A (en) | Production method of multilayer printed circuit board | |
CN105451472B (en) | A kind of processing method and stacked wiring board of stacked wiring board | |
CN103857204A (en) | Bearing plate and manufacture method for the same | |
JP4973202B2 (en) | Multilayer circuit board manufacturing method | |
RU2577915C1 (en) | Method of making multilayer film contact sensor | |
JP5050924B2 (en) | Multilayer printed wiring board, inspection method and manufacturing method thereof | |
JP6865791B2 (en) | Printed circuit board and prediction method | |
CN104244563A (en) | Circuit board structure and manufacturing method thereof | |
JP2014096446A (en) | Wiring board with built-in electronic component and manufacturing method therefor | |
KR101679565B1 (en) | Bonding target guide | |
TWI470652B (en) | Slice resistor and manufacturing method therof | |
JP5359939B2 (en) | Resin film, multilayer circuit board using the same, and manufacturing method thereof | |
JP2010232596A (en) | Method of manufacturing multilayer wiring board, and multilayer wiring board |