一种磁控溅射薄膜压力传感器芯体的制作方法

本实用新型属于传感器技术领域，具体涉及一种磁控溅射薄膜压力传感器芯体。

背景技术：

压力传感器是工业压力测试中最为常用的一种传感器，广泛应用于各种工业测压环境，涉及航空、航天、石化、电力、船舶等众多行业。压力传感器是能感受压力信号，并能按照一定的规律将压力信号转换成可用的输出的电信号的器件或装置。压力传感器通常由压力敏感元件和信号处理单元组成。按不同的测试压力类型，压力传感器可分为表压传感器、差压传感器和绝压传感器。

磁控溅射镀膜技术的原理是稀薄气体在异常辉光放电产生的等离子体在电场作用下对阴极靶材表面进行轰击，把靶材表面的分子、原子、离子及电子等溅射出来，被溅射出来的离子带有一定的动能，沿一定的方向射向基体表面，在基体表面形成镀层。

应变式传感器是基于测量物体受力变形所产生的应变的一种传感器。电阻应变片则是其最常采用的传感元件，它是一种能将机械构件上应变的变化转换为电阻变化的传感元件，传统应变传感器因敏感元件与弹性体之间高温受力滑动产生的温度漂移、零点漂移从而导致的不稳定的问题。

技术实现要素：

本实用新型解决了现有技术的不足，提供一种包括杯形合金应变弹性体、三氧化二铝绝缘层以及溅射薄膜电阻层，溅射电阻薄膜附着力更强。实现敏感元件与弹性体的原子结合，解决了传统应变传感器因敏感元件与弹性体之间粘接剂因高温受力滑动产生的温度漂移、零点漂移从而导致的不稳定、不可靠的问题。

本实用新型所采用的技术方案是：一种磁控溅射薄膜压力传感器芯体，包括杯形合金应变弹性体，所述合金应变弹性体上连接有金属电路板支撑环，所述杯形合金应变弹性体顶部外表面上由内向外依次溅射有三氧化二铝绝缘层、溅射薄膜电阻层、溅射三氧化二铝保护膜层以及Pt引线层，所述 Pt引线层端部均制作Pt引线点，所述金属电路板支撑环远离连接合金应变弹性体另一端外侧设有厚膜补偿电路板。

优选的，所述金属电路板支撑环横截面为两端带台阶圆环型。

更优选的，所述合金应变弹性体采用GH3044镍基高温高弹性合金材料制成。

进一步更优选的，所述三氧化二铝绝缘层的厚度为3-6um。

进一步更优选的，所述溅射薄膜电阻层采用PdCr13材料制成，且所述溅射薄膜电阻层的厚度为0.2-0.5um。

进一步更优选的，所述溅射三氧化二铝保护膜层的厚度为1.5-3um。

进一步更优选的，所述Pt引线点的厚度为1.5-3um。

相较于现有技术，本实用新型具有的有益效果：一种磁控溅射薄膜压力传感器芯体，包括杯形合金应变弹性体，所述合金应变弹性体上连接有金属电路板支撑环，所述在杯形合金弹性应变体顶部外表面上由内向外依次溅射有三氧化二铝绝缘层、溅射薄膜电阻层、溅射三氧化二铝保护膜层以及Pt 引线层，合金应变弹性体采用GH3044镍基高温高弹性合金，从而实现了传感器在高温、高压和恶劣环境下的性能稳定，提高了传感器精度；采用溅射薄膜电阻层材料为PdCr13，使溅射电阻薄膜附着力更强，实现敏感元件与弹性体的原子结合，解决传统应变传感器因敏感元件与弹性体之间粘接剂因高温受力滑动产生的温度漂移、零点漂移从而导致的不稳定、不可靠的问题；采用三氧化二铝溅射绝缘层，相比传统的绝缘层材料二氧化硅膜，生产工艺性能稳定，便于大规模生产。

附图说明

图1是本实用新型结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型进行详细说明。

一种磁控溅射薄膜压力传感器芯体，参阅图1，包括杯形合金应变弹性体1，所述合金应变弹性体1上连接有金属电路板支撑环2，所述杯形合金应变弹性体1顶部外表面上由内向外依次溅射有三氧化二铝绝缘层3、溅射薄膜电阻层4、溅射三氧化二铝保护膜层5以及Pt引线层6，所述Pt引线层 6端部均设有Pt引线点，所述金属电路板支撑环2远离连接合金应变弹性体另一端外侧设有厚膜补偿电路板7，因溅射电阻薄膜附着力更强，实现敏感元件与弹性体的原子结合，解决传统应变传感器因敏感元件与弹性体之间粘接剂因高温受力滑动产生的温度漂移、零点漂移而导致的不稳定、不可靠的问题，采用三氧化二铝绝缘层3，相比传统的绝缘层材料二氧化硅膜，生产工艺性能稳定，便于大规模生产。

继续参阅图1，所述金属电路板支撑环2横截面为两端带台阶圆环型。

继续参阅图1，所述合金应变弹性体1采用GH3044镍基高温高弹性合金材料制成，从而实现了高温、高压和恶劣环境下的性能稳定，提高了传感器精度。

继续参阅图1，所述三氧化二铝绝缘层3的厚度为3-6um。

继续参阅图1，所述溅射薄膜电阻层4采用PdCr13材料制成，且所述溅射薄膜电阻层4的厚度为0.2-0.5um。

继续参阅图1，所述溅射三氧化二铝保护膜层5的厚度为1.5-3um。

继续参阅图1，所述Pt引线点的厚度为1.5-3um。

本实用新型磁控溅射薄膜压力传感器芯体制备时，采用镍基高温高弹性合金GH3044加工合金应变弹性体1，该材料的热胀系数(100℃-800℃范围内)为(11-15)x10^-6/℃，该材料抗氧化能力强，将合金应变弹性体1精加工到设计要求后经精工研磨和抛光；合金应变弹性体1上表面为三氧化二铝绝缘层3，其绝缘膜的热胀系数为11x10^-6/℃和弹性膜热胀系数接近，因此可省略热胀缓冲层，三氧化二铝绝缘层3采用射频溅射制备，厚度3-6微米；再用溅射法淀积0.2-0.5微米的PdCr13溅射薄膜电阻层4，经光刻工艺刻蚀出四个电阻条，再用掩膜法溅射1.5-3微米厚的Pt引线点，将溅射有多层薄膜的磁控溅射薄膜压力传感器芯体在真空环境中进行900℃热处理三小时，最后进行传感器装配。

上述实施例，只是本实用新型的较佳实施例，并非用来限制本实用新型的实施范围，故凡以本实用新型权利要求所述内容所做的等同变化，均应包括在本实用新型权利要求范围之内。