陶瓷压力传感器及其制造方法

本申请涉及电气元件，特别涉及一种陶瓷压力传感器及其制造方法。

背景技术：

1、陶瓷是一种公认的高弹性、抗腐蚀、抗磨损、抗冲击和振动的材料。将陶瓷作为主要材料的压力传感器的称为陶瓷压力传感器。陶瓷压力传感器具有高精度和高稳定性的优点，广泛用于各种工业自控环境，涉及水利水电、铁路交通、智能建筑、生产自控、航空航天等众多行业。

2、就目前的陶瓷压力传感器而言，往往只能测量一种具体的压力类型，比如有的陶瓷压力传感器只能测量表压，有的只能测量绝压，而不具有测量压力类型的通用性，拓展功能性和应用场景较为受限。

3、申请内容

4、本申请的主要目的是提供一种陶瓷压力传感器及其制造方法，旨在解决陶瓷压力传感器不具有通用性，拓展功能性和应用场景较为受限的技术问题。

5、为实现上述目的，本申请提出的陶瓷压力传感器，包括：

6、陶瓷底座和膜片；所述陶瓷底座的正面设置有空腔，所述陶瓷底座的背面设置有通气腔，所述空腔和所述通气腔通过通气孔连通；所述通气腔的腔体表面覆盖有第一金属化层；所述膜片的其中一面设置有应变电路，所述陶瓷底座的正面与所述膜片设置有应变电路的一面粘合连接。

7、可选地，所述膜片为金属膜片。

8、可选地，所述陶瓷底座的背面设置有温度补偿电路，所述温度补偿电路包括多个补偿电阻和多个底座焊盘，各个所述补偿电阻和各个所述底座焊盘之间通过导体互连线连接；在所述温度补偿电路中除所述底座焊盘外的表面区域敷设有玻璃介质保护层。

9、可选地，所述陶瓷底座中与所述空腔相邻设置有导体通孔，所述导体通孔在所述陶瓷底座正面的开孔为锥形孔，所述导体通孔在所述陶瓷底座背面的开孔为直孔；在所述导体通孔的通孔表面覆盖有第二金属化层，所述第二金属化层从所述导体通孔内延伸覆盖至所述陶瓷底座的正面和背面。

10、可选地，所述第二金属化层在所述陶瓷底座的正面与所述应变电路电性连接，所述第二金属化层在所述陶瓷底座的背面与所述陶瓷底座上设置的温度补偿电路电性连接，所述应变电路与所述温度补偿电路通过所述第二金属化层电性导通。

11、可选地，所述陶瓷底座设置有第一标识结构，所述膜片设置有与所述第一标识结构匹配的第二标识结构。

12、此外，为实现上述目的，本申请还提出的一种如上所述的陶瓷压力传感器的制造方法，包括：

13、用刷涂敷设的方式将金属导电浆料附着在通气腔的腔体表面和导体通孔的通孔表面，并烘干、烧结以将所述金属导电浆料分别处理得到第一金属化层和第二金属化层。

14、可选地，所述制造方法还包括：

15、用丝网印刷方式在陶瓷底座的背面敷设导体互连线浆料、底座焊盘浆料以及补偿电阻，并烘干、烧结以得到温度补偿电路；

16、在所述温度补偿电路的表面用丝网印刷方式敷设玻璃介质浆料，并烘干、烧结以得到所述温度补偿电路表面上的玻璃介质保护层。

17、可选地，所述制造方法还包括：

18、用丝网印刷方式或点胶方式，从陶瓷底座背面的直孔填充导电浆料，并烘干、烧结以将所述第二金属化层和应变电路电性导通。

19、可选地，所述制造方法还包括：

20、在真空环境或者标准大气压环境下，用焊料填充通气腔，使得焊料与第一金属化层熔合焊接互连，以使通气孔和空腔变为真空环境或者标准大气压环境。

21、本申请的有益效果：本申请主要通过在陶瓷底座背面的通气腔的腔体表面覆盖一层金属化层(第一金属化层)，从而使得主体为陶瓷材质的通气腔就具有了可焊接密封性，便于对通气腔进行大气压或真空环境下的填充封闭，进而就使得陶瓷压力传感器具有测量不同压力类型的通用性。在设置了该第一金属化层的结构基础上，陶瓷压力传感器具备了可进行多种压力类型(至少包括表压、密封式表压和绝压)封装的功能，其可以被进一步便利封装为各种具体压力类型的专用陶瓷压力传感器，具有较高的测量压力的功能拓展性，也可以应用多种压力测试环境。在此基础上，不需要专门采购特定的陶瓷压力传感器，还可以实现降低陶瓷压力传感器使用成本的效果。

技术实现思路

技术特征：

1.一种陶瓷压力传感器，其特征在于，所述陶瓷压力传感器包括：陶瓷底座和膜片；所述陶瓷底座的正面设置有空腔，所述陶瓷底座的背面设置有通气腔，所述空腔和所述通气腔通过通气孔连通；所述通气腔的腔体表面覆盖有第一金属化层；所述膜片的其中一面设置有应变电路，所述陶瓷底座的正面与所述膜片设置有应变电路的一面粘合连接。

2.如权利要求1所述的陶瓷压力传感器，其特征在于，所述膜片为金属膜片。

3.如权利要求1所述的陶瓷压力传感器，其特征在于，所述陶瓷底座的背面设置有温度补偿电路，所述温度补偿电路包括多个补偿电阻和多个底座焊盘，各个所述补偿电阻和各个所述底座焊盘之间通过导体互连线连接；在所述温度补偿电路中除所述底座焊盘外的表面区域敷设有玻璃介质保护层。

4.如权利要求1所述的陶瓷压力传感器，其特征在于，所述陶瓷底座中与所述空腔相邻设置有导体通孔，所述导体通孔在所述陶瓷底座正面的开孔为锥形孔，所述导体通孔在所述陶瓷底座背面的开孔为直孔；在所述导体通孔的通孔表面覆盖有第二金属化层，所述第二金属化层从所述导体通孔内延伸覆盖至所述陶瓷底座的正面和背面。

5.如权利要求4所述的陶瓷压力传感器，其特征在于，所述第二金属化层在所述陶瓷底座的正面与所述应变电路电性连接，所述第二金属化层在所述陶瓷底座的背面与所述陶瓷底座上设置的温度补偿电路电性连接，所述应变电路与所述温度补偿电路通过所述第二金属化层电性导通。

6.如权利要求1所述的陶瓷压力传感器，其特征在于，所述陶瓷底座设置有第一标识结构，所述膜片设置有与所述第一标识结构匹配的第二标识结构。

7.一种如权利要求1～6任一项所述的陶瓷压力传感器的制造方法，其特征在于，所述制造方法包括：

8.如权利要求7所述的陶瓷压力传感器的制造方法，其特征在于，所述制造方法还包括：

9.权利要求7所述的陶瓷压力传感器的制造方法，其特征在于，所述制造方法还包括：

10.如权利要求7所述的陶瓷压力传感器的制造方法，其特征在于，所述制造方法还包括：

技术总结
本申请公开一种陶瓷压力传感器及其制造方法，属于电气元件技术领域。所述陶瓷压力传感器包括：陶瓷底座和膜片；所述陶瓷底座的正面设置有空腔，所述陶瓷底座的背面设置有通气腔，所述空腔和所述通气腔通过通气孔连通；所述通气腔的腔体表面覆盖有第一金属化层；所述膜片的其中一面设置有应变电路，所述陶瓷底座的正面与所述膜片设置有应变电路的一面粘合连接。通过本申请提供的陶瓷压力传感器，通用性较高，且能够被封装为多种压力类型的压力传感器，应用场景更加广泛。

技术研发人员：杨斌,蓝镇立
受保护的技术使用者：湖南大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15