[发明专利]用离子束溅射硅薄膜制作的压力应变器件及方法

权利要求书

1.一种用离子束溅射硅薄膜制作的压力应变器件的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

①，首先设置一引压连接体(1)，以及与引压连接体(1)制作在一起的金属弹性膜片(2)；

然后在金属弹性膜片(2)上，用印刷绝缘电介质浆料的方法或用溅射绝缘材料的方法制作第一层的电气隔离层；

②，然后在电气隔离层之上，应用离子束溅射淀积方法，制造硅薄膜，制成第二层为硅薄膜压阻层；

③，然后在硅薄膜压阻层上用微细刻蚀加工工艺刻蚀应变片物理形状结构，制作用以连接成惠斯登电桥的一个以上的应变电阻；

④，然后应用绝缘介质胶覆盖在压阻材料层之上，形成第三层是保护层，所述弹性膜片，电气隔离层、压阻材料层、保护层共同形成硅薄膜应变器件(3)。

2.如权利要求书1所述的用离子束溅射硅薄膜制作的压力应变器件的方法，其特征在于：

引压连接体(1)和金属弹性膜片(2)的连接结构形式包括，：金属弹性膜片(2)直接焊接在引压连接体(1)上；

引压连接体(1)材料和金属弹性膜片(2)的材料都是金属材料。

3.如权利要求书1所述的用离子束溅射硅薄膜制作的压力应变器件的方法，其特征在于：

引压连接体(1)和金属弹性膜片(2)是由单体金属加工成二者合一的无焊缝、无密封圈密封的一体化结构；

引压连接体(1)材料和金属弹性膜片(2)的材料都是金属材料。

4.如权利要求书1所述的用离子束溅射硅薄膜制作的压力应变器件的方法，其特征在于：

步骤①中制作电气隔离层的方法是将绝缘电介质浆料采用厚膜丝网印刷工艺塗覆在金属弹性膜片(2)上，再经烧结而成50～150微米厚的电气绝缘层。

5.如权利要求书1所述的用离子束溅射硅薄膜制作的压力应变器件的方法，其特征在于：

步骤②是在高真空环境下，采用低能离子束以一定的角度轰击硅靶材，将硅材料以纳米尺度大小的方式，沉积在弹性膜片的电气隔离层上，形成1微米厚度以下的硅薄膜压阻材料层。

6.如权利要求书1所述的用离子束溅射硅薄膜制作的压力应变器件的方法，其特征在于：

步骤④所述的硅薄膜应变器件(3)进一步包括将用硅薄膜压阻层制成的一个以上的应变电阻连接成惠斯登电桥，该电桥在激励电压的作用下输出毫伏级电压信号，该信号与弹性膜片所受压强成正比。

7.一种用离子束溅射硅薄膜制作的压力应变器件，其特征在于，所述压力应变器件包括：

一引压连接体(1)；

与引压连接体(1)制作在一起的金属弹性膜片(2)；

金属弹性膜片(2)上有第一层的电气隔离层；

在电气隔离层之上，有第二层为硅薄膜压阻层；

在压阻材料层之上有绝缘介质胶覆盖，形成第三层保护层，所述金属弹性膜片(2)、电气隔离层、硅薄膜压阻层、保护层共同形成硅薄膜应变器件(3)。

8.根据权利要求7所述的用离子束溅射硅薄膜制作的压力应变器件，其特征在于：

所述电气隔离层厚度小于150微米。

9.根据权利要求7所述的用离子束溅射硅薄膜制作的压力应变器件，其特征在于：

所述硅薄膜压阻层厚度小于1微米。

10.根据权利要求7所述的用离子束溅射硅薄膜制作的压力应变器件，其特征在于：

在所述硅薄膜压阻层上用微细刻蚀加工工艺刻蚀而成的应变片物理形状结构，用以制作一个以上的应变电阻，并连接成惠斯登电桥以输出与弹性膜片所受压强成比例的毫伏级电压信号。