[发明专利]一种陶瓷电容式压力传感器导电薄膜的制备方法

权利要求书

1.一种陶瓷电容式压力传感器导电薄膜的制备方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

步骤一：采用陶瓷材料作为陶瓷电容式压力传感器芯片的基底，经过表面打磨、清洗、烘干后备用；

步骤二：将步骤一得到的陶瓷基底放入高温炉内进行热处理；

步骤三：将步骤二热处理后的陶瓷基底放入加工好的金属模具中，按照导电薄膜图案加工金属掩膜板，将金属掩膜板置于装有陶瓷基底的金属模具上面，用高温胶带粘接；

步骤四：将步骤三粘接好的金属模具整体放入多靶磁控溅射腔体工件盘中，一个溅射靶装上金靶材，另一个溅射靶装上金属钛靶材；

步骤五：将装有金属模具的工件盘加热，加热温度为100℃～400℃，用多靶磁控溅射中离子源对金属模具中的陶瓷基底进行表面处理；

步骤六：打开钛靶材电源，缓慢加大功率，起辉后打开钛靶材遮挡板，镀制金属钛作为打底层，厚度控制在200nm～500nm；

步骤七：步骤六结束后，同时打开钛靶材和金靶材电源，缓慢加大功率，起辉后打开靶材遮挡板，镀制钛、金合金作为过渡层，厚度控制在200nm～800nm；

步骤八：关闭钛靶材遮挡板、电源，继续镀制金导电层，厚度控制在20nm～50nm；

步骤九：开炉取出试样，去除掩膜板，陶瓷基底上制得导电薄膜，然后在高温炉内进行热处理。

2.根据权利要求1所述的一种陶瓷电容式压力传感器导电薄膜的制备方法，其特征在于，步骤一中，所述表面打磨采用抛光机将陶瓷表面打磨，经过抛光后的陶瓷面粗糙度控制在0.01μm～3.0μm；所述清洗是酒精或丙酮超声清洗20min-120min；所述烘干是在烘箱内烘干，烘干温度控制在75℃～120℃，时间0.5h～2.0h。

3.根据权利要求1所述的一种陶瓷电容式压力传感器导电薄膜的制备方法，其特征在于，步骤一中，所述的陶瓷材料为纯氧化物陶瓷或非氧化物系陶瓷，所述的纯氧化物陶瓷为Al2O3、ZrO2、MgO、CaO、BeO或ThO2；所述的非氧化物系陶瓷为碳化物、硼化物、氮化物和硅化物陶瓷中的一种。

4.根据权利要求1所述的一种陶瓷电容式压力传感器导电薄膜的制备方法，其特征在于，步骤二中，热处理温度为300℃～800℃，升温速度为2℃/min～30℃/min，保温时间0.5h～2.0h，自然降温。

5.根据权利要求1所述的一种陶瓷电容式压力传感器导电薄膜的制备方法，其特征在于，步骤三中，金属掩膜板材料为不锈钢材料，金属掩膜板厚度控制在0.5mm～10mm。

6.根据权利要求1所述的一种陶瓷电容式压力传感器导电薄膜的制备方法，其特征在于，步骤四中，所述的金靶材和金属钛靶材的中心点距离工件盘中心点处的距离为100mm～1000mm，靶材偏转角度为30°～80°；金靶材纯度为99.99％，钛靶材纯度为98％以上。

7.根据权利要求1所述的一种陶瓷电容式压力传感器导电薄膜的制备方法，其特征在于，步骤五中，用多靶磁控溅射中离子源对金属模具中的陶瓷基底进行表面处理的工艺参数为：控制多靶磁控溅射腔体内真空度小于9.0×10-4Pa，离子源处理时间控制在2min～30min。

8.根据权利要求1所述的一种陶瓷电容式压力传感器导电薄膜的制备方法，其特征在于，步骤六中，金属钛的镀制速率控制在10A/s～500A/s；步骤七中，金的镀制速率控制在10A/s～500A/s，金属钛的镀制速率控制在10A/s～500A/s；步骤八中，金的镀制速率控制在10A/s～500A/s。

9.根据权利要求1所述的一种陶瓷电容式压力传感器导电薄膜的制备方法，其特征在于，步骤九中，热处理温度为400℃～800℃，升温速度为2℃/min～20℃/min，保温时间0.5h～2.0h，自然降温。

10.根据权利要求1所述的一种陶瓷电容式压力传感器导电薄膜的制备方法，其特征在于，所述的陶瓷电容式压力传感器导电薄膜，电阻值小于1.0Ω/cm2，金颗粒与基底界面结合强度大于15MPa。