[发明专利]一种陶瓷电容压力传感器芯片的封接方法在审
申请号: | 202010400761.1 | 申请日: | 2020-05-13 |
公开(公告)号: | CN111662096A | 公开(公告)日: | 2020-09-15 |
发明(设计)人: | 邵海成;乔冠军;刘炘城;黄清伟;刘桂武;张相召;陆浩杰 | 申请(专利权)人: | 江苏大学 |
主分类号: | C04B41/85 | 分类号: | C04B41/85;C04B37/00;G01L1/14;G01L9/12 |
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地址: | 212013 江*** | 国省代码: | 江苏;32 |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 一种 陶瓷 电容 压力传感器 芯片 方法 | ||
1.一种陶瓷电容式压力传感器芯片的封接方法,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:采用玻璃浆料作为封接材料,采用丝网印刷方法将玻璃浆料印刷在步骤一处理好后,表面镀有电极的陶瓷表面;
步骤三:将步骤二中印刷好玻璃浆料的陶瓷基底置于烘箱内烘干;
步骤四:将步骤三中烘干处理后的陶瓷片作为基底,将表面镀有电极的陶瓷弹片压制在印刷好玻璃浆料的陶瓷基底上置于高温炉内进行加压烧结成型;
步骤五:将步骤四中出炉的传感器芯片侧面涂刷如同步骤二中使用的玻璃浆料,再次经过步骤三中烘干处理步骤,然后置于高温炉内进行二次烧结成型,得到陶瓷电容式压力传感器芯片。
2.根据权利要求1所述的一种陶瓷电容式压力传感器芯片的封接方法,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0.05μm~2.0μm;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芯片的封接方法,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芯片的封接方法,其特征在于,步骤二中,所述的玻璃浆料为硅酸盐玻璃、磷酸盐玻璃、硼酸盐玻璃和铝酸盐玻璃中的一种;所述的玻璃浆料粘度控制在80pa·s~400pa·s,丝网印刷次数为1-10次,网板目数为100目~500目,网板与陶瓷基底间距为1.0mm~30mm。
5.根据权利要求1所述的一种陶瓷电容式压力传感器芯片的封接方法,其特征在于,步骤三中,所述的烘干温度控制在75℃~120℃,时间0.5h~2.0h。
6.根据权利要求1所述的一种陶瓷电容式压力传感器芯片的封接方法,其特征在于,步骤四中,所述的陶瓷弹片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;高温炉内加压烧结成型工艺为:烧结温度为350℃~1000℃,升温速度为5℃/min~30℃/min,保温时间0.5h~2.0h,自然降温,施加压力为5kPa~50kPa。
7.根据权利要求1所述的一种陶瓷电容式压力传感器芯片的封接方法,其特征在于,步骤五中,所述的二次烧结工艺为烧结温度为350℃~1000℃,升温速度为5℃/min~30℃/min,保温时间0.5h~2.0h,自然降温。
8.根据权利要求1所述的一种陶瓷电容式压力传感器芯片的封接方法,其特征在于,所述的陶瓷电容式压力传感器芯片,经过氟油和氦气密封性检测,密封性能好,陶瓷弹片与陶瓷基底结合强度大于40MPa,陶瓷弹片与陶瓷基底间距可以控制在10μm~50μm。
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