[發明專利]用離子束濺射硅薄膜制作的壓力應變器件及方法

無效

• 申請號: 201010624952.2
• 申請日: 2010-12-31
• 公開（公告）號: CN102175363A
• 公開（公告）日: 2011-09-07
• 發明（設計）人: 歐陽德利
• 申請（專利權）人: 東莞市百賽儀器有限公司
• 主分類號: G01L1/22
• 分類號: G01L1/22;G01L9/04;C23C14/46;C23C14/14
• 代理公司: 深圳市科吉華烽知識產權事務所 44248
• 代理人: 朱曉光

1.一種用離子束濺射硅薄膜制作的壓力應變器件的方法，其特征在于，所述方法包括以下步驟：

①，首先設置一引壓連接體(1)，以及與引壓連接體(1)制作在一起的金屬彈性膜片(2)；

然后在金屬彈性膜片(2)上，用印刷絕緣電介質漿料的方法或用濺射絕緣材料的方法制作第一層的電氣隔離層；

②，然后在電氣隔離層之上，應用離子束濺射淀積方法，制造硅薄膜，制成第二層為硅薄膜壓阻層；

③，然后在硅薄膜壓阻層上用微細刻蝕加工工藝刻蝕應變片物理形狀結構，制作用以連接成惠斯登電橋的一個以上的應變電阻；

④，然后應用絕緣介質膠覆蓋在壓阻材料層之上，形成第三層是保護層，所述彈性膜片，電氣隔離層、壓阻材料層、保護層共同形成硅薄膜應變器件(3)。

2.如權利要求書1所述的用離子束濺射硅薄膜制作的壓力應變器件的方法，其特征在于：

引壓連接體(1)和金屬彈性膜片(2)的連接結構形式包括，：金屬彈性膜片(2)直接焊接在引壓連接體(1)上；

引壓連接體(1)材料和金屬彈性膜片(2)的材料都是金屬材料。

3.如權利要求書1所述的用離子束濺射硅薄膜制作的壓力應變器件的方法，其特征在于：

引壓連接體(1)和金屬彈性膜片(2)是由單體金屬加工成二者合一的無焊縫、無密封圈密封的一體化結構；

引壓連接體(1)材料和金屬彈性膜片(2)的材料都是金屬材料。

4.如權利要求書1所述的用離子束濺射硅薄膜制作的壓力應變器件的方法，其特征在于：

步驟①中制作電氣隔離層的方法是將絕緣電介質漿料采用厚膜絲網印刷工藝塗覆在金屬彈性膜片(2)上，再經燒結而成50～150微米厚的電氣絕緣層。

5.如權利要求書1所述的用離子束濺射硅薄膜制作的壓力應變器件的方法，其特征在于：

步驟②是在高真空環境下，采用低能離子束以一定的角度轟擊硅靶材，將硅材料以納米尺度大小的方式，沉積在彈性膜片的電氣隔離層上，形成1微米厚度以下的硅薄膜壓阻材料層。

6.如權利要求書1所述的用離子束濺射硅薄膜制作的壓力應變器件的方法，其特征在于：

步驟④所述的硅薄膜應變器件(3)進一步包括將用硅薄膜壓阻層制成的一個以上的應變電阻連接成惠斯登電橋，該電橋在激勵電壓的作用下輸出毫伏級電壓信號，該信號與彈性膜片所受壓強成正比。

7.一種用離子束濺射硅薄膜制作的壓力應變器件，其特征在于，所述壓力應變器件包括：

一引壓連接體(1)；

與引壓連接體(1)制作在一起的金屬彈性膜片(2)；

金屬彈性膜片(2)上有第一層的電氣隔離層；

在電氣隔離層之上，有第二層為硅薄膜壓阻層；

在壓阻材料層之上有絕緣介質膠覆蓋，形成第三層保護層，所述金屬彈性膜片(2)、電氣隔離層、硅薄膜壓阻層、保護層共同形成硅薄膜應變器件(3)。

8.根據權利要求7所述的用離子束濺射硅薄膜制作的壓力應變器件，其特征在于：

所述電氣隔離層厚度小于150微米。

9.根據權利要求7所述的用離子束濺射硅薄膜制作的壓力應變器件，其特征在于：

所述硅薄膜壓阻層厚度小于1微米。

10.根據權利要求7所述的用離子束濺射硅薄膜制作的壓力應變器件，其特征在于：

在所述硅薄膜壓阻層上用微細刻蝕加工工藝刻蝕而成的應變片物理形狀結構，用以制作一個以上的應變電阻，并連接成惠斯登電橋以輸出與彈性膜片所受壓強成比例的毫伏級電壓信號。