[發明專利]共燒結構的電導率傳感器及其制作方法

有效

• 申請號: 201210589765.4
• 申請日: 2012-12-31
• 公開（公告）號: CN103076500A
• 公開（公告）日: 2013-05-01
• 發明（設計）人: 秦浩;尤佳;傅巍;祁欣
• 申請（專利權）人: 中國電子科技集團公司第四十九研究所
• 主分類號: G01R27/22
• 分類號: G01R27/22
• 代理公司: 哈爾濱市松花江專利商標事務所 23109
• 代理人: 牟永林

技術領域

本發明涉及一種電導率傳感器，特別涉及一種共燒結構的電導率傳感器及其制作方法。

背景技術

在本領域中電導率傳感器(包括四電極電導率傳感器)以及共燒結工藝技術是公知的，電導率傳感器用于測量液體或在液體中懸浮的擴散固體等流體的電導率(conductibity)。電導率傳感器常常用于溶液的電解特性以及水解特性等，還被用來檢測水質量，如飲用水、工業生產用水等，廣泛應用在電力、化工、環保、食品、半導體工業、海洋研究開發等生活生產領域。共燒結技術由于具有易于實現大規模生產及實現產品微型化被廣泛應用在半導體領域，該技術包括了流延、沖孔、絲網印刷、疊片、等靜壓、切割、燒結等工藝步驟。

電導率的單位是Siemens/cm。電導率的測量覆蓋從小于1×10^-7S/cm的超純水到數值超過1S/cm的濃縮溶液的廣大范圍的溶液電導率。

一種電導率測量技術包括用導電性電極接觸溶液，例如，一種接觸電導率測量技術采用一種具有兩個與溶液接觸的金屬電極或去導電非金屬電極的電導率傳感器。電極間加以交流電(alternating?current?AC)，電極間流通的AC電流可以確定電導池常數(電導系數)。接觸型電導率傳感器又被稱之為電極型電導率傳感器，這類傳感器通常采用兩個、四個甚至七個接觸電極，這些電極與被測液體直接接觸。擁有四個電極的電極型電導率傳感器，四個電極暴露在被測溶液中，其中一對電極施加一恒定的電流，測量另外一對電極間的電壓變化，根據電流和電壓值，計算出液體的電導率值。

傳統的四電極結構是將導電介質材料(不銹鋼、鈦合金、石墨、金、鉑、銀等)加工成具有一定直徑的圓柱體，密封到塑料、陶瓷等不導電基座中，從而制作具有四個電極的接觸型電導率傳感器?；囊欢藢㈦姌O暴露到被測溶液中。圖1是傳統結構的四電極電導率傳感器示意圖。傳感器14連接到信號處理系統18。傳感器14的表面17將導電棒15的表面16暴露于被測溶液。圖2是傳感器14的仰視圖，顯示導電棒15的表面16。

近年來，通過使用半導體平面技術制造接觸型電導率傳感器，通過半導體處理技術將電極沉積在無源硅片上，這種技術制造的電導率傳感器尺寸小，適于大規模制造，制造成本低，但制造方法困難，結構復雜。

發明內容

本發明的目的是為了解決目前電導率傳感器制造方法困難，結構復雜的問題，本發明提供一種共燒結構的電導率傳感器及其制作方法。

本發明的共燒結構的電導率傳感器，它包括上極板、下極板和極板間基片；所述上極板1和下極板結構相同，上極板和下極板鏡像對稱固定在極板間基片的上表面和下表面形成“凹”字形結構；上極板和下極與極板間基片連接的一端為固定端，另一端為懸空端；

上極板1由五個極板基片組成；所述五個極板基片重疊放置，從上至下依次為第一極板基片、第二極板基片、第三極板基片、第四極板基片和第五極板基片；

第一極板基片的懸空端的上表面設置有N個電極，第三極板基片的上表面設置有N根引線，第五極板基片的下表面設置N個輸出電極，

第一極板基片、第二極板基片、第三極板基片、第四極板基片和第五極板基片分別設置N個過孔，所述過孔為各自基片的上表面至下表面通透的孔，所述通透的孔內設置有導電金屬；

所述N個電極分別通過第一極板基片上的N個過孔和第二極板基片上的N個過孔與第三極板基片上的N根引線連接，第三極板基片上的N根引線分別通過第三極板基片上的N個過孔、第四極板基片上的N個過孔和第五極板基片的N個過孔與第五極板基片下表面的N個輸出電極連接。

上述傳感器的制作方法，它包括如下步驟：

步驟一：利用五個基片制作多個上極板，制作原則為：在第一基片上制作M個第一極板基片，在第二基片與M個第一極板基片對應的位置上制作M個第二極板基片，在第三基片與M個第二極板基片對應的位置上制作M個第三極板基片，在第四基片與M個第三極板基片對應的位置上制作M個第四極板基片，在第五基片與與M個第四極板基片對應的位置上制作M個第五極板基片，所述上極板的制作步驟為：

步驟1：利用共燒結方法中的沖孔方法分別在五個基片上制作五個極板基片的過孔；

步驟2：利用共燒結方法中的絲網印刷方法或填孔方法對步驟一中的所述過孔填導電金屬；

步驟3：利用共燒結方法中絲網印刷方法在第一基片的上表面制作第一極板基片的N個電極，N個電極分別與所述第一極板基片的相應的過孔連接；