一种电容式压力敏感元件及传感器的制作方法

本申请涉及传感器，具体涉及一种电容式压力敏感元件及传感器。

背景技术：

1、现有的陶瓷电容式压力传感器，其通常具有两个上下正对的陶瓷板，其中一个为刚性基板，另一个为弹性薄板，两个陶瓷板的相向一侧表面分别设置有固定极板和可动极板，两极板组成可变电容器。弹性薄板朝向接收压力的一侧，弹性薄板在两侧压力之差的作用下朝一侧弯曲，通过测量可变电容器的电容可以得到该压力差；弹性薄板的外侧边缘与传感器壳体上形成的支撑台阶之间通过密封圈进行压力密封。为了避免两极板间具有固定的间距，需要在两陶瓷板之间隔有陶瓷制的隔环，该环状板与陶瓷板之间通过玻璃填料进行高温熔接。上述的陶瓷电容式压力传感器的制作温度高、工艺复杂；为了获得更大的电容值以尽量提高测量精度，就需要降低隔环的厚度，但通常导致陶瓷隔环在烧结时易产生翘曲而导致表面平面度，提高了密封性的风险，并使两极板表面不平行而反而降低其测量精度。对此，公开号为特开平8-240500的日本专利所采取在两陶瓷板之间加入陶瓷小球或树脂小球的方案，导致工艺复杂；而us20030221493a1则在电极周围设置环状间隔墩，不仅导致工艺复杂，而且限制了电容极板的可用面积；另外，它们所能达到的最小间距依然有一定的改进空间。

技术实现思路

1、针对现有技术的不足，本申请提供一种压力传感器，以解决上述缺陷中的至少一种。

2、本申请所提供的一种电容式压力敏感组件，其包括正对地密封接合并围成一安装腔的相对刚性的陶瓷基板和相对柔性的陶瓷膜片；陶瓷基板和陶瓷膜片的相对内侧表面的边缘各自设置有第一金属层和第二金属层，第一金属层与第二金属层之间相焊接；陶瓷基板和陶瓷膜片的相对内侧表面的中央各自地设置有第一极板和第二极板，第一极板与第二极板之间留有极板间隙。

3、优选地，所述第一金属层、第二金属层、第一极板及第二极板中的至少一者由厚膜工艺制作而成。

4、优选地，所述第一金属层和所述第一极板均由涂覆于陶瓷基板上的金属浆料一同烧结而得到。

5、优选地，所述第二金属层和所述第一金属层均由涂覆于陶瓷膜片上的金属浆料一同烧结而得到。

6、优选地，还包括第二参考电极，第二参考电极设置于陶瓷基板的外侧表面与第一金属层正对。

7、优选地，第一极板和或第二极板上覆盖有绝缘膜。更进一步优选地，所述绝缘膜为有机膜。

8、优选地，所述陶瓷基板的内侧表面设有凹腔，所述第一极板设置于凹腔的底部。

9、优选地，所述陶瓷膜片为透光材料；第一金属层与第二金属层被由陶瓷膜片的外侧垂直入射的激光焊接在一起。

10、本申请还要求保护一种压力传感器，其包括上述的任意一种电容式压力敏感组件。

11、本申请的电容式压力敏感组件，可达成极小的极板间距；且由于金属层所赋予的在厚度方向的塑性，可以使极板具有较高的平行度；另外，可通过将第二参考电极设置于陶瓷基板的外侧表面，不仅方便与测量电路的连接，而且充分利用了周缘的支撑面积，可使极板具有较大的面积，进一步地提高了测量精确度。

技术特征：

1.一种电容式压力敏感组件，其特征在于，包括正对地密封接合并围成一安装腔的相对刚性的陶瓷基板(3a)和相对柔性的陶瓷膜片(3b)；陶瓷基板(3a)和陶瓷膜片(3b)的相对内侧表面的边缘各自设置有第一金属层(32a)和第二金属层(32b)，第一金属层(32a)与第二金属层(32b)之间相焊接；陶瓷基板(3a)和陶瓷膜片(3b)的相对内侧表面的中央各自地设置有第一极板(31a)和第二极板(31b)，第一极板(31a)与第二极板(31b)之间留有极板间隙。

2.根据权利要求1所述的电容式压力敏感组件，其特征在于，所述第一金属层(32a)、第二金属层(32b)、第一极板(31a)及第二极板(31b)中的至少一者由厚膜工艺制作而成。

3.根据权利要求2所述的电容式压力敏感组件，其特征在于，所述第一金属层(32a)和所述第一极板(31a)均由涂覆于陶瓷基板(3a)上的金属浆料一同烧结而得到。

4.根据权利要求2所述的电容式压力敏感组件，其特征在于，所述第二金属层(32b)和所述第一金属层(32a)均由涂覆于陶瓷膜片(3b)上的金属浆料一同烧结而得到。

5.根据权利要求1所述的电容式压力敏感组件，其特征在于，还包括第二参考电极(33)，第二参考电极(33)设置于陶瓷基板(3a)的外侧表面与第一金属层(32a)正对。

6.根据权利要求1至5中的任一项所述的电容式压力敏感组件，其特征在于，第一极板(31a)和/或第二极板(31b)上覆盖有绝缘膜(34)。

7.根据权利要求6所述的电容式压力敏感组件，其特征在于，所述绝缘膜(34)为有机膜。

8.根据权利要求1至5中的任一项所述的电容式压力敏感组件，其特征在于，所述陶瓷基板(3a)的内侧表面设有凹腔(30a)，所述第一极板(31a)设置于凹腔(30a)的底部。

9.根据权利要求1至5中的任一项所述的电容式压力敏感组件，其特征在于，所述陶瓷膜片(3b)为透光材料；第一金属层(32a)与第二金属层(32b)被由陶瓷膜片(3b)的外侧垂直入射的激光焊接在一起。

10.一种压力传感器，其特征在于，包括根据权利要求1至9中的任一项所述的电容式压力敏感组件。

技术总结一种电容式压力敏感组件，其包括正对地密封接合并围成一安装腔的相对刚性的陶瓷基板和相对柔性的陶瓷膜片；陶瓷基板和陶瓷膜片的相对内侧表面的边缘各自设置有第一金属层和第二金属层，第一金属层与第二金属层之间相焊接；陶瓷基板和陶瓷膜片的相对内侧表面的中央各自地设置有第一极板和第二极板，第一极板与第二极板之间留有极板间隙。上述的电容式压力敏感组件，其可具有极小的极板间距；且由于金属层所赋予的在厚度方向的塑性，可以使极板具有较高的平行度；另外，可通过将第二参考电极设置于陶瓷基板的外侧表面，不仅方便与测量电路的连接，而且充分利用了周缘的支撑面积，可使极板具有较大的面积，进一步地提高了测量精确度。技术研发人员：王小平,曹万,杨军,吴林,王红明,李凡亮,梁世豪,洪鹏,吴登峰,李兵受保护的技术使用者：武汉飞恩微电子有限公司技术研发日：20231009技术公布日：2024/7/18