陶瓷芯片 傳感器：壓電陶瓷芯片電連接方法及傳感器制造方法

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幅圖

（
54
）發(fā)明名稱

壓電陶瓷芯片電連接方法及傳感器制造方法

（
57
）摘要

?
本發(fā)明公開了壓電陶瓷芯片電連接方法及
傳感器制造方法，所述傳感器制造方法，包括，
芯片上焊接一體化連接線步驟；芯片粘接在鋁殼
腔體內(nèi)步驟；打底膠步驟；在腔體內(nèi)打發(fā)泡膠步
驟。本發(fā)明提供的技術(shù)方案所實(shí)現(xiàn)連接結(jié)構(gòu)，以
及相應(yīng)的傳感器與傳感器總成，本發(fā)明連接性能
好，生產(chǎn)制造效率高，便于使用。形成的器件性
能得以有效提升、傳感器的質(zhì)量、穩(wěn)定性和一致
性高，而且便于自動化生產(chǎn)制造，減少了生產(chǎn)工

陶瓷芯片 傳感器：陶瓷傳感器

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陶瓷傳感器
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本詞條由“科普中國”科學(xué)百科詞條編寫與應(yīng)用工作項目
審核
。
陶瓷傳感器是選用陶瓷材料的傳感器。具有下述性質(zhì)：通過控制它的成分和燒結(jié)條件等手段，陶瓷的微觀結(jié)構(gòu)比較容易調(diào)節(jié)。微觀結(jié)構(gòu)對陶瓷的所有特性都有重大影響，包括它們的電學(xué)、磁性、光學(xué)、熱學(xué)和機(jī)械性能。
中文名
陶瓷傳感器
外文名
Ceramic sensors
電磁性能
絕緣性、磁性、介電性、導(dǎo)電性
特    點(diǎn)
彈性性能高、滯后小
定    義
選用陶瓷材料的傳感器
關(guān)    于
傳感器
目錄
1
概述
2
性質(zhì)
3
陶瓷傳感器材料
?
壓電陶瓷
?
熱釋電陶瓷
陶瓷傳感器概述
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語音
陶瓷有絕緣性、磁性、介電性、導(dǎo)電性（半導(dǎo)電性）等多種電磁性能。陶瓷傳感器材料與金屬傳感器材料相比，其主要特點(diǎn)是彈性性能高、滯后小，在小位移時其耐疲勞性、長期穩(wěn)定性及耐腐蝕性均較好。陶瓷在破碎以前，其應(yīng)力一應(yīng)變關(guān)系始終保持線性，最適于制作高溫工作下的彈性元件。同時，陶瓷材料價格低廉，因此，在傳感器材料中陶瓷材料受到高度重視。陶瓷傳感器材料可分為兩類：檢測能量的物理傳感器材料和識別化學(xué)物質(zhì)及其含量的化學(xué)傳感器材料。前者敏感光、熱、壓力和聲等能量，可構(gòu)成熱、位置、速度、紅外等傳感器；后者接受化學(xué)物質(zhì)而產(chǎn)生能量變化，可構(gòu)成氣敏等傳感器。傳感器用陶瓷材料的種類較多，但大都是氧化物陶瓷。
[1]
陶瓷傳感器性質(zhì)
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語音
陶瓷傳感器是選用陶瓷材料的傳感器。具有下述性質(zhì)：通過控制它的成分和燒結(jié)條件等手段，陶瓷的微觀結(jié)構(gòu)比較容易調(diào)節(jié)。微觀結(jié)構(gòu)對陶瓷的所有特性都有重大影響，包括它們的電學(xué)、磁性、光學(xué)、熱學(xué)和機(jī)械性能。由于陶瓷材料的耐高溫和抗惡劣環(huán)境影響能力很強(qiáng)，所以常常將它們用于高溫環(huán)境下的處理過程。陶瓷主要是由價格便宜的材料制備而成的，這就是說用它生產(chǎn)的傳感器價格也將比較低廉。陶瓷的結(jié)構(gòu)特性是和下列因素密切相關(guān)的：晶粒（塊體），分隔相鄰晶粒的表面（晶粒間界），分隔晶粒表面和空間的界面，以及結(jié)構(gòu)中的孔隙。由于這些各不相同的特性，既可利用陶瓷塊體，也可利用陶瓷表面的性質(zhì)來制造傳感器。已用于傳感器制備的陶瓷材料有以下幾類：1）基于利用其晶粒物理特性的材料；2）基于利用其晶粒間界性質(zhì)的材料；3）基于利用其表面特性的陶瓷材料。
陶瓷傳感器陶瓷傳感器材料
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語音
作為敏感材料的陶瓷與瓷器、玻璃、磚瓦水泥等傳統(tǒng)陶瓷不同，它是一類由高純度原料微粒摻合并經(jīng)精密燒結(jié)而成，對外界條件變化特別敏感的材料。陶瓷敏感材料又稱做電子陶瓷，不僅具有對磁性、溫度、壓力和光強(qiáng)變化敏感的特性，還具有經(jīng)濟(jì)、耐腐蝕、硬度高、易成型以及高溫性能穩(wěn)定等優(yōu)點(diǎn)，電子陶瓷包括壓電陶瓷、熱釋電陶瓷、半導(dǎo)體陶瓷等。
陶瓷傳感器壓電陶瓷
壓電材料有單晶和多晶兩種，前者以石英晶體為代表，其特點(diǎn)是溫度穩(wěn)定性和老化性能好，且Q值極高，后者以鋯鈦酸鉛壓電陶瓷為代表，其特點(diǎn)是容易制作，性能可調(diào)，便于批量生產(chǎn)。壓電陶瓷是多晶體。
是最早發(fā)現(xiàn)的壓電陶瓷，它由
和
按1:1摩爾分子比例混合燒結(jié)而成。其壓電性、介電常數(shù)及電阻率都很高，價格便宜，但當(dāng)溫度高于393 K時，突然失去壓電特性（此溫度叫做居里溫度），故BaTi03的溫度穩(wěn)定性差。
是“一元系”壓電陶瓷代表。由
和
按Ti：Zr=47：53的摩爾分子比組成的雙成分系固溶體為二元系壓電陶瓷代表，簡稱PZT。它的居里溫度為573 K，性能穩(wěn)定，具有很好的壓電性和很高的介電常數(shù)。在PZT中加入一定量的Pb（
，
）
構(gòu)成三成分陶瓷，簡稱PMN。PMN屬三元系陶瓷，居里點(diǎn)為533 K，壓電性很強(qiáng)，能承受
Pa的壓力。壓電陶瓷材料已廣泛用于力敏、聲敏、熱敏、光敏、濕敏和氣敏等傳感器。
陶瓷傳感器熱釋電陶瓷
一些陶瓷材料在紅外線照射下具有明顯的熱釋電效應(yīng)。用這類材料可以制成紅外線敏感器件。熱釋電陶瓷紅外線敏感器件的特點(diǎn)有：①非接觸檢測、靈敏度高、檢測溫度范圍寬（一80～1500℃）；②能在常溫下工作；③響應(yīng)快。熱釋電材料種類繁多，但當(dāng)今實(shí)用化的材料還僅是
和PZT陶瓷，以及
單晶。
是鐵電體，它有居里點(diǎn)高、自發(fā)極化和介電常數(shù)大等特點(diǎn)，有望成為高溫、高頻壓電材料。純
燒結(jié)困難，必須摻入
、
，或添加
和
的組合物，這樣即可獲得紅外線敏感元件的實(shí)用材料。另外，由于近年來單晶生長技術(shù)的進(jìn)步，現(xiàn)在已能提供便宜的優(yōu)良
單晶材料。
[2]
詞條圖冊
更多圖冊
參考資料
1.

張洪潤主編  傅瑾新  呂泉  張亞凡副主編,傳感器技術(shù)大全  （上冊）,北京航空航天大學(xué)出版社,2007年10月第1版,第250頁
2.

何金田，張斌主編,傳感器原理與應(yīng)用課程設(shè)計指南,哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社,2009.1,27-28

陶瓷芯片 傳感器：陶瓷壓力傳感器

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陶瓷壓力傳感器
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抗腐蝕的陶瓷壓力傳感器沒有液體的傳遞，壓力直接作用在陶瓷膜片的前表面，使膜片產(chǎn)生微小的形變，厚膜電阻印刷在陶瓷膜片的背面，連接成一個惠斯通電橋（閉橋），由于壓敏電阻的壓阻效應(yīng)，使電橋產(chǎn)生一個與壓力成正比的高度線性、與激勵電壓也成正比的電壓信號，標(biāo)準(zhǔn)的信號根據(jù)壓力量程的不同標(biāo)定為2.0 / 3.0 / 3.3 mV/V等，可以和應(yīng)變式傳感器相兼容。
中文名
陶瓷壓力傳感器
特    點(diǎn)
溫度穩(wěn)定性和時間穩(wěn)定性
補(bǔ)償溫度
0～70℃
組成部分
瓷環(huán)、陶瓷膜片和陶瓷蓋板
目錄
1
工作原理
2
基本結(jié)構(gòu)
3
基本特性
4
適用場合
5
性能特點(diǎn)
6
技術(shù)參數(shù)
7
常用量程
陶瓷壓力傳感器工作原理
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語音
通過激光標(biāo)定，傳感器具有很高的溫度穩(wěn)定性和時間穩(wěn)定性，傳感器自帶溫度補(bǔ)償0～70℃，并可以和絕大多數(shù)介質(zhì)直接接觸。
陶瓷壓力傳感器基本結(jié)構(gòu)
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語音
陶瓷壓力傳感器主要由瓷環(huán)、陶瓷膜片和陶瓷蓋板三部分組成。陶瓷膜片作為感力彈性體，采用95%的AL2O3瓷精加工而成，要求平整、均勻、質(zhì)密，其厚度與有效半徑視設(shè)計量程而定。瓷環(huán)采用熱壓鑄工藝高溫?zé)瞥尚?。陶瓷膜片與瓷環(huán)之間采用高溫玻璃漿料，通過厚膜印刷、熱燒成技術(shù)燒制在一起，形成周邊固支的感力杯狀彈性體，即在陶瓷的周邊固支部分應(yīng)形成無蠕變的剛性結(jié)構(gòu)。在陶瓷膜片上表面，即瓷杯底部，用厚膜工藝技術(shù)做成傳感器的電路。陶瓷蓋板下部的圓形凹槽使蓋板與膜片之間形成一定間隙，通過限位可防止膜片過載時因過度彎曲而破裂，形成對傳感器的抗過載保護(hù)。
[1]
陶瓷壓力傳感器基本特性
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語音
陶瓷是一種公認(rèn)的高彈性、抗腐蝕、抗磨損、抗沖擊和振動的材料。陶瓷的熱穩(wěn)定特性及它的厚膜電阻可以使它的工作溫度范圍高達(dá)-40～135℃，而且具有測量的高精度、高穩(wěn)定性。電氣絕緣程度>2kV，輸出信號強(qiáng)，長期穩(wěn)定性好。高特性，低價格的陶瓷傳感器將是壓力傳感器的發(fā)展方向，在歐美國家有全面替代其它類型傳感器的趨勢，在中國也越來越多的用戶使用陶瓷傳感器替代擴(kuò)散硅壓力傳感器。
陶瓷壓力傳感器適用場合
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語音
過程控制、環(huán)境控制、液壓和氣動設(shè)備、伺服閥門和傳動、化學(xué)制品和化學(xué)工業(yè)及醫(yī)用儀表等眾多領(lǐng)域。熱噴涂耐高溫陶瓷涂層最能體現(xiàn)熱噴涂技術(shù)特點(diǎn)，應(yīng)用效果最突出，是影響最大的一個應(yīng)用領(lǐng)域。1.熱障涂層(TBCs)燃?xì)廨啓C(jī)的受熱部件，如葉片、噴嘴和燃燒室處于高溫、氧化和高速氣流沖蝕等惡劣環(huán)境中。對于承受溫度高達(dá)1 100 ℃的燃?xì)廨啓C(jī)部件，已超過了鎳基高溫合金使用的極限溫度(1 075 ℃)。有效辦法就是涂覆絕熱性好的高熔點(diǎn)陶瓷涂層，為高溫合金基體穿上“防火鎧甲”，起絕熱屏蔽作用。這稱為熱障涂層。熱障涂層的基本要求是：(1) 耐高溫；(2) 抗高溫氧化；(3) 與金屬基體結(jié)合牢固；(4) 熱導(dǎo)率低，絕熱性好；(5) 熱膨脹系數(shù)與金屬基體匹配好，耐熱循環(huán)次數(shù)高。實(shí)踐表明，采用MCrAlY合金作粘結(jié)底層，噴涂Y2O3部分穩(wěn)定的ZrO2絕熱陶瓷涂層，涂層堅硬、致密，抗高溫燃?xì)鉀_蝕和抗熱震性能優(yōu)異，即使在1 650 ℃高溫下長期使用，其熱穩(wěn)定性和化學(xué)穩(wěn)定性都很好。Y2O3ZrO2中加入少量CeO能進(jìn)一步改善涂層的抗熱震性能。在使用溫度更低一些的情況下，可采用MgO或CaO穩(wěn)定的ZrO2作熱障陶瓷障礙層。對熱障涂層的粘結(jié)底層進(jìn)行預(yù)氧化處理，對熱障陶瓷涂層進(jìn)行滲鋁處理，對面層陶瓷涂層進(jìn)行激光重熔改性處理以及發(fā)展多層或梯度功能涂層，是熱障涂層領(lǐng)域的一些最新發(fā)展。熱障涂層主要用于航空、艦船及陸用燃?xì)廨啓C(jī)的受熱部件，現(xiàn)正推廣應(yīng)用于民用內(nèi)燃機(jī)、增壓渦輪、冶金工業(yè)用噴氧槍等領(lǐng)域。2　可磨耗密封涂層現(xiàn)代航空發(fā)動機(jī)采用壓氣機(jī)使空氣增壓升溫，高溫壓縮空氣進(jìn)入燃燒室使燃料充分燃燒是提高發(fā)動機(jī)的功率和熱效率的主要措施之一。采用熱噴涂技術(shù)在壓氣機(jī)渦殼內(nèi)表面噴涂可磨耗密封涂層，與壓氣機(jī)葉片尖部的硬質(zhì)涂層形成一對可磨耗密封磨損副，在運(yùn)行過程中能形成理想的徑向氣流間隙，獲得最大的壓差，從而顯著提高發(fā)動機(jī)的功率，降低航空汽油的消耗，提高發(fā)動機(jī)整機(jī)一次試車合格率。這是熱噴涂技術(shù)在航空發(fā)動機(jī)領(lǐng)域重大的應(yīng)用成果之一。隨著壓縮空氣溫度的逐級升高，可磨耗密封涂層的使用溫度從300 ℃提到1100 ℃，現(xiàn)代可磨耗密封涂層的最高溫度已達(dá)1350 ℃。AlSi-聚苯脂、鎳/石墨、Ni/硅藻土、NiCrAl/BN、Y2O3．ZrO2-BN等復(fù)合粉末系列材料已獲得成功的應(yīng)用。其中，尤以高溫可磨耗密封涂層的工作條件最為惡劣，要承受1 000～1 350 ℃的高溫，遭受2～3倍音速的高溫氣流的沖蝕，受到超過300 m/s線速度的葉片尖部刮削而不會發(fā)生剝落。因此，除了必須具備耐高溫涂層應(yīng)有的耐高溫、抗氧化、耐熱震、呈化學(xué)惰性、結(jié)合牢固的性能外，其最主要的特點(diǎn)就是質(zhì)軟(通常涂層的表面洛氏硬度在50～80 HR15Y)、多孔(孔隙率約為25%～30%)。熱噴涂可磨耗密封涂層技術(shù)可用于壓縮機(jī)行業(yè)的旋轉(zhuǎn)壓氣部件的間隙控制等民用工業(yè)領(lǐng)域。3　抗高溫粘著磨損涂層退火爐輥、熱處理爐爐輥、連鑄機(jī)拉伸輥、支承輥、燒結(jié)爐輥等高溫輥?zhàn)?，多?00～1 200 ℃高溫下運(yùn)行。在這樣的高溫下，鋼鐵軟化并在表面生成氧化鐵鱗，同時爐輥的高溫硬度也顯著降低。當(dāng)軟態(tài)的高溫鋼件特別是鋼帶在爐輥上運(yùn)動甚至輕微滑動時，就會因高溫粘著而產(chǎn)生結(jié)瘤，這種結(jié)瘤在剪切力的作用下脫落為磨料，使鋼件(帶)表面產(chǎn)生劃痕、劃傷、犁溝、凹陷等缺陷。這些缺陷在后續(xù)的表面光軋輥上往往難以消除，將最終影響熱軋鋼帶的質(zhì)量。采用高速燃?xì)饣鹧鎳娡?HVOF)、爆炸噴涂(DGS)或等離子噴涂技術(shù)，在高溫爐輥表面噴涂特種陶瓷或金屬陶瓷涂層，具有優(yōu)異的耐高溫、抗氧化、抗粘著、防結(jié)瘤和自清理凈化性能，既可顯著提高爐輥使用壽命，又能生產(chǎn)表面光潔質(zhì)量優(yōu)良的鋼材，如優(yōu)質(zhì)硅鋼板、優(yōu)質(zhì)汽車薄板和熱浸鍍薄板等。熱軋不銹鋼帶退火爐爐輥，噴涂含BN的金屬陶瓷涂層，其耐高溫磨損性能可提高4倍以上。在日本，鋼鐵工業(yè)應(yīng)用熱噴涂技術(shù)的主要對象是各種輥?zhàn)?，熱噴涂的輥?zhàn)诱既繜釃娡坎考?5%以上，具有極其顯著的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效果。如退火爐導(dǎo)輥，過去平均每月停機(jī)檢修30 min，噴涂后則可保持3年內(nèi)不檢修，并極大地提高了帶鋼的品質(zhì)。日本鋼鐵公司熱噴涂退火爐輥的比率，從1982年時的20%上升到1989年的100%，而帶鋼因結(jié)瘤等引起的廢次品率則由80%下降到0。4　抗高溫熔融金屬或熔體侵蝕涂層各種金屬熔煉用爐襯材料，基本上都是陶瓷耐火材料，這是因?yàn)樗粌H具有熔點(diǎn)高、高溫化學(xué)性能穩(wěn)定等特點(diǎn)，還具有與熔體潤濕角小、甚至不潤濕的特點(diǎn)。利用這些特性，對在熔池內(nèi)使用的金屬制件如熱浸鍍槽內(nèi)的沉沒輥、穩(wěn)定輥，熔池攪拌器、吹管、熱電偶套管、熱壓鑄模具等表面，噴涂耐火陶瓷或金屬陶瓷涂層，就能獲得性能優(yōu)異的耐高溫熔融金屬或熔體侵蝕涂層。例如，熱浸鍍鋁槽內(nèi)的沉沒輥和穩(wěn)定輥，由于鋁液具有極高的化學(xué)活性，能與多種金屬發(fā)生鋁熱反應(yīng)形成金屬間化合物，被稱為金屬的“溶劑”。因此，金屬合金爐輥在鍍鋁槽中腐蝕極快，使用壽命僅5～10天。采用熱噴涂特種陶瓷涂層，德國人認(rèn)為是唯一有效的解決辦法，使用壽命可提高到20～30天。5　抗腐蝕磨損石油、化工、制藥、造紙、印染、冶金、建材、海洋開發(fā)、環(huán)保等部門使用的許多機(jī)械設(shè)備，因受到各種化學(xué)介質(zhì)、腐蝕性氣體和海水等的作用而被腐蝕，腐蝕產(chǎn)物成為磨粒，與外來微?；蚍蹓m，或介質(zhì)生產(chǎn)過程中的結(jié)晶晶體一起，都能使相對運(yùn)動的機(jī)械零部件的表面之間既產(chǎn)生腐蝕又產(chǎn)生磨損。磨料使金屬表面產(chǎn)生“犁皺”、“劃傷”而裸露新生表面使腐蝕加速，腐蝕產(chǎn)物又成為磨粒加速磨損。由于腐蝕和磨損同時起破壞作用，相互促進(jìn)，更加快了這類機(jī)械零部件的過早失效，甚至釀成重大事故。在腐蝕磨損工況條件下，不銹鋼或鈦合金的耐蝕性雖好，但不耐磨。工業(yè)上廣泛采用鍍硬鉻，但鍍硬鉻存在三大缺點(diǎn)：(1) 工藝流程長，工序多，占地面積大，沉積速率低，難于沉積厚涂層。材料保護(hù)(2) 在260 ℃以上，鍍鉻層會發(fā)生軟化，耐磨性顯著下降。局部無油臨界潤滑或磨粒劃傷都會使鍍層出現(xiàn)局部過熱而軟化，拉成溝槽；(3) 環(huán)境污染。鍍鉻中產(chǎn)生的幾種危害環(huán)境的有毒廢棄物(如六價鉻等)加劇水、土壤和空氣的污染。鉻的化合物大都含有較強(qiáng)的致癌物質(zhì)，其毒性比業(yè)已在大部分工業(yè)上禁止使用的亞甲氯化物還高4個數(shù)量級。顯然，盡可能取代電鍍硬鉻技術(shù)已成為迫在眉睫的任務(wù)。熱噴涂陶瓷涂層和金屬陶瓷涂層不僅具有高的硬度，優(yōu)異的耐蝕性，而且摩擦系數(shù)小，能耗低，對密封填料的磨損小，涂層硬度和耐磨性不會因?yàn)榫植窟^熱而降低。因此，它在抗腐蝕磨損領(lǐng)域正在成為電鍍硬鉻技術(shù)的最強(qiáng)有力的競爭者和取代者。例如，化工廠用高壓往復(fù)計量泵柱塞，采用等離子噴涂Al2O3．TiO2復(fù)合氧化物陶瓷涂層，其使用壽命比原用鍍鉻柱塞提高6倍，密封填料的壽命也提高3倍。大型水庫、水電站及海洋開發(fā)用液壓啟閉機(jī)液壓缸的大型活塞桿，采用等離子噴涂陶瓷涂層代替鍍硬鉻，可以達(dá)到高質(zhì)量、長壽命、免維修，在德國已成為這一領(lǐng)域的先進(jìn)制造技術(shù)，已制造出長16 m、重10 t以上的超大型陶瓷涂覆活塞桿及相應(yīng)的液壓啟閉機(jī)。大型推土機(jī)用液壓活塞桿、軋鋼機(jī)用液壓活塞桿、建筑瓷磚壓坯用液壓機(jī)活塞桿、水輪機(jī)葉輪軸和磨環(huán)、電樞軸頭、磨床軸、燃油泵軸、抗咬死軸套、活塞環(huán)、凸輪隨動件等，在低應(yīng)力滑動磨損和腐蝕工況下，幾乎所有原用鍍鉻的制品都可以用熱噴涂陶瓷或金屬陶瓷涂層代替。6　耐纖維磨損涂層6.1　耐紡織纖維磨損陶瓷涂層現(xiàn)代紡織機(jī)械特別是化纖機(jī)械，向高速、輕質(zhì)、節(jié)能方向發(fā)展。紡絲過程中，各種導(dǎo)絲、紡絲部件，為了減輕重量，提高轉(zhuǎn)速和降低能耗，多采用鋁合金制造，其表面遭受很細(xì)的高速化纖絲(達(dá)700～1 000 m/s)的磨損而形成溝槽，更換不僅造成停機(jī)損失，而且影響紡絲的質(zhì)量和等級。在化纖紡機(jī)的導(dǎo)絲部件表面，采用等離子噴涂Al2O3基復(fù)合陶瓷涂層，經(jīng)處理獲得“桔皮狀”外觀形貌，達(dá)到Ra約為1.5 μm的表面粗糙度。這種陶瓷涂層的突出特點(diǎn)是：(1) 具有優(yōu)異的耐高速纖維磨損的性能，使用壽命比鍍鉻件提高5倍；(2) 具有適度的摩擦力，能對纖維施以適度的“捻力”，使纖維達(dá)到必要的強(qiáng)度和韌度；(3) 具有適度的表面粗糙度，能使纖維獲得必要的“絨度”，達(dá)到染色性能好，有一定的吸濕性等。由于陶瓷涂層的這些特點(diǎn)，使化纖機(jī)械關(guān)鍵基礎(chǔ)零部件的壽命比原用鍍鉻件提高了5倍，生產(chǎn)達(dá)到了一個新的水平。捷克國應(yīng)用這一技術(shù)，使其化纖機(jī)械的出口更具競爭性。6.2耐金屬拉絲磨損涂層金屬拉絲工業(yè)如鋼絲、鋼絲繩和電線電纜生產(chǎn)等都使用大量的導(dǎo)絲輪和輥。金屬絲在其表面高速滑動并發(fā)生冷作硬化，對導(dǎo)輪接觸面產(chǎn)生很強(qiáng)的摩擦磨損，以致產(chǎn)生“犁溝”、凹坑等缺陷，造成壽命低，更換維修頻繁并影響拉絲質(zhì)量等弊端。采用超音速火焰噴涂或爆炸噴涂技術(shù)，在金屬拉絲導(dǎo)輪表面噴涂含Wc的硬質(zhì)合金涂層，具有很高的硬度和耐磨特性，壽命提高5～10倍，獲得了很大的成功。6.3　親水與介電涂層現(xiàn)代造紙和印刷機(jī)械，盡管運(yùn)行速度很高，但因負(fù)荷輕，故均處于低應(yīng)力狀態(tài)，特別適用于熱噴涂涂層。等離子噴涂陶瓷涂層技術(shù)，在國外的造紙和印刷機(jī)輥?zhàn)由弦殉晒?yīng)用多年，應(yīng)用面正日益擴(kuò)大，這是因?yàn)樘沾赏繉泳哂性S多特點(diǎn)：高耐磨蝕性；高選擇性潤濕性、親水性；高電絕緣與介電性；高防粘性；高可刻蝕性及圖紋清晰性；保持適度粗糙度的紙張咬入性等。例如彩色膠印機(jī)水輥噴涂陶瓷涂層，不僅耐磨、耐油墨腐蝕，且經(jīng)刻蝕后留下的陶瓷涂層部分，由于親水性好，能在其表面形成一層薄薄的水膜，防止油墨混入，無陶瓷涂層的刻蝕輥面則為油墨覆蓋，因而能獲得圖像清晰的彩色印刷品，不串色。又如塑料薄膜電刻蝕用電暈處理機(jī)輥?zhàn)?，需要?～2×104 V下運(yùn)行。輥?zhàn)颖砻鎳娡扛呓殡娞沾赏繉樱瑵M足了這一需要。等離子噴涂陶瓷涂層的表面粗糙度，噴涂約為2～5 μm，磨削后可達(dá)Ra 0.13～0.20μm，精研后可達(dá)0.03～0.10 μm，可滿足不同等級紙張生產(chǎn)的需要。從以上幾個應(yīng)用領(lǐng)域足見，熱噴涂高性能陶瓷涂層具有廣闊的市場和巨大的經(jīng)濟(jì)效益。在高新技術(shù)領(lǐng)域的應(yīng)用及潛力展望熱噴涂高性能陶瓷涂層技術(shù)，正在高科技領(lǐng)域展露頭角，它將帶動和促進(jìn)一系列高科技技術(shù)的發(fā)展和興起。高溫超導(dǎo)體制件具有高臨界電阻溫度的復(fù)合氧化物超導(dǎo)陶瓷材料的發(fā)現(xiàn)，是80年代材料領(lǐng)域的重大突破。釔鋇銅氧超導(dǎo)陶瓷材料的零電阻溫度tc>90 K(高于液氮溫度)，磁轉(zhuǎn)變溫度tB>96 K。等離子噴涂超導(dǎo)陶瓷涂層獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)為：沉積速率高，容易制備厚涂層和大面積涂層，能夠噴涂具有復(fù)雜形狀的超導(dǎo)制件，可直接在大氣中噴涂，不需保護(hù)氣體，是實(shí)現(xiàn)超導(dǎo)材料實(shí)用化的很有希望的工藝。等離子噴涂釔鋇銅氧(YBaCuO)、鉍鍶鈣銅氧(BiSrCaCuO)超導(dǎo)陶瓷涂層都已有應(yīng)用成功的報道。在磁屏蔽、微波元件、各類傳感器、量子電子器件等方面，展示出很好的應(yīng)用前景。采用等離子噴涂技術(shù)制造濺射用靶材，如用于物理氣相沉積(PVD)的釔鋇銅氧(YBa2Cu3Ox)靶，能夠制造出高性能的超導(dǎo)薄膜，其臨界電流密度高達(dá)105～106 A/cm2。6.4 在微電子工業(yè)中金屬-陶瓷復(fù)合材料是微電子工業(yè)基板材料的一種理想材料。在金屬板(如科伐合金、銅、鋁、鋼)上熱噴涂絕緣陶瓷涂層，具有高熱導(dǎo)率的金屬能將強(qiáng)電流所產(chǎn)生的熱發(fā)散開，而陶瓷涂層則提供很好的介電絕緣性能。以銅板上噴涂Al2O3陶瓷涂層為例，其總熱導(dǎo)率比在相同厚度銅板上燒結(jié)氧化鋁層的總熱導(dǎo)率高5倍，這十分有利于集成電路板的散熱和提高功率。美國已能噴涂25 mm×25 mm介電陶瓷涂層復(fù)合電路板，并達(dá)到5×104件的批量生產(chǎn)規(guī)模。6.5 生物醫(yī)學(xué)功能陶瓷涂層人們生活水平的提高和人類平均壽命延長對人工骨骼的需要日增。以前采用不銹鋼或鈦合金等金屬骨架，鑲植入人體內(nèi)以替換損壞的骨骼，但存在耐體液腐蝕性不足，與肌肉細(xì)胞組織不親合而產(chǎn)生積水等問題。現(xiàn)代研究表明，構(gòu)成生物體硬組織的晶體是磷灰石類無機(jī)陶瓷材料。在金屬基體上等離子噴涂生物醫(yī)學(xué)功能陶瓷涂層，具有以下特點(diǎn)：(1) 對生物體無毒，適于體內(nèi)安全使用；(2) 對生物體和細(xì)胞有良好的適應(yīng)性和親和性，不會產(chǎn)生副作用；(3) 耐人體體液腐蝕；(4) 耐長期使用過程中的磨損；(5) 具有人體運(yùn)動所必須的強(qiáng)度、韌性等力學(xué)性能；(6) 噴涂層的多孔性和粗糙表面有利于生物體組織向人工骨骼表面的生長和親和。因此，熱噴涂金屬基生物陶瓷涂層的人工骨骼，是比較理想的人工骨骼材料，已在人體股骨、髖關(guān)節(jié)、肘關(guān)節(jié)、骨盆、人造牙齒等方面臨床應(yīng)用試驗(yàn)成功，美國人稱為“醫(yī)學(xué)生物功能材料的一場革命。”熱噴涂高性能陶瓷涂層技術(shù)，在國外是一項已獲得相當(dāng)廣泛應(yīng)用及效益突出的高新技術(shù)，在我國還剛剛起步。誠然，沒有“點(diǎn)石成金”，“泥土變金”的魔方，但采用熱噴涂陶瓷涂層技術(shù)，以很少的物耗獲得高的附加值，開拓巨大的潛在市場，無疑可達(dá)到事半功倍的效果。
陶瓷壓力傳感器性能特點(diǎn)
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語音
堅固的陶瓷敏感膜片零點(diǎn)、滿量程激光標(biāo)定卓越的抗腐蝕、抗磨損性能抗沖擊、抗震動高精度、高穩(wěn)定性寬的工作溫度范圍體積小巧，易封裝最具競爭力的價格
陶瓷壓力傳感器技術(shù)參數(shù)
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語音
供電電壓：5～30VDC橋臂電阻：11k±20%量程范圍：100kPa～60Mpa響應(yīng)時間：<1mS綜合誤差(包括：線性、遲滯、重復(fù)性)：0.2～0.4FS%零點(diǎn)輸出：0±0.2mV/V滿量程輸出：2.0～4.8mV/V溫度特性(溫補(bǔ)范圍：0～70℃)：±0.015 %FS/℃穩(wěn)定性：

陶瓷壓力傳感器的簡單介紹
．傳感器之家．2012-7-12[引用日期2013-05-04]

陶瓷芯片 傳感器：陶瓷電路板與MEMS傳感器的不解之緣

陶瓷電路板作為新一代大規(guī)模集成電路以及功率電子模塊的理想封裝材料。廣泛的應(yīng)用于我們的生活中，擁有著各式各樣的應(yīng)用，今天我們就來討論陶瓷電路板的實(shí)際應(yīng)用之一 ——MEMS傳感器。
什么是MEMS傳感器？
MEMS傳感器是基于微機(jī)電系統(tǒng)的典型傳感器件。它是指可以批量制造的，集微結(jié)構(gòu)、微傳感器、微執(zhí)行器以及信號處理和控制電路于一體的器件或系統(tǒng)。其特征尺寸一般在0.1μm～100μm范圍。MEMS集成了當(dāng)今科學(xué)技術(shù)的許多尖端成果，MEMS傳感器不僅能夠感知被測參數(shù)，將其轉(zhuǎn)換成方便度量的信號，而且能對所得到的信號進(jìn)行分析、處理和識別、判斷，因此形象地被稱為智能傳感器。
MEMS的廣泛應(yīng)用
應(yīng)用于汽車電子
MEMS壓力傳感器主要應(yīng)用在測量氣囊壓力、燃油壓力、發(fā)動機(jī)機(jī)油壓力、進(jìn)氣管道壓力及輪胎壓力。這種傳感器用單晶硅作材料，以采用MEMS技術(shù)在材料中間制作成力敏膜片，然后在膜片上擴(kuò)散雜質(zhì)形成四只應(yīng)變電阻，再以惠斯頓電橋方式將應(yīng)變電阻連接成電路，來獲得高靈敏度。車用MEMS壓力傳感器有電容式、壓阻式、差動變壓器式、聲表面波式等幾種常見的形式。而MEMS加速度計的原理是基于牛頓的經(jīng)典力學(xué)定律，通常由懸掛系統(tǒng)和檢測質(zhì)量組成，通過微硅質(zhì)量塊的偏移實(shí)現(xiàn)對加速度的檢測，主要用于汽車安全氣囊系統(tǒng)、防滑系統(tǒng)、汽車導(dǎo)航系統(tǒng)和防盜系統(tǒng)等，其中，電容式MEMS加速度計具有靈敏度高、受溫度影響極小等特點(diǎn)，是MEMS微加速度計中的主流產(chǎn)品。微陀螺儀是一種角速率傳感器，主要用于汽車導(dǎo)航的GPS信號補(bǔ)償和汽車底盤控制系統(tǒng)，主要有振動式、轉(zhuǎn)子式等幾種。應(yīng)用最多的屬于振動陀螺儀，它利用單晶硅或多晶硅的振動質(zhì)量塊在被基座帶動旋轉(zhuǎn)時產(chǎn)生的哥氏效應(yīng)來感測角速度。例如汽車在轉(zhuǎn)彎時，系統(tǒng)通過陀螺儀測量角速度來指示方向盤的轉(zhuǎn)動是否到位，主動在內(nèi)側(cè)或者外側(cè)車輪上加上適當(dāng)?shù)闹苿右苑乐蛊嚸撾x車道，通常，它與低加速度計一起構(gòu)成主動控制系統(tǒng)。
應(yīng)用于智能穿戴設(shè)備
在運(yùn)動員的日常訓(xùn)練中，MEMS傳感器可以用來進(jìn)行3D人體運(yùn)動測量，對每一個動作進(jìn)行記錄，教練們對結(jié)果分析，反復(fù)比較，以便提高運(yùn)動員的成績。隨著MEMS技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展，MEMS傳感器的價格也會隨著降低，這在大眾健身房中也可以廣泛應(yīng)用。在滑雪方面，3D運(yùn)動追蹤中的壓力傳感器、加速度傳感器、陀螺儀以及GPS可以讓使用者獲得極精確的觀察能力，除了可提供滑雪板的移動數(shù)據(jù)外，還可以記錄使用者的位置和距離。在沖浪方面也是如此，安裝在沖浪板上的3D運(yùn)動追蹤，可以記錄海浪高度、速度、沖浪時間、漿板距離、水溫以及消耗的熱量等信息。
應(yīng)用在智能領(lǐng)域
現(xiàn)在，越來越多的MEMS傳感器被應(yīng)用到手機(jī)中來提高手機(jī)的用戶體驗(yàn)。高端手機(jī)普遍已經(jīng)裝配有加速度傳感器、壓力傳感器、陀螺儀、硅麥克風(fēng)、指紋傳感器、距離傳感器，環(huán)境光傳感器、磁傳感器等數(shù)種MEMS產(chǎn)品。我們來淺談其中一種應(yīng)用——于手機(jī)攝影中的應(yīng)用。手機(jī)攝影帶給我們走到哪兒拍到哪兒的便捷，但是面對復(fù)雜的環(huán)境、多樣的拍照場景，人手拍照有無法避免的抖動，像是走著跑著躺著拍照，或者把手伸長、手握自拍桿自拍，無論哪種抖動，都會造成畫面的模糊失真，在MEMS應(yīng)用在手機(jī)攝影之前，手機(jī)攝像頭主要由音圈馬達(dá)移動鏡頭組的方式實(shí)現(xiàn)防抖(簡稱鏡頭防抖技術(shù))，受到很大的局限。而隨著MEMS傳感器在手機(jī)攝影上的成功應(yīng)用，將另一個在市場上較高端的防抖技術(shù)：多軸防抖成功的移植到了手機(jī)上，即利用移動圖像傳感器補(bǔ)償抖動，在拍攝過程中，透過陀螺儀感知拍照過程中的瞬間抖動，依靠精密算法，計算出馬達(dá)應(yīng)做的移動幅度并在百分之一秒內(nèi)做出快速補(bǔ)償。憑借MEMS快速、精準(zhǔn)控制的技術(shù)優(yōu)勢，哪怕設(shè)備在較大幅度抖動的時候手機(jī)仍然可以呈現(xiàn)出清晰銳麗的圖片。
斯利通陶瓷電路板，全方面保駕護(hù)航。
眾所周知，傳感器越是，微型化、集成化就越對散熱性能有嚴(yán)苛的要求，MEMS不僅對散熱性能要求很高，同時在工作環(huán)境也會影響它們的性能。也正是因?yàn)檫@樣，陶瓷電路板與MEMS就這么結(jié)下了不解之緣。
應(yīng)用于汽車電子
斯利通陶瓷電路板,陶瓷與芯片的熱膨脹系數(shù)接近，且陶瓷不含有機(jī)成分使用壽命長，即使在汽車高溫，高壓，高震動，高化學(xué)腐蝕的環(huán)境下仍然可以保護(hù)設(shè)備正常運(yùn)作，有效的延長產(chǎn)品的使用周期，減少維護(hù)費(fèi)用，進(jìn)一步提升產(chǎn)品質(zhì)量。
應(yīng)用于移動設(shè)備以及智能穿戴設(shè)備
斯利通氮化鋁（AlN）陶瓷電路板具有高導(dǎo)熱系數(shù)（導(dǎo)熱率180 W/（m-K）~ 260 W/（m-K）），可以有效滿足MEMS傳感器高散熱的需求，與此同時斯利通旗下生產(chǎn)的陶瓷電路板線/間距(L/S)分辨率可以做到20μm，且支持定制，可以更好的實(shí)現(xiàn)MEMS傳感器設(shè)備的集成化、微型化，從而滿足當(dāng)下移動設(shè)備以及智能穿戴設(shè)備的輕、薄化的硬性需求。
MEMS傳感器市場火熱
近年來，受益于汽車電子、消費(fèi)電子、醫(yī)療電子、光通信、工業(yè)控制、儀表儀器等市場的高速成長，智能終端、智能汽車、生物醫(yī)療等在內(nèi)的眾多新興領(lǐng)域終端應(yīng)用市場的擴(kuò)張，傳統(tǒng)傳感器已無法持續(xù)地滿足終端應(yīng)用領(lǐng)域日漸變化的需求。作為采用微電子和微機(jī)械加工技術(shù)制造出來的新型傳感器，與傳統(tǒng)的傳感器相比，MEMS傳感器憑借它體積小、重量輕、成本低、功耗低、可靠性高、適于批量化生產(chǎn)、易于集成和實(shí)現(xiàn)智能化的優(yōu)點(diǎn)，應(yīng)用越來越廣泛，需求量與日俱增，MEMS行業(yè)發(fā)展勢頭越發(fā)迅猛。2018年，全球MEMS市場規(guī)模約為2570萬美元，預(yù)計到2026年全球MEMS市場規(guī)模將超過6060萬美元，2019-2026年年均復(fù)合增長率在10.4%。就MEMS的出貨量而言，預(yù)計到2023年全球MEMS的平均復(fù)合增長率在20%以上，增速超過半導(dǎo)體市場。
未來，助推全球MEMS持續(xù)增長的動力主要因素有三點(diǎn)：一是全球主要市場對于汽車安全及智能化的需求逐年增加，推動MEMS市場的持續(xù)增長;二是受工業(yè)4.0和智慧家庭的影響，工業(yè)和家具類的自動化產(chǎn)品對于MEMS的需求巨大;三是可穿戴設(shè)備、無人機(jī)/機(jī)器人的日益普及和在各領(lǐng)域的滲透率進(jìn)一步提高。
2018-2026年全球MEMS傳感器市場規(guī)模及預(yù)測（單位：萬美元）
MEMS被認(rèn)為是21世紀(jì)最有前途的技術(shù)之一，通過將硅基微電子技術(shù)與微機(jī)械技術(shù)相結(jié)合，MEMS有可能徹底改變工業(yè)產(chǎn)品和消費(fèi)品。它的技術(shù)和基于微系統(tǒng)的設(shè)備有可能極大地影響我們所有人的生活方式。斯利通作為一家專業(yè)從事陶瓷電路板研發(fā)、生產(chǎn)、銷售為一體的高新技術(shù)企業(yè)，衷心的希望在陶瓷PCB的幫助下，MEMS傳感器可以更好的改變我們的生活。