基于LTCC的電容式高溫壓力傳感器的設計、制作與測試.pdf

1、基于近年來軍用民用/行業(yè)對高溫環(huán)境下的壓力信號獲取的需求日益增大，而傳統(tǒng)的壓力傳感器在高溫環(huán)境應用場合表現(xiàn)出了非常大的局限性的現(xiàn)狀，本論文提出了一種基于LTCC（低溫共燒陶瓷）的電容式高溫壓力傳感器，不僅可以解決400℃-600℃高溫環(huán)境下壓力信號讀取的難題，同時也開創(chuàng)了傳感器結構設計方面的一些新的思路與方法，對以后的MEMS結構設計和制作有著重要指導和借鑒意義
　　本論文結合國內外相關研究現(xiàn)狀，主要對LTCC高溫壓力傳感器的設計

2、，制備及關鍵工藝，以及測試三方面進行研究。
　　傳感器設計環(huán)節(jié)：介紹了LTCC高溫壓力傳感器的電磁模型和平面螺旋電感模型；根據(jù)了傳感器的力-電原理分析了傳感器在載荷下的電容變化；設計了LTCC高溫壓力傳感器的結構模型并對其進行了ANSYS仿真和理論驗證，討論該模型頻率-壓力函數(shù)關系并得出其理論靈敏度。
　　傳感器制備及關鍵工藝環(huán)節(jié)：闡述了LTCC材料和技術；分析了壓力敏感膜工藝和封口工藝兩個關鍵工藝，尤其是在壓力敏感膜工藝中

3、創(chuàng)新性的引入了填充碳膜作為犧牲層的工藝，極大程度上改進了敏感膜平整度，提升了傳感器靈敏度；介紹了LTCC電容式高溫壓力傳感器的制作過程，討論了傳感器相關優(yōu)化工藝。
　　傳感器的測試環(huán)節(jié)：搭建了負壓測試平臺，對傳感器整體形貌以及敏感膜受壓之后的形變測試和理論分析；搭建了常溫均勻壓力測試平臺，對傳感器進行了常溫下的壓力測試并對實驗結果結合理論推導進行了分析討論，在實驗中我們得到了國際領先的傳感器靈敏度；搭建了高溫壓力測試平臺，對傳感器