合金薄膜電阻應變式壓力傳感器的發展史

　　我國國防、航空航天、工業生產和自動控製，如運載火箭燃料室的壓力測量、發動機燃燒室壓力監測、供油壓力、導彈飛行的平衡控製以及石油工業的井下壓力測量等
，都需要高精度、高穩定性、耐nai惡e劣lie環huan境jing的de壓ya力li傳chuan感gan器qi，而er且qie大da多duo需xu要yao金jin屬shu彈dan性xing襯chen底di的de薄bo膜mo電dian阻zu應ying變bian壓ya力li傳chuan感gan器qi，因yin為wei金jin屬shu的de機ji械xie性xing能neng優you良liang，耐nai高gao溫wen性xing能neng和he耐nai腐fu蝕shi性xing能neng都dou很hen好hao，而er薄bo膜mo電dian阻zu應ying變bian壓ya力li傳chuan感gan器qi敏min感gan度du高gao
，能neng適shi應ying現xian代dai科ke技ji發fa展zhan的de要yao求qiu。

　　yanzhinengshiyinggezhongeliehuanjingceyayaoqiudeyazushibomochuanganqi，qiguanjianjishuzaiyuhejinminganbomodezhibei。gaodianzuwendingxingdehejinminganbomoshibaozhengyalichuanganqizaigezhongeliehuanjingxiarengjuyouwendingdegaolingmindudeguanjian。

　　壓力傳感器製備工藝進展

　　典型合金薄膜應變壓力傳感器的功能模塊主要由彈性敏感元件、zhuanhuanyuanjiandengbufenzucheng。danxingminganyuanjianshijiangbeicewuliliangyuxianzhuanhuanweiyizhongyiyubianhuanchengdianxinhaodewuliliangdebujian。zhuanhuanyuanjianshinengjiangganshoudaodewuliliangzhijiezhuanhuanchengdianxinhaodebujian。

　　合金薄膜應變壓力傳感器的工作原理可簡述為：壓(ya)力(li)引(yin)起(qi)電(dian)阻(zu)變(bian)化(hua)，通(tong)過(guo)電(dian)阻(zu)值(zhi)變(bian)化(hua)轉(zhuan)換(huan)為(wei)輸(shu)出(chu)電(dian)壓(ya)變(bian)化(hua)，實(shi)現(xian)對(dui)壓(ya)力(li)的(de)準(zhun)確(que)測(ce)量(liang)。薄(bo)膜(mo)彈(dan)性(xing)元(yuan)件(jian)質(zhi)量(liang)的(de)優(you)劣(lie)直(zhi)接(jie)影(ying)響(xiang)到(dao)傳(chuan)感(gan)器(qi)的(de)性(xing)能(neng)及(ji)精(jing)度(du)。

　　利用電阻應變效應製造的電阻應變式壓力傳感器經曆了以下3 個發展階段：絲式電阻應變壓力傳感器

、箔式電阻應變壓力傳感器和薄膜電阻應變壓力傳感器。

　　絲si式shi電dian阻zu應ying變bian壓ya力li傳chuan感gan器qi主zhu要yao由you金jin屬shu絲si作zuo為wei轉zhuan換huan元yuan件jian，用yong膠jiao粘zhan貼tie在zai敏min感gan元yuan件jian上shang。由you於yu圓yuan截jie麵mian的de金jin屬shu絲si與yu變bian形xing表biao麵mian結jie合he不bu夠gou緊jin密mi，而er且qie電dian阻zu絲si末mo段duan輸shu出chu線xian接jie頭tou不bu易yi焊han接jie，焊han接jie接jie頭tou極ji易yi損sun壞huai
，所suo以yi該gai類lei傳chuan感gan器qi壽shou命ming短duan、穩定性差
、精度不高。

　　隨(sui)著(zhe)半(ban)導(dao)體(ti)製(zhi)造(zao)技(ji)術(shu)的(de)發(fa)展(zhan)
，特(te)別(bie)是(shi)光(guang)刻(ke)技(ji)術(shu)的(de)發(fa)展(zhan)，人(ren)們(men)又(you)成(cheng)功(gong)研(yan)製(zhi)出(chu)箔(bo)式(shi)電(dian)阻(zu)應(ying)變(bian)式(shi)壓(ya)力(li)傳(chuan)感(gan)器(qi)。它(ta)的(de)轉(zhuan)換(huan)元(yuan)件(jian)是(shi)箔(bo)式(shi)應(ying)變(bian)片(pian)，其(qi)敏(min)感(gan)柵(zha)是(shi)通(tong)過(guo)光(guang)刻(ke)、腐蝕工藝等製成
，箔合金材料為康銅或改性鎳鉻合金。由於箔敏感柵斷麵為長方形, 表麵積大
、散熱性能好、柵條均勻、尺寸小、應變片薄
，所以相對於絲式電阻應變傳感器, boshidianzuyingbianshiyalichuanganqidewendutexinghejingdudouyoulefeichangdadetigao
，nengmanzuyibandezidongkongzhiheceliangdexuyao。danshi，youyuzhantiejiaobenshenguyoudequexian，jiaozaijiaogaowenduhejiaodashidudengeliehuanjingxiashiyongyidingshijianhou，qilixuexingnengmingxianbiancha，zhishichuanganqiwendingxingbiancha，rubianyuchizhizengda。suoyizhantieshichuanganqibunengmanzueliehuanjingxiashiyong。

　　隨著現代科技的飛速發展
，許多工業生產和自動控製，如運載火箭燃料室的壓力測量
、導彈飛行的平衡控製以及石油工業的井下壓力測量等
，都需要在耐高溫、耐(nai)腐(fu)蝕(shi)惡(e)劣(lie)環(huan)境(jing)下(xia)工(gong)作(zuo)的(de)壓(ya)力(li)傳(chuan)感(gan)器(qi)，這(zhe)就(jiu)促(cu)使(shi)人(ren)們(men)采(cai)用(yong)新(xin)的(de)技(ji)術(shu)和(he)工(gong)藝(yi)手(shou)段(duan)來(lai)開(kai)發(fa)製(zhi)作(zuo)新(xin)型(xing)壓(ya)力(li)傳(chuan)感(gan)器(qi)，因(yin)此(ci)金(jin)屬(shu)彈(dan)性(xing)襯(chen)底(di)的(de)金(jin)屬(shu)薄(bo)膜(mo)應(ying)變(bian)壓(ya)力(li)傳(chuan)感(gan)器(qi)便(bian)應(ying)運(yun)而(er)生(sheng)了(le)。

　　金屬薄膜應變壓力傳感器的敏感薄膜是采用真空沉積或真空濺射等方法製成：直接在彈性襯底(表麵有絕緣層的金屬或石英、雲母等無機材料)上濺射沉積一層導電金屬薄膜
，再采用光刻技術製成應變電阻
，然後在應變電阻上濺射一層SiO2、Al2O3等deng絕jue緣yuan保bao護hu膜mo來lai保bao護hu應ying變bian電dian阻zu，使shi其qi不bu暴bao露lu於yu大da氣qi，以yi免mian電dian阻zu條tiao被bei氧yang化hua。如ru果guo是shi金jin屬shu彈dan性xing襯chen底di，一yi般ban應ying首shou先xian在zai金jin屬shu彈dan性xing襯chen底di上shang濺jian射she一yi層ceng或huo多duo層ceng絕jue緣yuan膜mo(如SiO2、Si3N4、Al2O3 等)。

　　xiangduiyusishiyuboshiyalichuanganqi，bomoyingbianshiyalichuanganqizaixingnengshangyouhendatigao，nengshiyingeliedehuanjing。danshizhijiezaijinshudanxingchendishangjianshehuochenjibomoxuyaojiejue3 個問題：高質量金屬彈性襯底表麵的製備、薄膜與襯底間的強粘附性、金屬彈性襯底與納米薄膜電阻間的高絕緣性等關鍵技術。目前
，這仍然是一個尚待解決的技術難題。