采用金属定电极的电极单端悬浮型电容压力传感器制造技术

本发明专利技术涉及一种采用金属定电极的电极单端悬浮型电容压力传感器，包括定、动电极单端悬浮结构体，其技术要点是：定电极为一体式金属定电极，其由盘状金属下结构体和柱状金属上结构体组成，柱状金属上结构体的上端外周利用含金的银铜合金焊料钎焊有蓝宝石环，蓝宝石环的外周与定电极悬浮外壳顶部开设的通孔利用含金的银铜合金焊料钎焊在一起，定电极悬浮外壳和金属定电极分别采用与蓝宝石环的热膨胀系数相同或匹配的恒弹性合金制作而成，定电极悬浮外壳和金属定电极表面镀金。解决了动、定电极的材料膨胀系数不同引起的测量误差的问题，而且真空度的形成和稳定性好，极大的提高了生产效率，降低了生产成本。

Single-ended Suspension Capacitive Pressure Sensor with Metal Fixed Electrode

The present invention relates to a single-ended suspension capacitive pressure sensor with metal fixed electrodes, including a single-ended suspension structure with fixed and movable electrodes. The main technical points of the sensor are as follows: the fixed electrodes are integral metal fixed electrodes, which are composed of a disc-shaped metal lower structure and a columnar metal upper structure. The upper end of the columnar metal upper structure is brazed with silver-copper alloy solder containing gold. Stone rings and sapphire rings are brazed with silver-copper alloy solder containing gold through holes on the top of fixed-electrode suspension shell. The fixed-electrode suspension shell and metal fixed-electrode are made of constant elastic alloy with the same or matching thermal expansion coefficient of sapphire ring, respectively. The fixed-electrode suspension shell and metal fixed-electrode surface are gold-plated. The problem of measurement error caused by different material expansion coefficients of movable and fixed electrodes is solved, and the formation and stability of vacuum degree is good, which greatly improves the production efficiency and reduces the production cost.

【技术实现步骤摘要】
采用金属定电极的电极单端悬浮型电容压力传感器
本专利技术涉及一种用于测量微小压力、绝对微小压力的电容压力传感器，特别是一种采用金属定电极的电极单端悬浮型电容压力传感器，尤其适用于有一定腐蚀性的介质的微小压力、绝对微小压力的高可靠性、高精度测量。
技术介绍
众所周知，基于平行板电容原理的电容压力传感器，对于测量微小压力和微小绝对压力，特别是测量有一定腐蚀性的介质，具有绝对优势。美国MKS公司是这类产品的主要垄断商，且对华限制出售。由于这类以耐腐蚀恒弹性合金制作的薄膜动电极，焊接固支薄膜动电极的焊座及外壳，在200℃范围内的热膨胀系数，为（12～14）×10-6/℃，而目前能用的刚性绝缘材料，最适用、常用的是95陶瓷，在200℃范围内的热膨胀系数为6.6×10-6/℃。与动电极及固支动电极的外壳的热膨胀系数相差一倍以上。此种陶瓷以含95%左右Al2O3而得名。但其存在如下问题：由于制作陶瓷过程是用95%Al2O3陶瓷粉压型烧结而成，体内含有大量气体，尽管对平面可能进行研磨抛光，其气体吸附表面也远大于几何表面；又由于含有杂质，除了物理吸附，易产生化学吸附，对于绝对压力测量极其不利。基于此，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种采用金属定电极的电极单端悬浮型电容压力传感器，包括利用薄壁刃口相对焊接的定电极单端悬浮结构体和动电极单端悬浮结构体，定电极单端悬浮结构体包括定电极悬浮外壳、封接于定电极悬浮外壳顶部的定电极，动电极单端悬浮结构体包括带引压口的下夹持悬浮座、上夹持环、夹持固支于带引压口的下夹持悬浮座和上夹持环之间的动电极，下夹持悬浮座的上表面和上夹持环的下表面分别设有与动电极受力形变匹配的抛物凹面以及位于抛物凹面外周的环形固支平面，上夹持环上端为不受约束自由端，其特征在于：所述定电极为一体式金属定电极，其由盘状金属下结构体和柱状金属上结构体组成，所述盘状金属下结构体的下端为不受约束自由端且底面设有与动电极...

【技术特征摘要】
1.一种采用金属定电极的电极单端悬浮型电容压力传感器，包括利用薄壁刃口相对焊接的定电极单端悬浮结构体和动电极单端悬浮结构体，定电极单端悬浮结构体包括定电极悬浮外壳、封接于定电极悬浮外壳顶部的定电极，动电极单端悬浮结构体包括带引压口的下夹持悬浮座、上夹持环、夹持固支于带引压口的下夹持悬浮座和上夹持环之间的动电极，下夹持悬浮座的上表面和上夹持环的下表面分别设有与动电极受力形变匹配的抛物凹面以及位于抛物凹面外周的环形固支平面，上夹持环上端为不受约束自由端，其特征在于：所述定电极为一体式金属定电极，其由盘状金属下结构体和柱状金属上结构体组成，所述盘状金属下结构体的下端为不受约束自由端且底面设有与动电极受力形变匹配的抛物凹面形定电极面，且抛物凹面形定电极面上设有绝缘膜层，所述柱状金属上结构体的上端外周利用含金的银铜合金焊料钎焊有蓝宝石环，所述蓝宝石环的外周与定电极悬浮外壳顶部开设的通孔利用含金的银铜合金焊料钎焊在一起，所述盘状金属下结构体的顶面与定电极悬浮外壳的顶部内壁之间留有间隙，所述盘状金属下结构体的外周面与上夹持环的内环面之间留有间隙，所述定电极悬浮外壳和金属定电极分别采用与蓝宝石环的热膨胀系数相同或匹配的恒弹性合金制作而成，所述定电极悬浮外壳和金属定电极表面镀金。2.根据权利要求1所述的采用金属定电极的电极单端悬浮型电容压力传感器，其特征在于：所述金属定电极的柱状金属上结构体的直径为6mm～20mm。3.根据权利要求1所述的采用金属定电极的电极单端悬浮型电容压力传感器，其特征在于：所述蓝宝石环的内径为6.2mm～20.2mm，外径为10mm～25mm，所述蓝宝石环的高度在3mm～5mm，小于定电极悬浮外壳的用于与蓝宝石环封接的通孔的高度,以利于钎焊。4.根据权利要求1所述的采用金属定电极的电极单端悬浮型电容压力传感器，其特征在于：所述定电极单端悬浮结构体的制作过程具体是：第一步，在真空室内，按位置关系将金属定电极、蓝宝石环和定电极悬浮外壳利用石墨卡具夹持固定，保持三者的同轴度，定电极悬浮外壳的用于与蓝宝石环封接的通孔内壁与蓝宝石环的外壁之间留有≤0.1mm的环形钎焊间隙，蓝宝石环的内壁与金属定电极的柱状金属上结构体的外壁之间留有≤0.1mm的环形钎焊间隙；第二步，在1×10-4Pa以上的高真空下，在石墨卡具中，采用含金的银铜合金焊料，于780℃～820℃温度下在钎焊间隙处进行钎焊焊接形成钎焊口，从而将金属定电极、蓝宝石环和定电极悬浮外壳封接为一体，使...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨坤，张晓丽，段磊，孙晓茜，
申请(专利权)人：沈阳市传感技术研究所，
类型：发明
国别省市：辽宁,21