共烧结构的电导率传感器及其制作方法技术

共烧结构的电导率传感器及其制作方法，涉及一种电导率传感器及其制作方法。为了解决目前电导率传感器制造方法难，结构复杂的问题。上极板和下极板镜像对称固定在极板间基片的上表面和下表面形成凹字形结构；上极板由五个极板基片从上至下依次重叠放置组成；第一极板基片的N个电极通过过孔分别与第三极板基片的N根引线连接，N根引线通过过孔分别与第五极板基片的N个输出电极连接。制作方法：利用十个基片分别制作M个上电极和M个下电极，将M个上电极组成的五个基片、M个极板间基片和M个下电极组成的五个基片通过对位叠片技术进行对位叠层、等静压结合和陶瓷切割将一体多个的传感器分离，最后烧结成型，用于测量液体的电导率。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种电导率传感器，特别涉及一种。
技术介绍
在本领域中电导率传感器(包括四电极电导率传感器)以及共烧结工艺技术是公知的，电导率传感器用于测量液体或在液体中悬浮的扩散固体等流体的电导率(conductibity)。电导率传感器常常用于溶液的电解特性以及水解特性等，还被用来检测水质量，如饮用水、工业生产用水等，广泛应用在电力、化工、环保、食品、半导体工业、海洋研究开发等生活生产领域。共烧结技术由于具有易于实现大规模生产及实现产品微型化被广泛应用在半导体领域，该技术包括了流延、冲孔、丝网印刷、叠片、等静压、切割、烧结等工艺步骤。电导率的单位是Siemens/cm。电导率的测量覆盖从小于I X 10_7S/cm的超纯水到数值超过lS/cm的浓缩溶液的广大范围的溶液电导率。一种电导率测量技术包括用导电性电极接触溶液，例如，一种接触电导率测量技术采用一种具有两个与溶液接触的金属电极或去导电非金属电极的电导率传感器。电极间加以交流电(alternating current AC),电极间流通的AC电流可以确定电导池常数(电导系数)。接触型电导率传感器又被称之为电极型电导率传感器，这类传感器通常采用两个、四个甚至七个接触电极，这些电极与被测液体直接接触。拥有四个电极的电极型电导率传感器，四个电极暴露在被测溶液中，其中一对电极施加一恒定的电流，测量另外一对电极间的电压变化，根据电流和电压值，计算出液体的电导率值。传统的四电极结构是将导电介质材料(不锈钢、钛合金、石墨、金、钼、银等)加工成具有一定直径的圆柱体，密封到塑料、陶瓷等不导电基座中，从而制作具有四个电极的接触型电导率传感器。基座的一端将电极暴露到被测溶液中。图1是传统结构的四电极电导率传感器示意图。传感器14连接到信号处理系统18。传感器14的表面17将导电棒15的表面16暴露于被测溶液。图2是传感器14的仰视图,显不导电棒15的表面16。近年来，通过使用半导体平面技术制造接触型电导率传感器，通过半导体处理技术将电极沉积在无源硅片上，这种技术制造的电导率传感器尺寸小，适于大规模制造，制造成本低，但制造方法困难，结构复杂。
技术实现思路
本专利技术的目的是为了解决目前电导率传感器制造方法困难，结构复杂的问题，本专利技术提供一种。本专利技术的共烧结构的电导率传感器，它包括上极板、下极板和极板间基片；所述上极板I和下极板结构相同，上极板和下极板镜像对称固定在极板间基片的上表面和下表面形成“凹”字形结构；上极板和下极与极板间基片连接的一端为固定端，另一端为悬空端；上极板I由五个极板基片组成；所述五个极板基片重叠放置，从上至下依次为第一极板基片、第二极板基片、第三极板基片、第四极板基片和第五极板基片；第一极板基片的悬空端的上表面设置有N个电极，第三极板基片的上表面设置有N根引线，第五极板基片的下表面设置N个输出电极，第一极板基片、第二极板基片、第三极板基片、第四极板基片和第五极板基片分别设置N个过孔，所述过孔为各自基片的上表面至下表面通透的孔，所述通透的孔内设置有导电金属；所述N个电极分别通过第一极板基片上的N个过孔和第二极板基片上的N个过孔与第三极板基片上的N根引线连接，第三极板基片上的N根引线分别通过第三极板基片上的N个过孔、第四极板基片上的N个过孔和第五极板基片的N个过孔与第五极板基片下表面的N个输出电极连接。上述传感器的制作方法，它包括如下步骤步骤一利用五个基片制作多个上极板，制作原则为在第一基片上制作M个第一极板基片，在第二基片与M个第一极板基片对应的位置上制作M个第二极板基片，在第三基片与M个第二极板基片对应的位置上制作M个第三极板基片，在第四基片与M个第三极板基片对应的位置上制作M个第四极板基片，在第五基片与与M个第四极板基片对应的位置上制作M个第五极板基片，所述上极板的制作步骤为步骤1:利用共烧结方法中的冲孔方法分别在五个基片上制作五个极板基片的过孔；步骤2 :利用共烧结方法中的丝网印刷方法或填孔方法对步骤一中的所述过孔填导电金属；步骤3 :利用共烧结方法中丝网印刷方法在第一基片的上表面制作第一极板基片的N个电极，N个电极分别与所述第一极板基片的相应的过孔连接；步骤4 :利用共烧结方法中丝网印刷方法在第三基片的上表面制作第三极板基片的N根引线，N根引线分别与所述第三极板基片的相应的过孔连接；步骤5 :利用共烧结方法中丝网印刷方法在第五基片的下表面制作第五极板基片的N个输出电极，N个输出电极分别与所述第五极板基片的相应的过孔连接；步骤二 利用另外五个基片制作多个下极板，制作原则和下极板的制作步骤与步骤一的相同；步骤三将步骤一制作上极板的五个基片、现有的M个极板间基片和步骤二制作下极板的五个极板基片通过高精度对位叠片技术进行对位叠层，形成一体的多个传感器；步骤四对步骤三对位叠层后的基片通过等静压技术实现基片间的结合；步骤五对步骤四结合后的基片通过陶瓷切割技术将所述一体的多个传感器分离成多个独立的传感器，再把分离后的传感器通过烧结工艺技术烧结成型。所述上极板还包括温度检测元件，第五极板基片还包括两个温度检测输出电极，所述温度检测元件设置在第三极板基片的上表面，所述温度检测元件的两端分别通过第三极板基片上的过孔、第四极板基片上的过孔和第五极板基片上的过孔与第五极板基片的两个温度检测输出电极连接，上述传感器的制作方法，它包括如下步骤步骤一利用五个基片制作多个上极板，制作原则为在第一基片上制作M个第一极板基片，在第二基片与M个第一极板基片对应的位置上制作M个第二极板基片，在第三基片与M个第二极板基片对应的位置上制作M个第三极板基片，在第四基片与M个第三极板基片对应的位置上制作M个第四极板基片，在第五基片与与M个第四极板基片对应的位置上制作M个第五极板基片，具体过程为步骤1:利用共烧结方法中的冲孔方法分别在每个基片上制作过孔；步骤2 :利用共烧结方法中的丝网印刷方法或填孔方法对步骤一中制作的每一个过孔填导电金属；步骤3 :利用共烧结方法中的丝网印刷方法在第一基片上的每个第一极板基片的上表面制作N个电极，N个电极分别与所述第一极板基片的相应的过孔连接；步骤4 :利用共烧结方法中的丝网印刷方法在第三基片上的每个第三极板基片的上表面制作N根引线，N根引线分别与所述第三极板基片的相应的过孔连接；步骤5 :利用厚膜工艺或薄膜工艺方法在第三基片上的每个第三极板基片的上表面制作温度检测元件，温度检测元件的两个端分别与所述第三极板基片的相应过孔连接；步骤6 :利用共烧结方法中的丝网印刷方法在第五基片的每个第五极板基片的下表面制作N个输出电极，N个输出电极分别与所述第五极板基片的相应的过孔连接；步骤二 利用另外五个基片，重复步骤一制作M个下极板；步骤三将步骤一制作的上极板的五个基片、M个极板间基片和步骤二制作的下极板的五个极板基片通过高精度对位叠片技术进行对位叠层，形成一体的多个传感器；步骤四对步骤三对位叠层后的基片通过等静压技术实现基片间的结合；步骤五对步骤四结合后的基片通过陶瓷切割技术将所述一体的多个传感器分离成多个独立的传感器，再把分离后的传感器通过烧结工艺技术烧结成型。本专利技术的优点在于，本专利技术的电导率传感器的电导率结构实现小型化，并且可以通过调整电极尺寸及基片层数制作不本文档来自技高网...

【技术保护点】
共烧结构的电导率传感器，其特征在于，它包括上极板(1)、下极板和极板间基片(3)；所述上极板(1)和下极板结构相同，上极板和下极板镜像对称固定在极板间基片(3)的上表面和下表面形成“凹”字形结构；上极板和下极与极板间基片(3)连接的一端为固定端，另一端为悬空端；上极板(1)由五个极板基片组成；所述五个极板基片重叠放置，从上至下依次为第一极板基片(1?1?1)、第二极板基片(1?1?2)、第三极板基片(1?1?3)、第四极板基片(1?1?4)和第五极板基片(1?1?5)；第一极板基片(1?1?1)的悬空端的上表面设置有N个电极(1?2)，第三极板基片(1?1?3)的上表面设置有N根引线(1?3)，第五极板基片(1?1?5)的下表面设置N个输出电极(1?4)，第一极板基片(1?1?1)、第二极板基片(1?1?2)、第三极板基片(1?1?3)、第四极板基片(1?1?4)和第五极板基片(1?1?5)分别设置N个过孔，所述过孔为各自基片的上表面至下表面通透的孔，所述通透的孔内设置有导电金属；所述N个电极(1?2)分别通过第一极板基片(1?1?1)上的N个过孔和第二极板基片(1?1?2)上的N个过孔与第三极板基片(1?1?3)上的N根引线(1?3)连接，第三极板基片(1?1?3)上的N根引线(1?3)分别通过第三极板基片(1?1?3)上的N个过孔、第四极板基片上的N个过孔和第五极板基片(1?1?5)的N个过孔与第五极板基片(1?1?5)下表面的N个输出电极(1?4)连接。...

【技术特征摘要】
1.共烧结构的电导率传感器，其特征在于，它包括上极板(I)、下极板和极板间基片(3);所述上极板(I)和下极板结构相同，上极板和下极板镜像对称固定在极板间基片(3)的上表面和下表面形成“凹”字形结构；上极板和下极与极板间基片(3)连接的一端为固定端，另一端为悬空端； 上极板(I)由五个极板基片组成；所述五个极板基片重叠放置，从上至下依次为第一极板基片(1-1-1)、第二极板基片(1-1-2)、第三极板基片(1-1-3)、第四极板基片(1-1-4)和第五极板基片(1-1-5)； 第一极板基片(1-1-1)的悬空端的上表面设置有N个电极(1-2)，第三极板基片(1-1-3)的上表面设置有N根引线(1-3)，第五极板基片(1-1-5)的下表面设置N个输出电极(1-4)， 第一极板基片、第二极板基片(1-1-2)、第二极板基片(1-1-3)、第四极板基片(1-1-4)和第五极板基片(1-1-5)分别设置N个过孔，所述过孔为各自基片的上表面至下表面通透的孔，所述通透的孔内设置有导电金属； 所述N个电极(1-2)分别通过第一极板基片(1-1-1)上的N个过孔和第二极板基片(1-1-2)上的N个过孔与第三极板基片(1-1-3)上的N根引线(1-3)连接，第三极板基片(1-1-3)上的N根引线(1-3)分别通过第三极板基片(1-1-3)上的N个过孔、第四极板基片上的N个过孔和第五极板基片(1-1-5)的N个过孔与第五极板基片(1-1-5)下表面的N个输出电极(1-4)连接。2.根据权利要求1所述的共烧结构的电导率传感器，其特征在于，所述第二极板基片(1-1-2)与第四极板基片(1-1-4)均为单层或多层结构。3.根据权利要求1所述的共烧结构的电导率传感器，其特征在于，极板间基片(3)为单层或多层结构。4.根据权利要求1所述的共烧结构的电导率传感器，其特征在于，所述N等于I或2或3或4或5。5.根据权利要求1所述的共烧结构的电导率传感器，其特征在于，上极板(I)还包括温度检测元件(4)，第五极板基片(1-1-5)还包括两个温度检测输出电极(1-5)，所述温度检测元件(4)设置在第三极板基片(1-1-3)的上表面，所述温度检测元件(4)的两端分别通过第三极板基片(1-1-3)上的过孔、第四极板基片(1-1-4)上的过孔和第五极板基片(1-1-5)上的过孔与第五极板基片(1-1-5)的两个温度检测输出电极(1-5)连接。6.权利要求1所述的共烧结构的电导率传感器的制作方法，其特征在于，它包括如下步骤:步骤一:利用五个基片制作多个上极板(I)，制作原则为:在第一基片上制作M个第一极板基片(1-1-1)，在第二基片与M个第一极板基片(1-1-1)对应的位置上制作M个第二极板基片(1-1-2)，在第三基片与M个第二极板基片(1-1-2)对应的位置上制作M个第三极板基片(1-1-3)，在第四基片与M个第三极板基片(1-1-3)对应的位置上制作M个第四极板基片(1-1-4)，在第五基片与与M个第四极板基片(1-1-4)对应的位置上制作M个第五极板基片(1-1-5),具体过程为: 步骤1:利用共烧结方法中的冲孔方法分别在每个基片上制作过孔； 步骤2:利用共烧结方法中的丝网印刷方法或填孔方法对步骤一中制作的每一个过孔填导电金属；步骤3:利用共烧结方法中的丝网印刷方法在第一基片上的每个第一极板基片(1-1-1)的上表面制作N个电极(1-2)，N个电极(1-2)分别与所述第一极板基片(1-1-1)的相应的过孔连接； 步骤4:利用共烧结方法中的丝网印刷方法在第三基片上的每...

【专利技术属性】
技术研发人员：秦浩，尤佳，傅巍，祁欣，
申请(专利权)人：中国电子科技集团公司第四十九研究所，
类型：发明
国别省市：