激光微细熔覆直写技术制作厚膜温度传感器的初步研究

更新时间:2023-07-07 19:35:21 阅读: 评论:0

摘 要
传感器在信息社会的发展中起着举足轻重的作用。作为传感器家族中的一员,厚膜传感器朝着小型化、集成化、高精度方向发展。与传统的厚膜传感器制作技术相比,激光微细熔覆直写技术具有无掩模限制,柔性化程度高,制作周期短,图形分辨率高、质量好等优点,显示出良好的工业应用前景。
本课题利用钌系厚膜热敏电阻浆料,在96%wt的Al
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的陶瓷基板上成功地制作出
英语四级分数查询热敏电阻器。热敏电阻图形的极限线宽线距能达到60μm,制备时激光束的扫描速度可达70mm/s。元件的TCR值为2330ppm/℃,热响应时间2.3S,线性度<1℃,有着良好的重复性、热稳定性和迟滞性。
通过实验得出了膜层预置工艺、激光处理工艺、高温烧结工艺中参数对元件性能的影响规律。分析了热敏元件的电极制作工艺,指出电极的制作工序应该在电阻制作工序之后,而且两种浆料可以同时进行烧结以简化工艺。对所制作热敏电阻元件的各项电性能进行测量,并与传统工艺制作的元件进行了比较,测试结果证实新工艺制作的元件具有相对优良的特性,有较强的实用前景。super moon
通过微观分析,初步研究了激光微细熔覆直写技术制作厚膜热敏电阻的机理,建立了简单的激光微细熔覆直写热敏电阻示意模型。对所用钌系厚膜热敏浆料的导电机理进行了分析研究,实验表明浆料中Cu元素在膜层的广泛分布对降低其电阻率、提高电阻温度系数起着重要的作用。
关键词:厚膜电路激光微细熔覆热敏电阻器传感器
yth热敏电阻浆料陶瓷基板
ABSTRACT
Sensors are very important products for the information society. As one of the most important nsors, thick film thermonsors are developing towards to smaller, higher intergratation and higher preci. Comparing with the traditional technique of fabricating thick film thermonsor, the lar micro-cladding technique is more flexible which can shorten product preparation cycle by saving the producing of template. Furthermore, the nsors fabricated by this technique may be more preci with better quality.
In this thesis, thick film thermonsor is firstly fabricated on 96%wt Al2O3 ceramic substrate successfully by lar micro-cladding thick film paste of the thermonsor. The maximum scanning ve
locity is 70mm/s. The nsors have excellent definition and narrow width (minimum 60µm) with TCR 2330ppm/℃, time answering hot 2.3s and linearity tolerance <1℃. Besides, the fabricated thermonsors have excellent repeated properties and stability after heat shock.
到货英文
The parameters affecting nsor performance of all working procedures are studied. The technique of the electrode preparation is also studied. On the basis of which the best technique routine-fabricating electrode after having prepared resistor-is suggested and the co-sintering technique for both the electrode and the thermonsor pastes simultaneously is brought forth. The performances about the nsors fabricated by the lar micro-cladding technique are characterized. The experimental results demonstrate that the thermonsors fabricated by lar micro-cladding have excellent performances, which are a little better than tho fabricated by the traditional silk screen printing methods.
By analyzing the micro configuration of the nsors, the elements of fabricating thick film thermonsor by lar micro-cladding technique are studied systematically. A simple model about the elements is established. On the basis of analyzing the conductive elements about the thermonsor pastes, the importance of element Cu is brought forth. The element Cu reduced the resistance of thermonsor and enhanced the TCR of resistor.
Key word:  thick film circuit,  lar micro-cladding,  thermonsor, nsor
thermonsor pastes,  ceramic substrate
独创性声明你令爱了不起
tropical本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师的指导下进行的研究工作及取得的研究成果。近我所知,除文中已标明引用的内容外,本论文不包含任何其他人或集体已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出贡献的个人和集体,均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。
继续的英文学位论文作者签名:戴智刚
日期:2005年5月11日
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学位论文作者签名:戴智刚指导教师签名:曾晓雁
日期:2005年5月11日日期:2005年5月11日
三大作风
1  绪 言
在当今信息化时代发展过程中,各种信息的感知、采集、转换、传输和处理的功能器件――传感器,已经成为各个应用领域,特别是自动检测、自动控制系统中不可缺少的重要技术工具。获取各种信息的传感器无疑“掌握”着这些系统的命脉。
传感器是信息采集系统的首要部件,是实现现代化测量和自动控制(包括遥感、遥测、遥控)的主要
环节,是现代信息产业的源头,又是信息社会赖以存在和发展的物质与技术基础。现在,传感技术与信息技术、计算机技术并列成为支撑整个现代信息产业的三大支柱,可以设想如果没有高度保真和性能可靠的传感器,没有先进的传感器技术,那么信息的准确获取就成为一句空话,信息技术和计算机技术就成了无源之水。从宇宙探索、海洋开发、环境保护、灾情预报到包括生命科学在内的每项现代科学技术的研究以及人民群众的日常生活等等,无一不与传感器和传感器技术紧密联系着。[1]
温度传感器作为检测温度的器件,在传感器家族中种类最多,应用的范围最广,发展最快。众所周知,日常用的材料及电子元件的大部分特性都随温度而变化,作为一个实用的热敏传感器,必须满足如下的一些条件:[2]
财务会计报告包括1)在使用温度范围内,温度特性曲线要求达到的精度能符合要求。为了在较宽的温度范围内进行检测,温度系数不宜过大,否则难以使用。但对于狭窄的温度范围或仅仅定点的检测,其温度系数越大,检测电路也能越简单。
2)为了将它用于电子线路的检测装置,要具有检测便捷和易于处理的特性及一定的测量量。随着半导体器件和信号处理技术的进步,对温度传感器所要求的输出特性应能满足要求。
3) 特性的偏移和蠕变越小越好,互换性要好。
4)对于温度以外的物理量不敏感。
5)体积要小,安装要方便。为了能正确地测量温度,传感器的温度必须与被测物体的温度相等。传感器体积越小,这个条件越能满足。
6)要有较好的机械、化学及热性能。这对于在振动和有害气体的环境中使用特别重要。
7)无毒、安全以及价廉、维修更换方便等。
1.1 温度传感器的基本性能要求
传感器所测量的物理量基本上有两种形式,一是稳态(静态或准静态)的形式,这种信号不随时间变化或变化很缓慢,另一种是动态的形式,这种信号是随时间变化而变化的,如周期或瞬态变化。由于输入物理量的状态不同,传感器所表现出来的输出输入特性也不同,因此存在所谓静态特性和动态特性。一个高精度的传感器,必须有良好的静态特性和动态特性,这样它才能完成信号(或能量)无失真的转换。
2019数学传感器的静态特性的重要指标是线性度、灵敏度、迟滞和重复性。
传感器的输出量与被测量之间的关系大多是非线性的关系,需要采用硬件补偿或软件计算补偿的方法来进行线性化处理,其中软件计算法使用更常见[3]。而具有线性输入输出特性的传感器具有以下优点:可大大简化传感器的理论分析、计算和结构设计;为标定和数据处理带来很大方便,只要知道线
性输出输入特性上的两点就可以确定其余点;可使仪表刻度盘均匀刻度,因而制作,安装,调试容易,提高测量精度;避免了非线性补偿环节。
灵敏度是指传感器在稳态下输出变化对输入变化的比值,用Sn来表示,即Sn=输出量的变化/输入量的变化=dy/dx
一般希望传感器的灵敏度高,在满量程范围内是恒定的,即传感器的输出输入特性为直线。
迟滞(迟环)特性表明传感器在正(输入量增大)、反(输入量减小)行程期间输出输入特性曲线不重合的程度,也就是说对应于同一大小的输入信号,传感器正反行程的输出信号大小不相等,这就是迟滞现象。
重复性表示传感器在输入量按同一方向作全量程多次测试时所得特性曲线不一致性程度。多次重复测试的曲线越重合,说明重复性好,误差也小。

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