專利名稱：：藍(lán)寶石壓力傳感器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本實(shí)用新型涉及一種壓力傳感器，具體地說涉及一種藍(lán)寶石壓力傳感器°
背景技術(shù)：
：藍(lán)寶石是單晶體鋁氧化物，是氧化物晶體中最硬的，它具有十分優(yōu)良的耐高溫性(IOOO'C以內(nèi))、化學(xué)惰性、電敏感性、光學(xué)性和絕緣性能。其晶體是在密封的狀態(tài)下有控制地生長而成的，其原理是利用自身原子外延的方式形成純凈的單晶結(jié)構(gòu)。藍(lán)寶石是目前制備傳感器敏感元件的常用材料之一，因此，其質(zhì)量往往直接影響了傳感器的性能。目前藍(lán)寶石的生長主要以下降法和泡生法為主，此類生長工藝在其材料性能等方面有很多的不足，如材料內(nèi)部散射點(diǎn)過多，氣泡較多等，嚴(yán)重影響了使用藍(lán)寶石制作的傳感器的靈敏度及性能的重復(fù)性等。
實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是提供一種藍(lán)寶石壓力傳感器，以提高傳感器的靈敏度和重復(fù)性。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型提供的藍(lán)寶石壓力傳感器，其內(nèi)部設(shè)置有硅-藍(lán)寶石敏感元件，硅-藍(lán)寶石敏感元件由藍(lán)寶石層和硅層組成，所述硅層的厚度至少為0.5微米，該硅-藍(lán)寶石敏感元件包括印制在藍(lán)寶石薄片上的異質(zhì)外延性應(yīng)變靈敏電橋電路。本實(shí)用新型的效果是可靠性高、精度好、溫度誤差極小、性價(jià)比高。圖1為本實(shí)用新型采用的硅一藍(lán)寶石敏感元件結(jié)構(gòu)示意圖。具體實(shí)施方式以下結(jié)合附圖對本實(shí)用新型進(jìn)行詳細(xì)說明。如圖1所示，采用藍(lán)寶石材料作為襯體l，在其上形成極薄的單晶體硅層2制作成硅-藍(lán)寶石，該單晶體硅層的厚度在0.5-2微米之間。使用該硅-藍(lán)寶石制造的半導(dǎo)體敏感元件對溫度變化不敏感，即使在高溫條件下，也有著很好的工作特性；藍(lán)寶石的抗輻射特性極強(qiáng)；另外，硅-藍(lán)寶石半導(dǎo)體敏感元件，無p-n漂移，因此，從根本上簡化了制造工藝，提高了重復(fù)性，確保了高成品率。用硅-藍(lán)寶石半導(dǎo)體敏感元件制造的壓力傳感器和變送器，可在最惡劣的工作條件下正常工作，并且可靠性高、精度好、溫度誤差極小、性價(jià)比高。在此，以公知的表壓壓力傳感器和變送器為例，作進(jìn)一步說明。表壓壓力傳感器和變送器由雙膜片構(gòu)成鈦合金測量膜片和鈦合金接收膜片。藍(lán)寶石薄片上印制有異質(zhì)外延性應(yīng)變靈敏電橋電路，將其焊接在鈦合金測量膜片上。被測壓力傳送到接收膜片上(接收膜片與測量膜片之間用拉桿堅(jiān)固的連接在一起)。在壓力的作用下，鈦合金接收膜片產(chǎn)生形變，該形變被硅-藍(lán)寶石敏感元件感知后，其電橋輸出會發(fā)生變化，變化的幅度與被測壓力成正比。由于表壓壓力傳感器和送變器為公知結(jié)構(gòu)，本實(shí)用新型不對其做詳細(xì)描述，也不推薦附圖。傳感器的電路能夠保證應(yīng)變電橋電路的供電，并將應(yīng)變電橋的失衡信號轉(zhuǎn)換為統(tǒng)一的電信號輸出(0-5，4-20mA或0-5V)。在絕壓壓力傳感器和變送器中，藍(lán)寶石薄片，與陶瓷基極玻璃焊料連接在一起，起到了彈性元件的作用，將被測壓力轉(zhuǎn)換為應(yīng)變片形變，從而達(dá)到壓力測量的目的。本實(shí)用新型的藍(lán)寶石壓力傳感器與目前常見的產(chǎn)品相比較，其比較結(jié)果如表1所示<table>tableseeoriginaldocumentpage5</column></row><table>本實(shí)用新型采用的硅一藍(lán)寶石敏感元件是均質(zhì)單晶體結(jié)構(gòu)，其彈性模量超過不銹鋼，但和不銹鋼相比不存在滯后效應(yīng)，其結(jié)構(gòu)形式不但有長期穩(wěn)定性和高重復(fù)性，還能在高溫條件下運(yùn)行，同時(shí)也可制作成各種式樣。硅一藍(lán)寶石壓力傳感器可工作在45(TC下，其硬度是碳化鎢的5倍，并具有杰出的抗腐蝕性，這些優(yōu)良性能決定其具有廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域*噴氣式發(fā)動機(jī)的試驗(yàn)*溫度在35(TC以下的過程壓力監(jiān)控*軍用車輛和飛機(jī)(長期穩(wěn)定性意味著對生命的保護(hù))*石油和天然氣鉆井勘探*塑料擠壓加工(熔化物壓力測量)*高溫條件下要求穩(wěn)定的工況*高精度壓力傳感*軍事國防領(lǐng)域高溫高壓測量權(quán)利要求1、一種藍(lán)寶石壓力傳感器，內(nèi)部設(shè)置有硅-藍(lán)寶石敏感元件，其特征在于，所述硅-藍(lán)寶石敏感元件由藍(lán)寶石層和硅層組成，所述硅層的厚度至少為0.5微米。2、如權(quán)利要求1所述的藍(lán)寶石壓力傳感器，其特征在于，硅-藍(lán)寶石敏感元件包括印制在藍(lán)寶石薄片上的異質(zhì)外延性應(yīng)變靈敏電橋電路。專利摘要本實(shí)用新型提供一種藍(lán)寶石壓力傳感器，其內(nèi)部設(shè)置有硅-藍(lán)寶石敏感元件，該敏感元件由藍(lán)寶石層和硅層組成，所述硅層的厚度至少為0.5微米。該硅-藍(lán)寶石敏感元件包括印制在藍(lán)寶石薄片上的異質(zhì)外延性應(yīng)變靈敏電橋電路。傳感器的靈敏度和重復(fù)性得以提高，且可靠性高、精度好、溫度誤差極小、性價(jià)比高。文檔編號G01L1/00GK201382829SQ20092010738公開日2010年1月13日申請日期2009年4月15日優(yōu)先權(quán)日2009年4月15日發(fā)明者侃劉,冬王申請人:北京嘉東科技有限公司