專利名稱：共燒結(jié)構(gòu)的電導(dǎo)率傳感器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種電導(dǎo)率傳感器，特別涉及一種共燒結(jié)構(gòu)的電導(dǎo)率傳感器。
背景技術(shù)：
在本領(lǐng)域中電導(dǎo)率傳感器(包括四電極電導(dǎo)率傳感器)以及共燒結(jié)工藝技術(shù)是公知的，電導(dǎo)率傳感器用于測(cè)量液體或在液體中懸浮的擴(kuò)散固體等流體的電導(dǎo)率(conductibity)。電導(dǎo)率傳感器常常用于溶液的電解特性以及水解特性等，還被用來(lái)檢測(cè)水質(zhì)量，如飲用水、工業(yè)生產(chǎn)用水等，廣泛應(yīng)用在電力、化工、環(huán)保、食品、半導(dǎo)體工業(yè)、海洋研究開發(fā)等生活生產(chǎn)領(lǐng)域。共燒結(jié)技術(shù)由于具有易于實(shí)現(xiàn)大規(guī)模生產(chǎn)及實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品微型化被廣泛應(yīng)用在半導(dǎo)體領(lǐng)域，該技術(shù)包括了流延、沖孔、絲網(wǎng)印刷、疊片、等靜壓、切割、燒結(jié)等工藝步驟。電導(dǎo)率的單位是Siemens/cm。電導(dǎo)率的測(cè)量覆蓋從小于I X 10_7S/cm的超純水到數(shù)值超過(guò)lS/cm的濃縮溶液的廣大范圍的溶液電導(dǎo)率。一種電導(dǎo)率測(cè)量技術(shù)包括用導(dǎo)電性電極接觸溶液，例如，一種接觸電導(dǎo)率測(cè)量技術(shù)采用一種具有兩個(gè)與溶液接觸的金屬電極或去導(dǎo)電非金屬電極的電導(dǎo)率傳感器。電極間加以交流電(alternating current AC),電極間流通的AC電流可以確定電導(dǎo)池常數(shù)(電導(dǎo)系數(shù))。接觸型電導(dǎo)率傳感器又被稱之為電極型電導(dǎo)率傳感器，這類傳感器通常采用兩個(gè)、四個(gè)甚至七個(gè)接觸電極，這些電極與被測(cè)液體直接接觸。擁有四個(gè)電極的電極型電導(dǎo)率傳感器，四個(gè)電極暴露在被測(cè)溶液中，其中一對(duì)電極施加一恒定的電流，測(cè)量另外一對(duì)電極間的電壓變化，根據(jù)電流和電壓值，計(jì)算出液體的電導(dǎo)率值。傳統(tǒng)的四電極結(jié)構(gòu)是將導(dǎo)電介質(zhì)材料(不銹鋼、鈦合金、石墨、金、鉬、銀等)加工成具有一定直徑的圓柱體，密封到塑料、陶瓷等不導(dǎo)電基座中，從而制作具有四個(gè)電極的接觸型電導(dǎo)率傳感器。基座的一端將電極暴露到被測(cè)溶液中。圖1是傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)的四電極電導(dǎo)率傳感器示意圖。傳感器14連接到信號(hào)處理系統(tǒng)18。傳感器14的表面17將導(dǎo)電棒15的表面16暴露于被測(cè)溶液。圖2是傳感器14的仰視圖,顯不導(dǎo)電棒15的表面16。近年來(lái)，通過(guò)使用半導(dǎo)體平面技術(shù)制造接觸型電導(dǎo)率傳感器，通過(guò)半導(dǎo)體處理技術(shù)將電極沉積在無(wú)源硅片上，這種技術(shù)制造的電導(dǎo)率傳感器尺寸小，適于大規(guī)模制造，制造成本低，但制造方法困難，結(jié)構(gòu)復(fù)雜。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是為了解決目前電導(dǎo)率傳感器結(jié)構(gòu)復(fù)雜的問(wèn)題，本實(shí)用新型提供一種共燒結(jié)構(gòu)的電導(dǎo)率傳感器。本實(shí)用新型的共燒結(jié)構(gòu)的電導(dǎo)率傳感器，它包括上極板、下極板和極板間基片；所述上極板I和下極板結(jié)構(gòu)相同，上極板和下極板鏡像對(duì)稱固定在極板間基片的上表面和下表面形成“凹”字形結(jié)構(gòu)；上極板和下極與極板間基片連接的一端為固定端，另一端為懸空端;[0009]上極板I由五個(gè)極板基片組成；所述五個(gè)極板基片重疊放置，從上至下依次為第一極板基片、第二極板基片、第三極板基片、第四極板基片和第五極板基片；第一極板基片的懸空端的上表面設(shè)置有N個(gè)電極，第三極板基片的上表面設(shè)置有N根引線，第五極板基片的下表面設(shè)置N個(gè)輸出電極，第一極板基片、第二極板基片、第三極板基片、第四極板基片和第五極板基片分別設(shè)置N個(gè)過(guò)孔，所述過(guò)孔為各自基片的上表面至下表面通透的孔，所述通透的孔內(nèi)設(shè)置有導(dǎo)電金屬；所述N個(gè)電極分別通過(guò)第一極板基片上的N個(gè)過(guò)孔和第二極板基片上的N個(gè)過(guò)孔與第三極板基片上的N根引線連接，第三極板基片上的N根引線分別通過(guò)第三極板基片上的N個(gè)過(guò)孔、第四極板基片上的N個(gè)過(guò)孔和第五極板基片的N個(gè)過(guò)孔與第五極板基片下表面的N個(gè)輸出電極連接。本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)在于，本實(shí)用新型的電導(dǎo)率傳感器的電導(dǎo)率結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)小型化，并且可以通過(guò)調(diào)整電極尺寸及基片層數(shù)制作不同測(cè)量范圍的電導(dǎo)率傳感器，且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本較低。

圖1是傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)的四電極電導(dǎo)率傳感器及其檢測(cè)系統(tǒng)的示意圖。圖2是圖1中的四電極電導(dǎo)率傳感器的仰視圖。圖3是本實(shí)用新型的共燒結(jié)構(gòu)的電導(dǎo)率傳感器的立體結(jié)構(gòu)示意圖。圖4是本實(shí)用新型的共燒結(jié)構(gòu)的電導(dǎo)率傳感器的結(jié)構(gòu)組合示意圖。圖5是本實(shí)用新型的共燒結(jié)構(gòu)的電導(dǎo)率傳感器的下極板的結(jié)構(gòu)組合示意圖。圖6是圖3的A-A剖面圖。圖7是本實(shí)用新型的共燒結(jié)構(gòu)的電導(dǎo)率傳感器的第一極板基片的俯視圖。圖8是圖7的B-B剖視圖。圖9是本實(shí)用新型的共燒結(jié)構(gòu)的電導(dǎo)率傳感器的第二極板基片的俯視圖。圖10是圖9的C-C剖視圖。圖11是本實(shí)用新型的共燒結(jié)構(gòu)的電導(dǎo)率傳感器的第三極板基片的俯視圖。圖12是圖11的D-D剖視圖。圖13是本實(shí)用新型的共燒結(jié)構(gòu)的電導(dǎo)率傳感器的第四極板基片的俯視圖。圖14是圖13的E-E剖視圖。圖15是本實(shí)用新型的共燒結(jié)構(gòu)的電導(dǎo)率傳感器的第五極板基片的俯視圖。圖16是圖15的F-F剖視圖。
具體實(shí)施方式
具體實(shí)施方式
一:結(jié)合圖1至圖16說(shuō)明本實(shí)施方式，本實(shí)施方式所述的共燒結(jié)構(gòu)的電導(dǎo)率傳感器，它包括上極板1、下極板和極板間基片3 ;所述上極板I和下極板結(jié)構(gòu)相同，上極板和下極板鏡像對(duì)稱固定在極板間基片3的上表面和下表面形成“凹”字形結(jié)構(gòu)；上極板和下極與極板間基片3連接的一端為固定端，另一端為懸空端；上極板I由五個(gè)極板基片組成；所述五個(gè)極板基片重疊放置，從上至下依次為第一極板基片第二極板基片1-1-2、第二極板基片1-1-3、第四極板基片1-1-4和第五極板基片1-1-5 ；第一極板基片1-1-1的懸空端的上表面設(shè)置有N個(gè)電極1-2，第三極板基片1-1-3的上表面設(shè)置有N根引線1-3,第五極板基片1-1-5的下表面設(shè)置N個(gè)輸出電極1-4,第一極板基片1-1-1、第二極板基片1-1-2、第三極板基片1-1-3、第四極板基片1-1-4和第五極板基片1-1-5分別設(shè)置N個(gè)過(guò)孔，所述過(guò)孔為各自基片的上表面至下表面通透的孔，所述通透的孔內(nèi)設(shè)置有導(dǎo)電金屬；所述N個(gè)電極1-2分別通過(guò)第一極板基片1-1-1上的N個(gè)過(guò)孔和第二極板基片1-1-2上的N個(gè)過(guò)孔與第三極板基片1-1-3上的N根引線1-3連接，第三極板基片1_1_3上的N根引線1-3分別通過(guò)第三極板基片1-1-3上的N個(gè)過(guò)孔、第四極板基片上的N個(gè)過(guò)孔和第五極板基片1-1-5的N個(gè)過(guò)孔與第五極板基片1-1-5下表面的N個(gè)輸出電極1-4連接。
具體實(shí)施方式
二:本實(shí)施方式是對(duì)具體實(shí)施方式
一所述的共燒結(jié)構(gòu)的電導(dǎo)率傳感器進(jìn)一步限定，所述第二極板基片1-1-2與第四極板基片1-1-4均為單層或多層結(jié)構(gòu)。
具體實(shí)施方式
三:本實(shí)施方式是對(duì)具體實(shí)施方式
一所述的共燒結(jié)構(gòu)的電導(dǎo)率傳感器進(jìn)一步限定，極板間基片3為單層或多層結(jié)構(gòu)。在實(shí)際應(yīng)用中，根據(jù)對(duì)所述電導(dǎo)率傳感器的性能確定極板間基片3的厚度。
具體實(shí)施方式
四:本實(shí)施方式是對(duì)具體實(shí)施方式
一所述的共燒結(jié)構(gòu)的電導(dǎo)率傳感器進(jìn)一步限定，所述N等于I或2或3或4或5。
具體實(shí)施方式
五:本實(shí)施方式是對(duì)具體實(shí)施方式
一所述的共燒結(jié)構(gòu)的電導(dǎo)率傳感器進(jìn)一步限定，上極板I還包括溫度檢測(cè)元件4，第五極板基片1-1-5還包括兩個(gè)溫度檢測(cè)輸出電極1-5，所述溫度檢測(cè)元件4設(shè)置在第三極板基片1-1-3的上表面，所述溫度檢測(cè)元件4的兩端分別通過(guò)第三極板基片1-1-3上的過(guò)孔、第四極板基片1-1-4上的過(guò)孔和第五極板基片1-1-5上的過(guò)孔與第五極板基片1-1-5的兩個(gè)溫度檢測(cè)輸出電極1-5連接。結(jié)合圖1至圖16說(shuō)明四電極的共燒結(jié)構(gòu)的電導(dǎo)率傳感器，所述N等于2，圖6是圖3剖面圖。上極板I上設(shè)置4個(gè)過(guò)孔6，過(guò)孔用于電極1-2與引線1-3及引線1-3與輸出端1-4間的電連接。圖7是第一極板基片1-1-1的俯視圖第一極板基片1-1-1，是單層的其中電極1-2被圖案化，并通過(guò)絲網(wǎng)印刷技術(shù)制作在第一極板基片1-1-1上。過(guò)孔為通孔，，填充導(dǎo)電金屬材料，從第一極板基片1-1-1的上表面到下表面延伸通過(guò)過(guò)孔的整個(gè)長(zhǎng)度，實(shí)現(xiàn)電極1-2與第一極板基片1-1-1上過(guò)孔間的電連接。圖9是第二極板基片1-1-2的俯視圖。第二極板基片1-1-2可以是單層或者多層。其中過(guò)孔為通孔，填充導(dǎo)電導(dǎo)電金屬材料，從第二極板基片1-1-2上表面到下表面延伸通過(guò)過(guò)孔的整個(gè)長(zhǎng)度，實(shí)現(xiàn)第一極板基片1-1-1上表面過(guò)孔與第三極板基片1-1-3基片(7)上引線1-3間的電連接。圖11是第三極板基片1-1-3的俯視圖。第三極板基片1-1-3是單層，其中引線1_3及溫度檢測(cè)元件4被圖案化。過(guò)孔為通孔，填充導(dǎo)電導(dǎo)電金屬材料，從第三極板基片1-1-3上表面到下表面延伸通過(guò)過(guò)孔的整個(gè)長(zhǎng)度，實(shí)現(xiàn)引線1-3及溫度檢測(cè)元件4與第四極板基片1-1-4上過(guò)孔間的電連接。圖13是第四極板基片1-1-4的俯視圖。第四極板基片1-1-4可以是單層或者多層。其中過(guò)孔為通孔，填充導(dǎo)電金屬材料，從第四極板基片1-1-4外表面到內(nèi)表面延伸通過(guò)過(guò)孔的整個(gè)長(zhǎng)度，實(shí)現(xiàn)第四極板基片1-1-4上表面過(guò)孔與第五極板基片1-1-5上過(guò)孔間的電連接。圖15是第五極板基片1-1-5的俯視圖。第五極板基片1-1-5是單層，其中輸出端1-4被圖案化。過(guò)孔為通孔，導(dǎo)電金屬材料，從第五極板基片1-1-5上表面到下表面延伸通過(guò)過(guò)孔的整個(gè)長(zhǎng)度，實(shí)現(xiàn)輸出端1-4與第五極板基片1-1-5上過(guò)孔間的電連接。液體電導(dǎo)率隨液體的溫度變化而變化，因此電導(dǎo)率傳感器通常包括溫度傳感器以便對(duì)測(cè)試的電導(dǎo)率值進(jìn)行溫度修正。對(duì)于本實(shí)用新型實(shí)施例，在上極板或下極板內(nèi)部設(shè)置溫度檢測(cè)元件4。本實(shí)用新型中的電導(dǎo)率傳感器可以嵌入適當(dāng)基座中，并與適當(dāng)?shù)男盘?hào)處理器連接。盡管參考實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行了說(shuō)明，但是在不脫離本實(shí)用新型的精神和范圍的情況下可以進(jìn)行形式和細(xì)節(jié)上的變化，包括改變電極數(shù)量形狀等，這對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員是顯而易見的。
權(quán)利要求1.共燒結(jié)構(gòu)的電導(dǎo)率傳感器，其特征在于，它包括上極板(I)、下極板和極板間基片(3);所述上極板(I)和下極板結(jié)構(gòu)相同，上極板和下極板鏡像對(duì)稱固定在極板間基片(3)的上表面和下表面形成“凹”字形結(jié)構(gòu)；上極板和下極與極板間基片(3)連接的一端為固定端，另一端為懸空端； 上極板(I)由五個(gè)極板基片組成；所述五個(gè)極板基片重疊放置，從上至下依次為第一極板基片(1-1-1)、第二極板基片(1-1-2)、第三極板基片(1-1-3)、第四極板基片(1-1-4)和第五極板基片(1-1-5)； 第一極板基片(1-1-1)的懸空端的上表面設(shè)置有N個(gè)電極(1-2)，第三極板基片(1-1-3)的上表面設(shè)置有N根引線(1-3)，第五極板基片(1-1-5)的下表面設(shè)置N個(gè)輸出電極(1-4)， 第一極板基片、第二極板基片(1-1-2)、第二極板基片(1-1-3)、第四極板基片(1-1-4)和第五極板基片(1-1-5)分別設(shè)置N個(gè)過(guò)孔，所述過(guò)孔為各自基片的上表面至下表面通透的孔，所述通透的孔內(nèi)設(shè)置有導(dǎo)電金屬； 所述N個(gè)電極(1-2)分別通過(guò)第一極板基片(1-1-1)上的N個(gè)過(guò)孔和第二極板基片(1-1-2)上的N個(gè)過(guò)孔與第三極板基片(1-1-3)上的N根引線(1-3)連接，第三極板基片(1-1-3)上的N根引線(1-3)分別通過(guò)第三極板基片(1-1-3)上的N個(gè)過(guò)孔、第四極板基片上的N個(gè)過(guò)孔和第五極板基片(1-1-5)的N個(gè)過(guò)孔與第五極板基片(1-1-5)下表面的N個(gè)輸出電極(1-4)連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的共燒結(jié)構(gòu)的電導(dǎo)率傳感器，其特征在于，所述第二極板基片(1-1-2)與第四極板基片(1-1-4)均為單層或多層結(jié)構(gòu)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的共燒結(jié)構(gòu)的電導(dǎo)率傳感器，其特征在于，極板間基片(3)為單層或多層結(jié)構(gòu)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的共燒結(jié)構(gòu)的電導(dǎo)率傳感器，其特征在于，所述N等于I或2或3或4或5。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的共燒結(jié)構(gòu)的電導(dǎo)率傳感器，其特征在于，上極板(I)還包括溫度檢測(cè)元件(4)，第五極板基片(1-1-5)還包括兩個(gè)溫度檢測(cè)輸出電極(1-5)，所述溫度檢測(cè)元件(4)設(shè)置在第三極板基片(1-1-3)的上表面，所述溫度檢測(cè)元件(4)的兩端分別通過(guò)第三極板基片(1-1-3)上的過(guò)孔、第四極板基片(1-1-4)上的過(guò)孔和第五極板基片(1-1-5)上的過(guò)孔與第五極板基片(1-1-5)的兩個(gè)溫度檢測(cè)輸出電極(1-5)連接。
專利摘要共燒結(jié)構(gòu)的電導(dǎo)率傳感器，涉及一種電導(dǎo)率傳感器。為了解決目前電導(dǎo)率傳感器結(jié)構(gòu)復(fù)雜的問(wèn)題。上極板和下極板結(jié)構(gòu)相同，上極板和下極板鏡像對(duì)稱固定在極板間基片的上表面和下表面形成“凹”字形結(jié)構(gòu)；上極板1由五個(gè)極板基片組成；所述五個(gè)極板基片重疊放置，從上至下依次為第一至第五極板基片；五個(gè)極板基片上分別設(shè)置過(guò)孔，第一極板基片的上表面設(shè)置有N個(gè)電極，第三極板基片的上表面設(shè)置有N根引線，第五極板基片的下表面設(shè)置N個(gè)輸出電極，所述N個(gè)電極分別過(guò)孔與N根引線電連接，N根引線分別過(guò)孔與第五極板基片下表面的N個(gè)輸出電極電連接。所述電極裸露在外，與液體接觸。用于測(cè)量液體的電導(dǎo)率。
文檔編號(hào)G01R27/22GK202975172SQ20122074911
公開日2013年6月5日 申請(qǐng)日期2012年12月31日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月31日
發(fā)明者秦浩, 尤佳, 傅巍, 祁欣 申請(qǐng)人:中國(guó)電子科技集團(tuán)公司第四十九研究所