[发明专利]一种压电传感器及其加工方法

说明书

技术领域：

本发明属于传感器技术，涉及一种压电传感器的加工工艺方法。

背景技术

自20世纪后期以来，由于世界各地发生的航空事故所引起的灾难性后果，使得结构健康监测技术得以提出并迅速发展起来。该技术研究在结构中安装或集成传感器功能单元来实现结构健康状态的在线监测。在众多的传感器和驱动器中，压电元件由于具有正逆压电效应，既可作为驱动器也可作为传感器。因此，得到很多研究学者的关注并大量采用。

传统的使用压电传感器，是将压电元件逐个粘贴与分别连接，这样的做法会引起各压电元件存在性能差异，且稳定性、电气特性以及使用寿命等方面难以控制。

发明内容

本发明的目的：提供一种成活率高、抗干扰能力强的压电传感器。

另外，本发明还提出该压电传感器加工方法。

本发明的技术解决方案是：一种压电传感器，其包括基底、压电片、层内连线线路、传感器与外部的连接接口BNC插头，其中，所述压电片、层内连线线路、传感器与外部的连接接口BNC插头均设置在基底上，其特征在于：所述压电传感器各部分均含有柔性线路，而BNC插头部分还含有刚性线路。

所述柔性线路由第一层柔性线路和第二层柔性线路组成，其中，第一层柔性线路从外到内依次包含有屏蔽层、胶粘剂层和基底铜箔层；BNC插头部分的第二层柔性线路包含有电绝缘柔性材料层、内部铜箔层和低流量预浸层；而层内连线线路部分和压电片部分的第二层柔性线路包含电绝缘柔性材料层、内部铜箔层、胶粘剂层和最外部的屏蔽层。

所述刚性线路主要包含FR-4刚性层、基底铜箔层和阻焊层。

所述连接接口BNC插头包括a、b、c、d、e共5个接脚，其中，所述压电片中上部通过层内连线线路与BNC插头的e脚相连，压电片中下部与BNC插头的a脚相连。

所述BNC插头部分正反面都设置有可直接焊接的焊盘，并由固体胶封装。

一种压电传感器的加工方法，其包括如下步骤：

步骤1.根据监测要求将基体材料和热固胶切割成相同形状和大小，以提高加工时的随意性和一致性；

步骤2.在基体材料上经过曝光、显影、蚀刻、剥膜的过程制作出压电

片的层内连接线路，并在相应的位置预置焊锡；

步骤3.压电片粘接在基底上，

将带有线路的基体材料平铺于平板上，再将热固胶对齐粘贴于基体材料上，并在对应于压电片的位置打孔；把压电片放置于热固胶的打孔位置，将基体材料对齐平铺并粘接上；

步骤4.压电片的固化，

熨平固定压电片两侧以及基体材料四周；将平板放入平板硫化机中进行热压固化，同时通过预置的焊锡将压电片和线路焊接好，水冷至常温后取出；

步骤5.BNC插头的封装，

将BNC插头直接焊接在平板上，再通过固体胶将表面硬化、封装。

压电片再硫化机固化时，以固化压力2.5MPa，热压温度120℃条件热压120分钟进行固化。

本发明的技术效果是：本发明把铜箔粘贴于柔性基材上并蚀刻出压电元件的连接线路，在柔性基材上蚀刻出连接线路后，还要把带有线路的基材、固化胶在层压机中进行层压固化，并通过热压把压电片焊接在线路上，并封装成一个整体。其通过采用柔性线路和刚性线路相结合，有效提高了产品的成活率，而且BNC头因为正反面都设置有焊盘故两面均可直接焊接，再通过特殊的固体胶进行封装，成活率高达百分之百的同时也提高了产品的一致性及完整性。其工艺简单且成本较低，具有较大的实际应用价值。

附图说明：

图1是本发明压电传感器一较佳实施方式的结构示意图；

图2是本发明压电传感器的工艺组成图；

图中：1为基底；2为压电片；3为层内连线线路；4为传感器与外部的连接接口BNC插头；a、b、c、d、e分别为BNC插头的五个接脚；5为屏蔽层；6为胶粘剂层；7为基地铜箔层；8为电绝缘柔性材料层；9为内部铜箔层；10为低流量预浸层；11为FR-4刚性层；12为阻焊层；13为柔性线路；14为刚性线路。

具体实施方式

下面通过具体实施例对本发明作进一步说明：