[发明专利]一种热释电超薄陶瓷片的制作方法及其在传感器上的应用

说明书

本发明涉及电子功能陶瓷技术领域，且公开了一种热释电超薄陶瓷片的制作方法及其在传感器上的应用，包括以下步骤：1)将预烧后的热释电陶瓷粉体、烧结助剂、40～50％乙醇和甲苯混合溶液及0.5～1.0％的KD‑1分散剂，加入球磨罐内部并进行球磨混合4～6h，加入4‑8％的PVB粘合剂后继续球磨12～18h，用激光粒度仪测量粒度，并使得粒度在D50＝1.2um±0.1um范围内，并过400目不锈钢筛网出料；2)将浆料抽真空脱泡，并控制浆料粘度在400cps±100cps，采用钢带流延形成20‑50um厚度的陶瓷生膜带，然后将膜带裁剪为200*200mm的坯片，将坯片按照与流延方向一致或垂直的不同方向交叉叠层。该发明制造的超薄热释电陶瓷片性能一致性良好，达到了简单方便、高效生产及低成本制造的效果。

技术领域

本发明涉及电子功能陶瓷技术领域，具体为一种热释电超薄陶瓷片的制作方法及其在传感器上的应用。

背景技术

热释电被动红外传感器是一种检测移动人体和物体温度变化的传感器，目前，热释电红外传感器被广泛应用到各种自动化控制装置中，除了在我们熟知的楼道自动开关、防盗报警上得到应用外，在更多的领域应用前景看好，比如：在房间无人时会自动停机的空调机、饮水机，电视机能判断无人观看或观众已经睡觉后自动关机的机构，开启监视器或自动门铃上的应用，台灯在人睡觉后的自动关闭，起夜灯，衣柜灯，阳台灯，以及老年人监护等领域，实现了与物联网的互联互通。

热释电陶瓷敏感元芯片作为热释电被动红外传感器的核心部件，其传统的制作工艺为：采用干粉压制成型工艺制作2mm以上的厚陶瓷料块，在陶瓷料块高压极化后采用切片或减薄的方法制作厚度为60-100μm的敏感元芯片陶瓷片，由于采用干压成型及减薄的方法制作陶瓷敏感元芯片，其材料利用率低于20％，其加工过程中不仅浪费了大量的原材料，而且需采用大量的人工和加工设备，因此生产成本较高，生产效率低，流延成型作为生产制作薄层陶瓷介质的先进技术，直接制作0.06-0.1mm(60-100μm)的热释电陶瓷薄片的工艺仅见于科研报道和期刊论文，批量生产应用还鲜有报道。

上海硅酸盐研究所刘瑞斌等人在《无机材料学报》上1994年9月发表“流延热释电陶瓷单层薄膜烧结工艺与膜片性能”的研究论文，提出了夹板法烧结工艺，其批量化生产工艺未见进一步报道；华中科技大学的杨智兵在2007年的硕士研究生毕业论文“凝胶流延成型制备铅系热释电厚膜的研究”中提及了热释电陶瓷材料厚膜的成型采用凝胶注法，但采用凝胶流延法陶瓷膜带的厚度无法精密控制，导致收缩率波动较大；清华大学微电子所林州等人在2001年12月的《压电与声光》上发表“流延硅基PZT厚膜工艺研究”，采用印刷法制作PZT厚膜，无法应用于目前的PIR生产工艺，以上研究都是针对PLCT热释电陶瓷材料的研究报道，但无进一步利用该材料制作热释电传感器后性能数据的报道，江苏师范大学，张乐等人的发明技术“一种超薄透明陶瓷流延素坯的烧结防变形方法技术”，阐述了一种透明陶瓷的流延素坯烧结方变形方法，该方法是采用钨板作为素坯烧结过程中的压板，且为气氛保护中烧结，为单层压烧，生产效率低。

本发明旨在简化热释电陶瓷敏感元芯片的生产流程，提高原材料利用率，降低原材料消耗，提高生产效率，改善传感器产品性能一致性，以满足未来客户对热释电红外传感器低成本和高质量的要求。

发明内容

(一)解决的技术问题

针对现有技术的不足，本发明提供了一种热释电超薄陶瓷片的制作方法及其在传感器上的应用，具备生产成本低、性能一致性好等优点，解决了生产效率低且生产成本高的问题。

(二)技术方案

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种热释电超薄陶瓷片的制作方法，包括以下步骤：