Способ изготовления матричных датчиков давления

 

Использование: в измерительной технике для измерения давлений при аэродинамических и натурных испытаниях авиационной техники. Цель: повышение надежности, качества и снижение стоимости датчиков. Сущность изобретения: датчик давления формируют непосредственно на поверхности модели сложной конфигурации с высокой кривизной. Наносят слои полиамидокислотного лака, каждый слой термически обрабатывают. Полученные полиимидные пленки металлизируют сплошным слоем, гравируют на слое металлизации обкладки с выводами и экраном. Датчик на поверхности модели формируют из трех слоев полиимидной пленки толщиной 50 - 60 мкм. Выбором зазора между экраном и обкладками достигается снижение краевых эффектов. 1 з. п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения давлений при аэродинамических и натурных испытаниях авиационной техники.

Известен способ изготовления пленочных датчиков с чувствительным элементом прямоугольной формы, который состоит из двух металлизированных диэлектрических полиамидных пленок и одной неметаллизированной пленки [1] Наиболее близким к изобретению является способ изготовления матричных датчиков давления, согласно которому формируют пакет скрепленных между собой металлизированных диэлектрических пленок последовательным нанесением нескольких слоев полиамидокислотного лака на подложку, после нанесения каждого слоя лака полученную пленку подвергают термической обработке последовательно в течение 5 20 мин при 80 100^oC, 5 10 мин при 140 160^oC, 5 10 мин при 180 220^oC и 5 15 мин при 280 320^oC, затем в вакууме последовательно осаждают через маски слои металлов соответствующих конфигураций, затем опять наносят слой полиамидокислотного лака и подвергают весь пакет термической обработке с тем же режимом [2] Недостатком известного способа является появление морщин и выступов при наклейке датчика на поверхность с кривизной первой и второй степени, что снижает надежность измерений.

Целью изобретения является повышение надежности, качества и снижение стоимости изготовления датчиков. Для этого в известном способе, согласно изобретению, пакет скрепленных между собой металлизированных диэлектрических пленок формируют на поверхности модели шероховатости сложной конфигурации разной степени кривизны, при этом полиамидокислотный лак наносят на поверхность нагретой модели при 35 45^oC, затем после формирования каждого слоя диэлектрической пленки последовательно в вакууме осаждают сплошные слои металла, затем из сплошного слоя осажденного металла гравируют экраны и обкладки с выводами, причем зазоры между экраном и обкладками с выводами на нижней поверхности третьей диэлектрической пленки выбирают равными l=(0,5-0,57)δ, где l зазор между экраном и обкладками с выводами; d толщина третьей диэлектрической пленки. Кроме того, согласно изобретению, полиамидокислотный лак для нанесения на поверхность модели приготовляют из расчета получения полиимидной пленки толщиной 10 12 мкм, с расходом 0,08 - 0,102 г полиамидокислотного лака на 1 см² полиимидной пленки.

Изобретение поясняется чертежом. Основанием датчика является модель 1. Первая диэлектрическая пленка 2 имеет сплошной экран 3 и изоляционную пленку 4 на поверхности экрана 3 (сеч. А А).

Третья диэлектрическая пленка 5 является чувствительным элементом датчика, на нижней поверхности содержит экран 6, обкладки 7 с выводами 8 (сеч. Б Б), а на верхней поверхности экрана 9 объединенные обкладки 10 с выводами 11 (сеч. В В) и защитный диэлектрический слой 12 (сеч. А А).

В первом технологическом цикле на поверхности обезжиренных моделей при 35 50^oC наносят слои полиамидокислотного лака для получения после полной имидизации первой и второй диэлектрических пленок толщиной 8 12 мкм и третьей пленки толщиной 10 25 мкм.

Во втором технологическом цикле после нанесения каждого слоя лака модель подвергают термической обработке в термостате с указанным выше режимом, при этом образуется полиимид.

В третьем технологическом цикле на поверхности каждой полиимидной пленки способом термического испарения в вакууме осаждают сплошные слои металла.

В четвертом цикле электрической гравировкой образуют экраны 6, 9 и обкладки 7, 10 с выводами 8, 11.

Работа датчиков осуществляется известным образом. Под действием изменения давления изменяется емкость. Сигнал снимается с выводов 8 относительно вывода 11.

Благодаря формированию датчика на поверхности модели без клея повышается надежность измерений, улучшается качество поверхности датчика. Это позволяет измерить дискретное и суммарное значения пульсаций давления в сложных аэродинамических объектах и совместить измерения давления с другими видами измерений.

Формула изобретения

1. Способ изготовления матричных датчиков давления, согласно которому формируют пакет скрепленных между собой металлизированных диэлектрических пленок последовательным нанесением нескольких слоев полиамидокислотного лака на подложку, после нанесения каждого слоя лака полученную пленку подвергают термической обработке последовательно в течение 5 20 мин при 80 100^oС, 5 10 мин при 140 160^oС, 5 10 мин при 180 220^oС и 5 15 мин при 280 320^oС, затем в вакууме последовательно осаждают через маски слои металлов соответствующих конфигураций, затем опять наносят слой полиамидокислотного лака и подвергают весь пакет термической обработке с тем же режимом, отличающийся тем, что пакет скрепленных между собой металлизированных диэлектрических пленок формируют на поверхности модели шероховатостью сложной конфигурации разной степени кривизны, при этом полиамидокислотный лак наносят на поверхность нагретой модели при 35 - 45^oС, затем после формирования каждого слоя диэлектрической пленки последовательно в вакууме осаждают сплошные слои металла, затем из сплошного слоя осажденного металла гравируют экраны и обкладки с выводами, причем зазоры между экраном и обкладками с выводами на нижней поверхности третьей диэлектрической пленки выбирают равными l=(0,5-0,57)δ, где l зазор между экраном и обкладками с выводами; δ- толщина третьей диэлектрической пленки.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что полиамидокислотный лак для нанесения на поверхность модели приготовляют из расчета получения полиамидной пленки толщиной 10 12 мкм, с расходом 0,08 0,102 г полиамидокислотного лака на 1 см² полиамидной пленки.

РИСУНКИ

Рисунок 1