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早在40年前,研究人员已经开始了对厚膜压力传感器相关技术的研究,在此期间,人们对于该技术的理论研究越来越深入,厚膜压力传感器在各个领域中的应用也越来越广泛,其中,汽车电子领域是厚膜压力传感器最重要的领域之一。早期的厚膜压力传感器主要基于96%Al2O3陶瓷基板,这种压力传感器一直沿用至今;随着厚膜浆料系统的发展,国外已经有公司提出了基于金属基板的厚膜压力传感器,但是,由于严格的专利保护,外界对其相关信息知之甚少;国内很少有研究机构和企业对此类厚膜金属压力传感器展开研究。本论文的相关研究工作是在飞恩微电子有限公司的支持下进行。本论文在充分研究厚膜浆料系统的特性、厚膜压力传感器的工作原理和制作工艺的基础上,通过理论计算、ABAQUS有限元仿真和性能测试等方法,对厚膜压力传感器的设计和工艺流程进行了深入的研究和优化;;并且对压力传感器的性能进行了分析。本论文主要研究了一下五个方面的问题:(1)在厚膜压力传感器的设计方面:对厚膜压力传感器的工作原理进行了较为深入的研究,包括厚膜电阻的压阻效应、惠斯通电桥原理、小挠度理论。(2)在厚膜压力传感器的制作工艺方面:对压力传感器制作工艺流程的设计,其主要包括先进丝网印刷和厚膜浆料烧结时的温度控制。(3)在厚膜介质层与金属基板的兼容性方面:对厚膜介质层与金属基板的结合界面进行了分析测试,研究不同膜层间的结合特性。(4)在厚膜电阻的设置方面:通过ABAQUS模拟金属膜片应力应变分布,计算厚膜电阻最佳布置方式,并制作了厚膜金属压力传感器样品。(5)在厚膜金属压力传感器的性能方面:在全温域(-40℃~125℃)内对传感器进行性能分析测试;通过测试对传感器的压力量程进行了标定,对传感器的失效模式进行了分析,并提出了传感器的性能优化方案。