高精密厚膜丝网印刷技术在传感器生产中的多样化应用
高精密厚膜丝网印刷技术在传感器生产中的多样化应用
随着科技的快速发展，传感器在工业、医疗、军事、环境等领域的应用日益广泛。高精密厚膜丝网印刷技术作为传感器制备中的关键技术，不仅能够提高生产效率，还能保证产品质量。本文将详细介绍该技术在不同类型传感器生产中的具体应用。
传感器作为一种感知设备，能够用于各种实时监测、测量和记录特定物理量或环境参数，如工业、医疗、军事、环境等各种领域的监测。由上图可知，它们根据制备基底材料的不同，可分为金属传感器、陶瓷传感器、柔性传感器。在他们的制备生产中，厚膜技术得到广泛应用。厚膜技术是一种制作厚膜电路的关键技术，已有五十多年的历史，它是采用厚膜丝网印刷技术，并通过高温隧道炉烧结或烘烤炉烘烤而成，具有致密、结实以及相对廉价等优点，被广泛用于汽车电子、空调、导弹导航系统等领域。下面就一起来看看厚膜技术在传感器制备生产中的具体应用吧！
金属传感器
金属传感器是一种利用金属材料的物理或化学性质来检测、测量或响应外部环境变化的装置。这些传感器可以通过金属的电阻、电容、磁性等特性来实现对特定物理量或环境变化的感知。从上图可以看出，金属传感器常见的类型有磁性传感器、电感传感器、电容式传感器、电阻式传感器、压力传感器、光敏传感器。在生产过程中，厚膜丝网印刷技术可用于所有金属传感器保护涂层的印刷和制备金属厚膜压力传感器。
金属传感器保护涂层
金属传感器在制作完成后，通常需要印刷一层保护层，避免传感器受到外界腐蚀，隔离湿气。但由于印刷面积小，膜厚要求高，所以很多企业在实验阶段，反复尝试了喷墨、厚膜丝网印刷等多种印刷方式，但最终选择了厚膜丝网印刷。喷墨作为一种无版印刷方式，是通过喷墨打印头直接喷射到承印物上进而在承印物表面形成图像。但它对油墨的性能要求很高，所以很难去控制膜厚，而且无法保证涂层不对传感器表面造成损坏。厚膜丝网印刷是通过刮刀的作用力使浆料透过网版网孔至承印物表面。它作为一种工艺相对简单、成本低、可批量印刷的技术，可在承印物上印刷各种油墨、浆料、胶水、玻璃釉，印刷精度、膜厚可控。微米级膜厚达到保护隔离效果的同时，也不会对承印物表面造成破坏。因此，厚膜丝网印刷是目前最实用、最成熟的印刷传感器保护涂层的技术。
金属厚膜压力传感器
金属厚膜压力传感器是基于厚膜印刷技术制成的一种传感器，其工作原理主要是利用厚膜电阻的压阻效应，压力作用在金属薄膜上时，薄膜发生弯曲或形变，导致电阻、电容或电感等电学性质的变化。制备过程中，需使用高精密自动对位厚膜印刷机印刷，以保证印刷精度和膜厚均匀性。由于是金属基底，所以需要先印刷一层绝缘层（也称介质层），再印刷电阻层、玻璃釉保护层。
金属传感器专用厚膜印刷机
陶瓷传感器
陶瓷传感器是一种使用陶瓷材料为基底制成的一种传感器，用于检测和测量各种物理量或化学量。常见的陶瓷传感器有陶瓷压力传感器、陶瓷温度传感器、陶瓷加速度传感器、陶瓷湿度传感器、陶瓷油位传感器。在生产过程中，厚膜丝网印刷技术主要用于印刷保护涂层和制作陶瓷厚膜压力传感器、汽车油位传感器。
陶瓷传感器保护涂层
陶瓷传感器保护涂层印刷目的与金属传感器保护涂层一样，都是为了保护传感器不受外界腐蚀污染。不同的是，金属传感器通常是印刷一层覆盖整个需保护的面，而陶瓷传感器可能还需要印刷图形保护层与传感器的图形对应，需要使用自动对位厚膜印刷机进行印刷，保证套印图形位置精度。
陶瓷厚膜压力传感器
陶瓷厚膜压力传感器工艺原理与金属厚膜压力传感器一致，但它相对于金属厚膜压力传感器更具优势，因为陶瓷基板与浆料的匹配性更高，烧结后的黏性更好。但是陶瓷基板的制作过程复杂，成本相对较高。在制备过程中，需使用高精密自动对位厚膜丝网印刷机分别要印刷电极层、电阻层、玻璃釉保护层，每层印刷完都需烘干烧结。
汽车油位传感器
汽车油位传感器是用于检测和测量车辆燃油箱内油位的传感器装置。它的主要作用是确保驾驶员了解车辆的油箱内油量，并向仪表盘或车辆控制系统提供准确的油位信息。在制备过程中，需使用高精密自动对位印刷机分别印刷电极层、电阻层、保护层，保证印刷图形精度的同时，还要保证线宽均匀。
陶瓷传感器专用厚膜印刷机
柔性传感器
柔性传感器是指以柔性材料为基底，通过印刷技术制成的一种传感器。常见的柔性基底有：聚酰亚胺膜（PI）、聚酯膜（PET）等。因其具有良好的韧性、延展性，可以自由弯曲，所以能满足更多应用场景。常见的柔性传感器有血糖仪试纸传感器、皮下植入式血糖仪传感器、温度传感器、压力传感器、湿度传感器、智能标签传感器。由于柔性传感器就是基于印刷技术制成的一类传感器，所以厚膜丝网印刷技术可用于所有的柔性传感器印刷。如常见的血糖仪试纸传感器、皮下植入式血糖仪传感器导电层印刷。
血糖仪试纸传感器
血糖试纸传感器主要是用于测量血糖指数。由基片、电极（碳涂层、银涂层）、绝缘涂层、酶涂层（酶、电子媒介、稳定剂）、双面胶、亲水膜、盖板组成，需使用高精密自动对位厚膜印刷机在聚酯膜（PET）材料上印刷电极层、绝缘涂层、酶涂层。
皮下植入式血糖仪传感器
皮下植入式血糖仪传感器作为一种新型血糖监测医疗设备，通过将微型传感器植入体内，可以持续监测血糖，并将数据传输给手机。厚膜丝网印刷机技术主要用于印刷真正植入皮下组织的探头的电极部分的导电层。基底材料一般是聚酰亚胺膜（PI）。
柔性传感器专用厚膜印刷机
在高精密厚膜丝网印刷技术在传感器制作中的具体应用中，我们深入了解了金属传感器、陶瓷传感器和柔性传感器的制备过程中厚膜丝网印刷技术发挥的关键作用。这一技术的广泛应用使得传感器在各个领域都能够发挥更加精准和可靠的作用。总体而言，高精密厚膜丝网印刷技术在传感器制作中的具体应用为各类传感器的生产提供了可靠的解决方案，推动了传感技术在工业、医疗、军事和环境等领域的不断创新。