箔式电阻应变片制造工艺

箔式电阻应变片制造工艺

定义

箔式电阻应变片是一种利用光刻腐蚀技术在薄金属箔（如康铜、卡玛合金等）上加工出栅形敏感栅的应变敏感元件。其典型厚度为0.003～0.01mm，基底通常采用聚酰亚胺或酚醛树脂。

制造工艺步骤

1. 箔材准备：选取厚度均匀的金属箔，经清洗、退火处理消除内应力。
2. 涂覆光刻胶：在箔材表面均匀涂敷一层感光胶（如正性光刻胶）。
3. 曝光显影：通过掩膜版（图形为应变片栅型）进行紫外曝光，经显影后得到与掩膜对应区域的光刻胶保护层。
4. 腐蚀：采用化学腐蚀液（如FeCl₃溶液）蚀刻未受光刻胶保护的金属部分，形成敏感栅及引线焊盘。
5. 去胶与清洗：去除剩余光刻胶，用去离子水彻底清洗。
6. 粘贴基底：将腐蚀好的金属箔栅粘贴到塑料或环氧基底上，并焊接引出导线。
7. 固化与检测：高温固化基底，进行电阻值、绝缘电阻及蠕变等性能检测。

作用与优势

• 散热性好：箔材薄、面积大，允许通过较大电流而不明显发热。
• 横向效应小：栅端圆弧半径小，横向应变灵敏度低，测量精度高。
• 蠕变低：基底与箔材的匹配设计可补偿蠕变，适合长时间监测。
• 一致性好：光刻工艺可同时制作数千个尺寸一致的应变片，适合批量生产。

工程理解

在工程应变测量中，箔式应变片因输出稳定、频率响应高（可达数十kHz）而被广泛用于弹性体贴片式传感器（如称重传感器、压力传感器）。其工艺精度直接决定应变片在零点和满量程时的重复性。选用时需根据工作温度、基底材料匹配及疲劳寿命选择不同金属箔牌号。