一體化陶瓷壓力傳感器技術(shù)探討與中國(guó)壓力傳感器市場(chǎng)分析
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作者:jxwsdcom
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發(fā)布時(shí)間: 2018-09-21
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訪(fǎng)無(wú)錫市海貝微電子研究所總工程師徐興才先生
無(wú)錫市海貝微電子研究所位于美麗的太湖之濱，是無(wú)錫市科技局下屬微電子組裝高科技研究所。主要從事微電子組裝技術(shù)設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)和產(chǎn)品研制。研究所開(kāi)發(fā)的壓阻式一體化陶瓷壓力傳感器在技術(shù)上與德國(guó)合作，具有先進(jìn)水平，并向壓力變送器廠家提供技術(shù)支持。產(chǎn)品廣泛應(yīng)用于工業(yè)自動(dòng)化控制、汽車(chē)、 石油、 化工、 醫(yī)藥等領(lǐng)域。自研制的電子軟啟動(dòng)模塊和為電動(dòng)工具配套的恒功率電子調(diào)速模塊的電性能和可靠性具有國(guó)際領(lǐng)先水平。
近日， 傳感器資訊網(wǎng) 有幸采訪(fǎng)了無(wú)錫市海貝微電子研究所總工程師徐興才先生，徐總就海貝所目前的陶瓷壓力傳感器技術(shù)研發(fā)相關(guān)問(wèn)題、國(guó)內(nèi)壓力傳感器市場(chǎng)格局及促成因素，以及國(guó)內(nèi)傳感器業(yè)發(fā)展存在的問(wèn)題，作了深入的探討。
《 傳感器資訊網(wǎng) 》： 無(wú)錫市海貝微電子研究所在去年推出了具有獨(dú)立知識(shí)產(chǎn)權(quán)，自主研發(fā)的一體化厚膜壓力傳感器HB2018，較之以往的產(chǎn)品，您能具體介紹一下這種工藝嗎？一體化厚膜壓力傳感器具有哪些優(yōu)勢(shì)？市場(chǎng)如何？
徐總： 首先我們有必要了解一下陶瓷壓力傳感器：
陶瓷壓力傳感器分為電容式陶瓷壓力傳感器和壓阻式陶瓷壓力傳感器二種，這二種傳感器都采用厚膜技術(shù)(Thick Film Technology)制造的。
電容式陶瓷壓力傳感器：極薄的彈性體背面印刷燒結(jié)一園形電極，而彈性體承載體(基座)亦采用厚膜技術(shù)印刷燒結(jié)相應(yīng)的電極，并在兩電極表面印刷燒結(jié)極薄的絕緣層，當(dāng)彈性體受壓后會(huì)產(chǎn)生微量位置變化,它與基座另一電極之間電容會(huì)產(chǎn)生變化,而組裝在傳感器上面ASIC電路中振蕩回路即引起振蕩頻率變化,再由ASIC電路的"頻率-電壓"轉(zhuǎn)換電路轉(zhuǎn)換成電壓變化或再轉(zhuǎn)換成電流變化。從而實(shí)現(xiàn)壓力/電信號(hào)物理量轉(zhuǎn)換。
壓阻式陶瓷壓力傳感器：采用自主研發(fā)專(zhuān)利電子漿料, 將四個(gè)厚膜電阻印刷-燒結(jié)在傳感器彈性體上形成惠斯頓電橋回路并采用激光修調(diào)系統(tǒng)將電橋修調(diào)成平衡狀態(tài)。當(dāng)傳感器彈性體微量形變便形成電橋不平衡,當(dāng)橋路相對(duì)兩端施加直流激勵(lì)電壓，而橋路另兩端便有毫伏級(jí)的電壓輸出。其橋路輸出電壓與壓力大小完全精密線(xiàn)性相關(guān),在信號(hào)調(diào)理電路中可不用線(xiàn)性補(bǔ)償便可得到很高的線(xiàn)性精度和低溫度漂移。
厚膜工藝是指采用Hybrid Integrated Technology技術(shù)。是在二次世界大戰(zhàn)以后發(fā)展起來(lái)的二次集成工藝,它開(kāi)始是直接應(yīng)用于軍事領(lǐng)域,后來(lái)發(fā)展到通信和計(jì)算機(jī)領(lǐng)域。
一體化厚膜陶瓷壓力傳感器是國(guó)際上近三年來(lái)才開(kāi)始出現(xiàn)第三代高性能壓力傳感器。它的特點(diǎn)是傳感器彈性體與瓷環(huán)在陶瓷制造過(guò)程中直接做成一體,與以往的同類(lèi)產(chǎn)品相比，一體化厚膜陶瓷壓力傳感器彈性體和瓷環(huán)從設(shè)計(jì)和工藝技術(shù)上實(shí)現(xiàn)一體化，較目前國(guó)際上第一代和第二代陶瓷壓力傳感器彈性體和瓷環(huán)需要用有機(jī)粘結(jié)劑粘合大大提高了陶瓷壓力傳感器的機(jī)械特性、電特性和可靠性。特別是提高了傳感器過(guò)載壓力、靈敏度、重復(fù)性、遲滯性和穩(wěn)定性等性能。第三代高性能陶瓷壓力傳感器是我研究所設(shè)計(jì)并在國(guó)外加工的。
《 傳感器資訊網(wǎng) 》： 任何新技術(shù)的開(kāi)發(fā)和突破都應(yīng)經(jīng)歷過(guò)一個(gè)艱辛的過(guò)程。貴所在開(kāi)發(fā)一體化厚膜壓力傳感器之前，大概經(jīng)歷了什么樣的孵化過(guò)程？
徐總： 我們開(kāi)發(fā)一體化陶瓷壓力傳感器，經(jīng)過(guò)了四年的技術(shù)孵化。從笫一代陶瓷壓力傳感器到一體化陶瓷壓力傳感器，是一個(gè)漫長(zhǎng)的探索過(guò)程。雖然，目前國(guó)際上絕大多數(shù)是第二代產(chǎn)品,但發(fā)展一體化陶瓷壓力傳感器是必然趨勢(shì)。
2000年2月，無(wú)錫市海鷹傳感器公司與無(wú)錫市海貝微電子研究所簽訂試制厚膜壓力傳感器的協(xié)議書(shū)，經(jīng)過(guò)一年的努力，笫一代厚膜壓力傳感器HB2012試制成功。HB2012于2001年二季度轉(zhuǎn)入量產(chǎn)，并通過(guò)一汽、二汽檢測(cè)部門(mén)認(rèn)定。HB2012主要用于柴油車(chē)電子式油壓表，以替代當(dāng)時(shí)的電位器式柴油油壓表。笫一代HB2012厚膜壓力傳感器是一種初級(jí)產(chǎn)品，存在不少缺憾：傳感器橋路零位無(wú)法進(jìn)行激光修調(diào)，傳感器結(jié)構(gòu)也不合理等等。
為了進(jìn)一步提高傳感器性能和可靠性，從2002年6月起， HB2012停產(chǎn)。研究所投入笫二代HB2015帶激光修調(diào)電阻的厚膜壓力傳感器的研制。廢棄了環(huán)氧樹(shù)脂粘結(jié)工藝，而采用芯片和瓷環(huán)表面金屬化工藝、Sn-Pb燒結(jié)。HB2015第二代陶瓷壓力傳感器，雖然解決了橋路零位激光修調(diào)，但和第一代產(chǎn)品一樣，同樣存在接觸可靠性問(wèn)題。要從根本上解決陶瓷壓力傳感器可靠性、環(huán)境適應(yīng)性和電氣、機(jī)械性能，第一代和二代陶瓷壓力傳感器向一體化結(jié)構(gòu)發(fā)展勢(shì)在必行。之后，我們進(jìn)入第三代產(chǎn)品的研制， 2004年，一體化陶瓷壓力傳感器HB2018開(kāi)發(fā)成功，第二代產(chǎn)品的性能缺陷得到較完美的修正。
目前我公司巳批量接受美國(guó)、德國(guó)、意大利和臺(tái)灣訂單,其中我們開(kāi)發(fā)的2005汽車(chē)機(jī)油壓力傳感器批量很大,我們深感壓力大,主要存在問(wèn)題是變送器外殼供應(yīng)較慢,在浙江加工質(zhì)量參差不齊。
《 傳感器資訊網(wǎng) 》： 貴所一直致力于研發(fā)陶瓷壓力傳感器，你們選擇這個(gè)科研方向的初衷是什么？是基于市場(chǎng)考慮嗎？
徐總： HB2018 壓阻式一體化陶瓷壓力傳感器開(kāi)發(fā)是基于市場(chǎng)的考慮。雖然，目前國(guó)際上大多數(shù)是第二代產(chǎn)品,但基于生產(chǎn)需要及產(chǎn)品各項(xiàng)性能考慮，發(fā)展一體化陶瓷壓力傳感器是必然趨勢(shì)。
《 傳感器資訊網(wǎng) 》： 在科研的同時(shí)，是否具備相應(yīng)的生產(chǎn)能力，將科研成果盡快地轉(zhuǎn)化為生產(chǎn)力，這也是能否順利發(fā)展的主要因素，在這一點(diǎn)上，海貝所有哪些優(yōu)勢(shì)？
徐總： 在科研方面，無(wú)錫海貝微電子研究所具備強(qiáng)大的科研力量。都是行業(yè)內(nèi)各領(lǐng)域退休高級(jí)工程師、大學(xué)教授和多年從事微電子設(shè)計(jì)制造方面的專(zhuān)家。傳感技術(shù)生產(chǎn)方面，海貝所和從事軍用微電路公司合作，全套引進(jìn)了目前世界上最先進(jìn)的厚膜生產(chǎn)設(shè)備和凈化生產(chǎn)線(xiàn)及現(xiàn)代化動(dòng)力系統(tǒng)，包括日本DEK-J半自動(dòng)印刷機(jī)，英國(guó)的激光膜厚檢測(cè)儀，美國(guó)的BTU八溫區(qū)可控氣氛燒結(jié)爐，美國(guó)ESI公司4990激光修調(diào)系統(tǒng)，美國(guó)惠普HP34401A、英國(guó)施倫伯杰公司(Solartron)7060高精度儀表等設(shè)備，具備了年產(chǎn)40-50萬(wàn)陶瓷傳感器的生產(chǎn)能力。
在ASIC電路(壓力變送器信號(hào)調(diào)理電路)生產(chǎn)方面，分別與美國(guó)德州半導(dǎo)體公司、德國(guó)兩家公司合作，成功開(kāi)發(fā)了變送器計(jì)算機(jī)全自動(dòng)調(diào)試系統(tǒng)，建成了全自動(dòng)的變送器生產(chǎn)線(xiàn)，改變了目前大多數(shù)變送器生產(chǎn)廠作坊式手工調(diào)試的現(xiàn)狀，具備了3萬(wàn)只/月的大批量生產(chǎn)的力。 與此同時(shí)，最近還研發(fā)成功了在HB2018直徑為18mm的傳感器上面將ASIC芯片直接組裝到超小型PCB板,并利用變送器計(jì)算機(jī)全自動(dòng)調(diào)試系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)寬電壓范圍(5 - 36V/DC)、多輸出方式(0.5V － 4.5V、0 － 5 V電壓輸出，4 － 20mA電流輸出和PWM信號(hào)輸出)并實(shí)現(xiàn)高可靠聯(lián)接方式直接與各種接插件互聯(lián)，使變送器抗EMS能力和可靠性大大提高，從而實(shí)現(xiàn)變送器小型化、智能化和裝配自動(dòng)化。
本著誠(chéng)信原則,我們?cè)敢夂蜆I(yè)界傳感器和變送器廠家合作, 愿意貼牌生產(chǎn),或購(gòu)買(mǎi)我們的專(zhuān)利,共同為我國(guó)傳感器事業(yè)發(fā)展作出貢獻(xiàn)。
《 傳感器資訊網(wǎng) 》： 目前，國(guó)內(nèi)的傳感器技術(shù)水平，較之國(guó)際，還有一定的差距。你對(duì)這種現(xiàn)象什么看法？你認(rèn)為中國(guó)傳感器業(yè)發(fā)展滯后的主要阻力是什么？
徐總： 目前國(guó)內(nèi)的傳感器技術(shù)水平從行業(yè)整體來(lái)講，較之國(guó)際水平，確實(shí)還有一定的差距。以壓力傳感器而言，我認(rèn)為國(guó)內(nèi)業(yè)界理論水準(zhǔn)，跟國(guó)際水平并無(wú)多大差距，但基礎(chǔ)技術(shù)，包括材料技術(shù)、制造設(shè)備、測(cè)試技術(shù)和可靠性研究等，與國(guó)際水平還是有一定差距。
從生產(chǎn)設(shè)備來(lái)講，所有厚膜工藝設(shè)備(包括自動(dòng)絲網(wǎng)印刷機(jī)、膜厚非接觸式測(cè)試設(shè)備、燒結(jié)爐、激光修調(diào)系統(tǒng)等)都必須從美國(guó)、英國(guó)、日本等國(guó)家進(jìn)口，這些都是國(guó)際一流設(shè)備，國(guó)內(nèi)不具備生產(chǎn)能力。另外，傳感器是敏感元件，對(duì)生產(chǎn)環(huán)境要求極高，生產(chǎn)線(xiàn)必須具備凈化廠房。而這一點(diǎn)，國(guó)內(nèi)的生產(chǎn)線(xiàn)亦無(wú)法達(dá)到要求。以前，我們?cè)鴩L試，將自己設(shè)計(jì)的一體化陶瓷環(huán)、高壓阻系數(shù)電子漿料，配方研制完成后，在國(guó)內(nèi)生產(chǎn)，但生產(chǎn)出的產(chǎn)品性能始終無(wú)法達(dá)到要求。所以，只能到國(guó)外委托加工。以設(shè)備來(lái)講，國(guó)內(nèi)生產(chǎn)線(xiàn)加工的傳感器存在的最大的問(wèn)題就是時(shí)漂和溫漂大。
《 傳感器資訊網(wǎng) 》： 國(guó)內(nèi)傳感器行業(yè)生產(chǎn)份額最大的是壓力傳感器，您能對(duì)國(guó)內(nèi)壓力傳感器市場(chǎng)作一簡(jiǎn)要分析嗎？促成這種格局的原因主要是什么？它將來(lái)會(huì)有怎樣的發(fā)展？
徐總： 我國(guó)壓力傳感器市場(chǎng)主要是工業(yè)自動(dòng)化控制領(lǐng)域，和汽車(chē)領(lǐng)域。在工控領(lǐng)域里目前我國(guó)絕大部份采用擴(kuò)散硅壓力傳感器、應(yīng)變片式壓力傳感器和濺射薄膜壓力傳感器，而國(guó)內(nèi)廠家生產(chǎn)面廣量大的就是擴(kuò)散硅壓力傳感器。在國(guó)內(nèi)，西安市是我國(guó)笫二個(gè)五年計(jì)劃里重點(diǎn)發(fā)展壓力系列傳感器的重要城市，陜西寶雞市在省會(huì)城市西安的帶動(dòng)下，由原秦嶺晶體管廠進(jìn)行技術(shù)改造，和美國(guó)霍尼偉爾公司合作成立麥克傳感器公司，為我國(guó)擴(kuò)散硅壓力傳感器生產(chǎn)開(kāi)創(chuàng)了先河。但MEMS技術(shù)和前道硅片制造技術(shù)仍控制在外國(guó)廠家手里。
進(jìn)入九十年代,國(guó)際上MEMS技術(shù)有了長(zhǎng)足的發(fā)展，硅片定向微機(jī)電加工精度和成品率不斷提高，加上離子注入技術(shù)的發(fā)展使擴(kuò)散硅壓力傳感器從技術(shù)上有了可靠保證，成本也有所下降。在許多應(yīng)用領(lǐng)域里，擴(kuò)散硅壓力傳感器還必須與充油蕊體配套,這又使它的售價(jià)大幅度上升。這些原因無(wú)疑在一定程度上促進(jìn)了國(guó)內(nèi)壓力傳感器市場(chǎng)的興盛。
近幾年，由昆山市人民政府和中科院，在昆山雙橋成立了國(guó)家火炬計(jì)劃昆山傳感器產(chǎn)業(yè)基地，使擁有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的微納米MEMS技術(shù)硅壓阻式傳感器和變送器形成了產(chǎn)業(yè)鏈。合肥智能化所在陶瓷壓力傳感器方面在研發(fā)和制造技術(shù)方面也有了可喜的發(fā)展。這些進(jìn)展都在一步步推進(jìn)著國(guó)內(nèi)市場(chǎng)的發(fā)展。
在國(guó)外，壓阻式陶瓷壓力傳感器以其高可靠性，抗腐蝕、優(yōu)良的線(xiàn)性精度和低成本開(kāi)始逐漸替代擴(kuò)散硅壓力傳感器，這也將是必然的發(fā)展趨勢(shì)。國(guó)家科技部馬頌德副部長(zhǎng)在2005年底視察無(wú)錫時(shí)，對(duì)此作了充分肯定。
我國(guó)從事各種壓力變送器生產(chǎn)的廠家有1700多家，作為壓力變送器的核心部件-壓力傳感器實(shí)現(xiàn)國(guó)產(chǎn)化的時(shí)代巳經(jīng)到來(lái)！
《 傳感器資訊網(wǎng) 》： 目前國(guó)際陶瓷壓力傳感器做得最好的是哪個(gè)廠家，他們的成功對(duì)貴所有無(wú)借鑒作用？
徐總： 瑞士Metallux公司,此外德國(guó)WIKA公司和韓國(guó)Greensensor公司也生產(chǎn)陶瓷壓力傳感器,他們都看好中國(guó)市常在具體的傳感器設(shè)計(jì)理念雙方的立場(chǎng)有不同的地方，不過(guò)我認(rèn)為這是正?，F(xiàn)象，因?yàn)槔碚撌冀K有待于實(shí)踐提升。
《 傳感器資訊網(wǎng) 》： 您怎樣看待企業(yè)品牌形象的樹(shù)立？如果，您是消費(fèi)者，在國(guó)外品牌和國(guó)產(chǎn)品牌之間，你會(huì)怎樣選擇？
徐總： 企業(yè)品牌形象的樹(shù)立，首先要確保你的產(chǎn)品質(zhì)量是一流的。從原材料到產(chǎn)品設(shè)計(jì)、生產(chǎn)制造、檢測(cè)篩癬售前售后服務(wù)每一個(gè)環(huán)節(jié)務(wù)求一絲不茍。
如果我是消費(fèi)者，實(shí)話(huà)說(shuō)，在傳感器方面我可能優(yōu)先選擇國(guó)外品牌。但我也可能試用國(guó)產(chǎn)品牌，并經(jīng)過(guò)現(xiàn)埸測(cè)試分析，對(duì)比彼此的性能，考慮最適宜的性?xún)r(jià)比，確定最終的選擇。
在確認(rèn)國(guó)產(chǎn)品牌與國(guó)外品牌的性能與參數(shù)差距前提下，我會(huì)將這些信息反饋給國(guó)內(nèi)制造商，請(qǐng)他們提出分析意見(jiàn)和改進(jìn)措施。對(duì)于生產(chǎn)廠商提高改進(jìn)產(chǎn)品性能，如瓷環(huán)彈性體表面粗糙度通過(guò)和日本京瓷和德國(guó)陶瓷制造廠商溝通,在他們努力下產(chǎn)品質(zhì)量水平大大提高,因此,客戶(hù)的使用反饋意見(jiàn)無(wú)疑是很有益的，針對(duì)客戶(hù)的具體需要，提出靈活的解決方案，惟有做到這點(diǎn)，產(chǎn)品才能真正的滿(mǎn)足客戶(hù)需求，企業(yè)品牌才能深入人心。
徐興才先生簡(jiǎn)歷：
徐興才先生畢業(yè)于西南無(wú)線(xiàn)電器材學(xué)院，高級(jí)工程師，中國(guó)電子學(xué)會(huì)高級(jí)會(huì)員，中國(guó)電子質(zhì)量管理協(xié)會(huì)會(huì)員、《電子質(zhì)量》編委。長(zhǎng)期從事軍用混合微電子技術(shù)研究，為我國(guó)(東五)洲際導(dǎo)彈自動(dòng)引爆系統(tǒng)微電路設(shè)計(jì)，特別是電子引信研發(fā)作出了貢獻(xiàn)。在壓阻式陶瓷壓力傳感器研發(fā)方面在國(guó)內(nèi)外有重要影響，被日本、德國(guó)業(yè)界譽(yù)為CHINA XU。在中國(guó)電子學(xué)會(huì)多次學(xué)術(shù)年會(huì)上發(fā)表了“半導(dǎo)體器件接觸可靠和高溫應(yīng)力篩馴、“高頻淺結(jié)器件hFE雪崩衰退機(jī)理”等十余篇學(xué)術(shù)論文。
近日， 傳感器資訊網(wǎng) 有幸采訪(fǎng)了無(wú)錫市海貝微電子研究所總工程師徐興才先生，徐總就海貝所目前的陶瓷壓力傳感器技術(shù)研發(fā)相關(guān)問(wèn)題、國(guó)內(nèi)壓力傳感器市場(chǎng)格局及促成因素，以及國(guó)內(nèi)傳感器業(yè)發(fā)展存在的問(wèn)題，作了深入的探討。
《 傳感器資訊網(wǎng) 》： 無(wú)錫市海貝微電子研究所在去年推出了具有獨(dú)立知識(shí)產(chǎn)權(quán)，自主研發(fā)的一體化厚膜壓力傳感器HB2018，較之以往的產(chǎn)品，您能具體介紹一下這種工藝嗎？一體化厚膜壓力傳感器具有哪些優(yōu)勢(shì)？市場(chǎng)如何？
徐總： 首先我們有必要了解一下陶瓷壓力傳感器：
陶瓷壓力傳感器分為電容式陶瓷壓力傳感器和壓阻式陶瓷壓力傳感器二種，這二種傳感器都采用厚膜技術(shù)(Thick Film Technology)制造的。
電容式陶瓷壓力傳感器：極薄的彈性體背面印刷燒結(jié)一園形電極，而彈性體承載體(基座)亦采用厚膜技術(shù)印刷燒結(jié)相應(yīng)的電極，并在兩電極表面印刷燒結(jié)極薄的絕緣層，當(dāng)彈性體受壓后會(huì)產(chǎn)生微量位置變化,它與基座另一電極之間電容會(huì)產(chǎn)生變化,而組裝在傳感器上面ASIC電路中振蕩回路即引起振蕩頻率變化,再由ASIC電路的"頻率-電壓"轉(zhuǎn)換電路轉(zhuǎn)換成電壓變化或再轉(zhuǎn)換成電流變化。從而實(shí)現(xiàn)壓力/電信號(hào)物理量轉(zhuǎn)換。
壓阻式陶瓷壓力傳感器：采用自主研發(fā)專(zhuān)利電子漿料, 將四個(gè)厚膜電阻印刷-燒結(jié)在傳感器彈性體上形成惠斯頓電橋回路并采用激光修調(diào)系統(tǒng)將電橋修調(diào)成平衡狀態(tài)。當(dāng)傳感器彈性體微量形變便形成電橋不平衡,當(dāng)橋路相對(duì)兩端施加直流激勵(lì)電壓，而橋路另兩端便有毫伏級(jí)的電壓輸出。其橋路輸出電壓與壓力大小完全精密線(xiàn)性相關(guān),在信號(hào)調(diào)理電路中可不用線(xiàn)性補(bǔ)償便可得到很高的線(xiàn)性精度和低溫度漂移。
厚膜工藝是指采用Hybrid Integrated Technology技術(shù)。是在二次世界大戰(zhàn)以后發(fā)展起來(lái)的二次集成工藝,它開(kāi)始是直接應(yīng)用于軍事領(lǐng)域,后來(lái)發(fā)展到通信和計(jì)算機(jī)領(lǐng)域。
一體化厚膜陶瓷壓力傳感器是國(guó)際上近三年來(lái)才開(kāi)始出現(xiàn)第三代高性能壓力傳感器。它的特點(diǎn)是傳感器彈性體與瓷環(huán)在陶瓷制造過(guò)程中直接做成一體,與以往的同類(lèi)產(chǎn)品相比，一體化厚膜陶瓷壓力傳感器彈性體和瓷環(huán)從設(shè)計(jì)和工藝技術(shù)上實(shí)現(xiàn)一體化，較目前國(guó)際上第一代和第二代陶瓷壓力傳感器彈性體和瓷環(huán)需要用有機(jī)粘結(jié)劑粘合大大提高了陶瓷壓力傳感器的機(jī)械特性、電特性和可靠性。特別是提高了傳感器過(guò)載壓力、靈敏度、重復(fù)性、遲滯性和穩(wěn)定性等性能。第三代高性能陶瓷壓力傳感器是我研究所設(shè)計(jì)并在國(guó)外加工的。
《 傳感器資訊網(wǎng) 》： 任何新技術(shù)的開(kāi)發(fā)和突破都應(yīng)經(jīng)歷過(guò)一個(gè)艱辛的過(guò)程。貴所在開(kāi)發(fā)一體化厚膜壓力傳感器之前，大概經(jīng)歷了什么樣的孵化過(guò)程？
徐總： 我們開(kāi)發(fā)一體化陶瓷壓力傳感器，經(jīng)過(guò)了四年的技術(shù)孵化。從笫一代陶瓷壓力傳感器到一體化陶瓷壓力傳感器，是一個(gè)漫長(zhǎng)的探索過(guò)程。雖然，目前國(guó)際上絕大多數(shù)是第二代產(chǎn)品,但發(fā)展一體化陶瓷壓力傳感器是必然趨勢(shì)。
2000年2月，無(wú)錫市海鷹傳感器公司與無(wú)錫市海貝微電子研究所簽訂試制厚膜壓力傳感器的協(xié)議書(shū)，經(jīng)過(guò)一年的努力，笫一代厚膜壓力傳感器HB2012試制成功。HB2012于2001年二季度轉(zhuǎn)入量產(chǎn)，并通過(guò)一汽、二汽檢測(cè)部門(mén)認(rèn)定。HB2012主要用于柴油車(chē)電子式油壓表，以替代當(dāng)時(shí)的電位器式柴油油壓表。笫一代HB2012厚膜壓力傳感器是一種初級(jí)產(chǎn)品，存在不少缺憾：傳感器橋路零位無(wú)法進(jìn)行激光修調(diào)，傳感器結(jié)構(gòu)也不合理等等。
為了進(jìn)一步提高傳感器性能和可靠性，從2002年6月起， HB2012停產(chǎn)。研究所投入笫二代HB2015帶激光修調(diào)電阻的厚膜壓力傳感器的研制。廢棄了環(huán)氧樹(shù)脂粘結(jié)工藝，而采用芯片和瓷環(huán)表面金屬化工藝、Sn-Pb燒結(jié)。HB2015第二代陶瓷壓力傳感器，雖然解決了橋路零位激光修調(diào)，但和第一代產(chǎn)品一樣，同樣存在接觸可靠性問(wèn)題。要從根本上解決陶瓷壓力傳感器可靠性、環(huán)境適應(yīng)性和電氣、機(jī)械性能，第一代和二代陶瓷壓力傳感器向一體化結(jié)構(gòu)發(fā)展勢(shì)在必行。之后，我們進(jìn)入第三代產(chǎn)品的研制， 2004年，一體化陶瓷壓力傳感器HB2018開(kāi)發(fā)成功，第二代產(chǎn)品的性能缺陷得到較完美的修正。
目前我公司巳批量接受美國(guó)、德國(guó)、意大利和臺(tái)灣訂單,其中我們開(kāi)發(fā)的2005汽車(chē)機(jī)油壓力傳感器批量很大,我們深感壓力大,主要存在問(wèn)題是變送器外殼供應(yīng)較慢,在浙江加工質(zhì)量參差不齊。
《 傳感器資訊網(wǎng) 》： 貴所一直致力于研發(fā)陶瓷壓力傳感器，你們選擇這個(gè)科研方向的初衷是什么？是基于市場(chǎng)考慮嗎？
徐總： HB2018 壓阻式一體化陶瓷壓力傳感器開(kāi)發(fā)是基于市場(chǎng)的考慮。雖然，目前國(guó)際上大多數(shù)是第二代產(chǎn)品,但基于生產(chǎn)需要及產(chǎn)品各項(xiàng)性能考慮，發(fā)展一體化陶瓷壓力傳感器是必然趨勢(shì)。
《 傳感器資訊網(wǎng) 》： 在科研的同時(shí)，是否具備相應(yīng)的生產(chǎn)能力，將科研成果盡快地轉(zhuǎn)化為生產(chǎn)力，這也是能否順利發(fā)展的主要因素，在這一點(diǎn)上，海貝所有哪些優(yōu)勢(shì)？
徐總： 在科研方面，無(wú)錫海貝微電子研究所具備強(qiáng)大的科研力量。都是行業(yè)內(nèi)各領(lǐng)域退休高級(jí)工程師、大學(xué)教授和多年從事微電子設(shè)計(jì)制造方面的專(zhuān)家。傳感技術(shù)生產(chǎn)方面，海貝所和從事軍用微電路公司合作，全套引進(jìn)了目前世界上最先進(jìn)的厚膜生產(chǎn)設(shè)備和凈化生產(chǎn)線(xiàn)及現(xiàn)代化動(dòng)力系統(tǒng)，包括日本DEK-J半自動(dòng)印刷機(jī)，英國(guó)的激光膜厚檢測(cè)儀，美國(guó)的BTU八溫區(qū)可控氣氛燒結(jié)爐，美國(guó)ESI公司4990激光修調(diào)系統(tǒng)，美國(guó)惠普HP34401A、英國(guó)施倫伯杰公司(Solartron)7060高精度儀表等設(shè)備，具備了年產(chǎn)40-50萬(wàn)陶瓷傳感器的生產(chǎn)能力。
在ASIC電路(壓力變送器信號(hào)調(diào)理電路)生產(chǎn)方面，分別與美國(guó)德州半導(dǎo)體公司、德國(guó)兩家公司合作，成功開(kāi)發(fā)了變送器計(jì)算機(jī)全自動(dòng)調(diào)試系統(tǒng)，建成了全自動(dòng)的變送器生產(chǎn)線(xiàn)，改變了目前大多數(shù)變送器生產(chǎn)廠作坊式手工調(diào)試的現(xiàn)狀，具備了3萬(wàn)只/月的大批量生產(chǎn)的力。 與此同時(shí)，最近還研發(fā)成功了在HB2018直徑為18mm的傳感器上面將ASIC芯片直接組裝到超小型PCB板,并利用變送器計(jì)算機(jī)全自動(dòng)調(diào)試系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)寬電壓范圍(5 - 36V/DC)、多輸出方式(0.5V － 4.5V、0 － 5 V電壓輸出，4 － 20mA電流輸出和PWM信號(hào)輸出)并實(shí)現(xiàn)高可靠聯(lián)接方式直接與各種接插件互聯(lián)，使變送器抗EMS能力和可靠性大大提高，從而實(shí)現(xiàn)變送器小型化、智能化和裝配自動(dòng)化。
本著誠(chéng)信原則,我們?cè)敢夂蜆I(yè)界傳感器和變送器廠家合作, 愿意貼牌生產(chǎn),或購(gòu)買(mǎi)我們的專(zhuān)利,共同為我國(guó)傳感器事業(yè)發(fā)展作出貢獻(xiàn)。
《 傳感器資訊網(wǎng) 》： 目前，國(guó)內(nèi)的傳感器技術(shù)水平，較之國(guó)際，還有一定的差距。你對(duì)這種現(xiàn)象什么看法？你認(rèn)為中國(guó)傳感器業(yè)發(fā)展滯后的主要阻力是什么？
徐總： 目前國(guó)內(nèi)的傳感器技術(shù)水平從行業(yè)整體來(lái)講，較之國(guó)際水平，確實(shí)還有一定的差距。以壓力傳感器而言，我認(rèn)為國(guó)內(nèi)業(yè)界理論水準(zhǔn)，跟國(guó)際水平并無(wú)多大差距，但基礎(chǔ)技術(shù)，包括材料技術(shù)、制造設(shè)備、測(cè)試技術(shù)和可靠性研究等，與國(guó)際水平還是有一定差距。
從生產(chǎn)設(shè)備來(lái)講，所有厚膜工藝設(shè)備(包括自動(dòng)絲網(wǎng)印刷機(jī)、膜厚非接觸式測(cè)試設(shè)備、燒結(jié)爐、激光修調(diào)系統(tǒng)等)都必須從美國(guó)、英國(guó)、日本等國(guó)家進(jìn)口，這些都是國(guó)際一流設(shè)備，國(guó)內(nèi)不具備生產(chǎn)能力。另外，傳感器是敏感元件，對(duì)生產(chǎn)環(huán)境要求極高，生產(chǎn)線(xiàn)必須具備凈化廠房。而這一點(diǎn)，國(guó)內(nèi)的生產(chǎn)線(xiàn)亦無(wú)法達(dá)到要求。以前，我們?cè)鴩L試，將自己設(shè)計(jì)的一體化陶瓷環(huán)、高壓阻系數(shù)電子漿料，配方研制完成后，在國(guó)內(nèi)生產(chǎn)，但生產(chǎn)出的產(chǎn)品性能始終無(wú)法達(dá)到要求。所以，只能到國(guó)外委托加工。以設(shè)備來(lái)講，國(guó)內(nèi)生產(chǎn)線(xiàn)加工的傳感器存在的最大的問(wèn)題就是時(shí)漂和溫漂大。
《 傳感器資訊網(wǎng) 》： 國(guó)內(nèi)傳感器行業(yè)生產(chǎn)份額最大的是壓力傳感器，您能對(duì)國(guó)內(nèi)壓力傳感器市場(chǎng)作一簡(jiǎn)要分析嗎？促成這種格局的原因主要是什么？它將來(lái)會(huì)有怎樣的發(fā)展？
徐總： 我國(guó)壓力傳感器市場(chǎng)主要是工業(yè)自動(dòng)化控制領(lǐng)域，和汽車(chē)領(lǐng)域。在工控領(lǐng)域里目前我國(guó)絕大部份采用擴(kuò)散硅壓力傳感器、應(yīng)變片式壓力傳感器和濺射薄膜壓力傳感器，而國(guó)內(nèi)廠家生產(chǎn)面廣量大的就是擴(kuò)散硅壓力傳感器。在國(guó)內(nèi)，西安市是我國(guó)笫二個(gè)五年計(jì)劃里重點(diǎn)發(fā)展壓力系列傳感器的重要城市，陜西寶雞市在省會(huì)城市西安的帶動(dòng)下，由原秦嶺晶體管廠進(jìn)行技術(shù)改造，和美國(guó)霍尼偉爾公司合作成立麥克傳感器公司，為我國(guó)擴(kuò)散硅壓力傳感器生產(chǎn)開(kāi)創(chuàng)了先河。但MEMS技術(shù)和前道硅片制造技術(shù)仍控制在外國(guó)廠家手里。
進(jìn)入九十年代,國(guó)際上MEMS技術(shù)有了長(zhǎng)足的發(fā)展，硅片定向微機(jī)電加工精度和成品率不斷提高，加上離子注入技術(shù)的發(fā)展使擴(kuò)散硅壓力傳感器從技術(shù)上有了可靠保證，成本也有所下降。在許多應(yīng)用領(lǐng)域里，擴(kuò)散硅壓力傳感器還必須與充油蕊體配套,這又使它的售價(jià)大幅度上升。這些原因無(wú)疑在一定程度上促進(jìn)了國(guó)內(nèi)壓力傳感器市場(chǎng)的興盛。
近幾年，由昆山市人民政府和中科院，在昆山雙橋成立了國(guó)家火炬計(jì)劃昆山傳感器產(chǎn)業(yè)基地，使擁有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的微納米MEMS技術(shù)硅壓阻式傳感器和變送器形成了產(chǎn)業(yè)鏈。合肥智能化所在陶瓷壓力傳感器方面在研發(fā)和制造技術(shù)方面也有了可喜的發(fā)展。這些進(jìn)展都在一步步推進(jìn)著國(guó)內(nèi)市場(chǎng)的發(fā)展。
在國(guó)外，壓阻式陶瓷壓力傳感器以其高可靠性，抗腐蝕、優(yōu)良的線(xiàn)性精度和低成本開(kāi)始逐漸替代擴(kuò)散硅壓力傳感器，這也將是必然的發(fā)展趨勢(shì)。國(guó)家科技部馬頌德副部長(zhǎng)在2005年底視察無(wú)錫時(shí)，對(duì)此作了充分肯定。
我國(guó)從事各種壓力變送器生產(chǎn)的廠家有1700多家，作為壓力變送器的核心部件-壓力傳感器實(shí)現(xiàn)國(guó)產(chǎn)化的時(shí)代巳經(jīng)到來(lái)！
《 傳感器資訊網(wǎng) 》： 目前國(guó)際陶瓷壓力傳感器做得最好的是哪個(gè)廠家，他們的成功對(duì)貴所有無(wú)借鑒作用？
徐總： 瑞士Metallux公司,此外德國(guó)WIKA公司和韓國(guó)Greensensor公司也生產(chǎn)陶瓷壓力傳感器,他們都看好中國(guó)市常在具體的傳感器設(shè)計(jì)理念雙方的立場(chǎng)有不同的地方，不過(guò)我認(rèn)為這是正?，F(xiàn)象，因?yàn)槔碚撌冀K有待于實(shí)踐提升。
《 傳感器資訊網(wǎng) 》： 您怎樣看待企業(yè)品牌形象的樹(shù)立？如果，您是消費(fèi)者，在國(guó)外品牌和國(guó)產(chǎn)品牌之間，你會(huì)怎樣選擇？
徐總： 企業(yè)品牌形象的樹(shù)立，首先要確保你的產(chǎn)品質(zhì)量是一流的。從原材料到產(chǎn)品設(shè)計(jì)、生產(chǎn)制造、檢測(cè)篩癬售前售后服務(wù)每一個(gè)環(huán)節(jié)務(wù)求一絲不茍。
如果我是消費(fèi)者，實(shí)話(huà)說(shuō)，在傳感器方面我可能優(yōu)先選擇國(guó)外品牌。但我也可能試用國(guó)產(chǎn)品牌，并經(jīng)過(guò)現(xiàn)埸測(cè)試分析，對(duì)比彼此的性能，考慮最適宜的性?xún)r(jià)比，確定最終的選擇。
在確認(rèn)國(guó)產(chǎn)品牌與國(guó)外品牌的性能與參數(shù)差距前提下，我會(huì)將這些信息反饋給國(guó)內(nèi)制造商，請(qǐng)他們提出分析意見(jiàn)和改進(jìn)措施。對(duì)于生產(chǎn)廠商提高改進(jìn)產(chǎn)品性能，如瓷環(huán)彈性體表面粗糙度通過(guò)和日本京瓷和德國(guó)陶瓷制造廠商溝通,在他們努力下產(chǎn)品質(zhì)量水平大大提高,因此,客戶(hù)的使用反饋意見(jiàn)無(wú)疑是很有益的，針對(duì)客戶(hù)的具體需要，提出靈活的解決方案，惟有做到這點(diǎn)，產(chǎn)品才能真正的滿(mǎn)足客戶(hù)需求，企業(yè)品牌才能深入人心。
徐興才先生簡(jiǎn)歷：
徐興才先生畢業(yè)于西南無(wú)線(xiàn)電器材學(xué)院，高級(jí)工程師，中國(guó)電子學(xué)會(huì)高級(jí)會(huì)員，中國(guó)電子質(zhì)量管理協(xié)會(huì)會(huì)員、《電子質(zhì)量》編委。長(zhǎng)期從事軍用混合微電子技術(shù)研究，為我國(guó)(東五)洲際導(dǎo)彈自動(dòng)引爆系統(tǒng)微電路設(shè)計(jì)，特別是電子引信研發(fā)作出了貢獻(xiàn)。在壓阻式陶瓷壓力傳感器研發(fā)方面在國(guó)內(nèi)外有重要影響，被日本、德國(guó)業(yè)界譽(yù)為CHINA XU。在中國(guó)電子學(xué)會(huì)多次學(xué)術(shù)年會(huì)上發(fā)表了“半導(dǎo)體器件接觸可靠和高溫應(yīng)力篩馴、“高頻淺結(jié)器件hFE雪崩衰退機(jī)理”等十余篇學(xué)術(shù)論文。
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