[發明專利]嵌入式多層復合薄膜切削溫度傳感器的制作方法

無效

• 申請號: 200810012356.1
• 申請日: 2008-07-14
• 公開（公告）號: CN101324472A
• 公開（公告）日: 2008-12-17
• 發明（設計）人: 孫寶元;孫奉道;崔云先;錢敏;張軍
• 申請（專利權）人: 大連理工大學
• 主分類號: G01K7/02
• 分類號: G01K7/02
• 代理公司: 大連理工大學專利中心
• 代理人: 關慧貞

1、一種嵌入式多層復合薄膜切削溫度傳感器的制作方法，其特征是：在刀體上進行多次SiO₂絕緣膜沉積，形成多層復合薄膜，然后濺射沉積NiCr薄膜電極(3)與NiSi薄膜電極(4)組成薄膜熱電偶，并把制作好的薄膜熱電偶嵌入到保護層內，其制作的步驟如下：

1)、利用精密線切割數控機床將高速鋼或硬質合金刀塊加工成標準機夾刀片形式的刀體(1)，在刀體(1)底部開出一個通槽(C)，將刀體(1)的后刀面(A)打磨拋光，最后使用粒度小于0.1μm的金剛石研磨膏拋光到鏡面，將刀體(1)分別放入丙酮、酒精或阻值大于13MΩ去離子水中，使用超聲波清洗，將刀體(1)用氮氣吹干后放入真空室內；

2)、采用微波ECR等離子體源增強射頻反應非平衡磁控濺射技術，按如下順序操作：安裝高純度的Si靶材，抽真空，等離子體濺射清洗，濺射沉積，隨爐冷卻；最后在刀體(1)后刀面(A)濺射沉積第一層SiO₂絕緣膜(2)；將制作了SiO₂絕緣膜(2)的刀體(1)放入酒精中用超聲波清洗，然后再放進真空室，在相同參數下濺射兩次；即在相同參數下濺射三次，形成三層復合絕緣膜；

3)、卸載Si靶材，安裝NiCr靶材；給制作了SiO₂絕緣膜(2)的刀體(1)安裝NiCr的掩膜，遮住不需要鍍膜的位置；采用微波ECR等離子體源增強射頻反應非平衡磁控濺射技術，濺射沉積NiCr薄膜電極(3)，隨爐冷卻后，取出放入酒精中用超聲波清洗；卸載NiCr靶材，安裝NiSi靶材，并取下NiCr掩膜，更換上NiSi掩膜，采用微波ECR等離子體源增強射頻反應非平衡磁控濺射技術，繼續沉積NiSi薄膜電極(4)；由NiCr薄膜電極(3)與NiSi薄膜電極(4)組成薄膜熱電偶，并在刀尖處由NiCr和NiSi兩層薄膜形成薄膜熱電偶的熱接點(B)；

4)、安裝Si靶材，在NiCr薄膜電極(3)的冷端上制作一個圓形的掩膜，同時在NiSi薄膜(4)的冷端也制作一個圓形的掩膜；在制作了SiO₂絕緣膜(2)、NiCr薄膜(3)、NiSi薄膜(4)的高速鋼或硬質合金刀體(1)上，利用微波ECR等離子體源增強射頻反應非平衡磁控濺射覆蓋Si₃N₄保護層(5)，把制作好的薄膜熱電偶嵌入到保護層內；去除上述兩個掩膜，薄膜電極冷端部分裸露出來；

5)、用第一耐高溫導電銀膠(6)將φ0.2mm的NiCr熱電偶絲(7)與NiCr薄膜(3)的冷端裸露位置粘結；同時使用第二耐高溫導電銀膠(6’)將NiSi熱電偶絲(8)與NiSi薄膜(4)的冷端裸露位置粘結；

6)、NiCr熱電偶絲(7)和NiSi熱電偶絲(8)通過通槽(C)引出，通槽(C)用絕緣膠(9)灌封，最后制成集切削、測溫為一體的嵌入式多層復合薄膜切削溫度傳感器。