[發明專利]一種高靈敏度快速響應熱流傳感器

有效

• 申請號: 201611246761.0
• 申請日: 2016-12-29
• 公開（公告）號: CN106706167B
• 公開（公告）日: 2019-05-24
• 發明（設計）人: 李俊;王豐;方靜;劉建華;彭泳卿;宋曉慧
• 申請（專利權）人: 北京遙測技術研究所;航天長征火箭技術有限公司
• 主分類號: G01K17/06
• 分類號: G01K17/06
• 代理公司: 中國航天科技專利中心 11009
• 代理人: 徐輝

1.一種高靈敏度快速響應熱流傳感器，其特征在于：包括n個依次連接的差分熱電偶單元；每個熱電偶單元為“幾”字形結構，包括康銅箔線條和鍍銅的康銅箔線；

康銅箔線條包括依次連接的L1至L5五個部分，水平部分L1，傾斜部分L2在水平部分L1的基礎上向上彎折45°，豎直部分L3在傾斜部分L2的基礎上向上彎折45°，傾斜部分L4在豎直部分L3基礎上向下彎折45°，水平部分L5在傾斜部分L4的基礎上向下彎折45°；康銅箔線條與鍍銅的康銅箔線對稱設置，包括依次連接的L6至L10，水平部分L6與水平部分L5水平相連，傾斜部分L7在水平部分L6的基礎上向下彎折45°，豎直部分L8在傾斜部分L7的基礎上向下彎折45°，傾斜部分L9在豎直部分L8的基礎上向上彎折45°，水平部分L10在傾斜部分L9的基礎上向上彎折45°，水平部分L10與下一個熱電偶單元的水平部分L1相連；

熱電偶單元的豎直部分L3和豎直部分L8中部垂直熱電偶單元所處平面向下彎折90°構成豎直面，豎直部分L3和豎直部分L8的下部豎直面向上彎折90°構成水平下表面；所述豎直部分L3上部、傾斜部分L4、水平部分L5、水平部分L6、傾斜部分L7和豎直部分L8的上部位于水平上表面，附著在熱阻層的上面，總長度為d1；豎直部分L3和豎直部分L8的中部位于豎直面，嵌入熱阻層內部；豎直部分L3下部、傾斜部分L2、水平部分L1、水平部分L10、傾斜部分L9和豎直部分L8的下部位于水平下表面，附著在熱阻層下面，總長度為d2，且d1和d2相等。

2.根據權利要求1所述高靈敏度快速響應熱流傳感器，其特征在于，包括多排熱電偶單元，每排熱電偶單元包含多對差分熱電偶單元，每兩排熱電偶單元通過左右兩端的豎直部分L3和豎直部分L8直接相連。

3.一種權利要求1或2所述高靈敏度快速響應熱流傳感器的制作方法，其特征在于，包括如下步驟：

(1)根據傳感器的靈敏度指標設計康銅箔線條和鍍銅的康銅箔線的圖形；

(2)將康銅箔片表面進行清洗后噴涂一層聚酰亞胺涂層，將康銅箔片整平并粘接固定于硅片上；

(3)對康銅箔片按圖形進行光刻腐蝕處理后得到“幾”字形結構；

(4)對“幾”字形結構的一半進行電鍍銅，并去除硅片；

(5)進行封裝，對每排熱電偶單元的豎直部分L3和豎直部分L8進行彎折處理，使每個熱電偶單元形成水平上表面，豎直面和水平下表面，其中水平上表面附著在熱阻層的上面，豎直面嵌入熱阻層內部，水平下表面附著在熱阻層的下面，形成熱流傳感器。

4.一種權利要求1或2所述高靈敏度快速響應熱流傳感器的制作方法，其特征在于，包括如下步驟：

(1)根據傳感器的靈敏度指標設計康銅箔線條和鍍銅的康銅箔線的圖形；

(2)將康銅箔片表面進行清洗后噴涂一層聚酰亞胺涂層，將康銅箔片整平并粘接固定于硅片上；

(3)將康銅箔片的一半進行電鍍銅；

(4)對康銅箔片按圖形進行處理后得到“幾”字形結構，并去除硅片；

(5)進行封裝，對每排熱電偶單元的豎直部分L3和豎直部分L8進行彎折處理，使每個熱電偶單元形成水平上表面，豎直面和水平下表面，其中水平上表面附著在熱阻層的上面，豎直面嵌入熱阻層內部，水平下表面附著在熱阻層的下面，形成熱流傳感器。

5.根據權利要求3或4所述方法，其特征在于，聚酰亞胺涂層的厚度為0.02mm。

6.根據權利要求3或4所述方法，其特征在于，康銅箔片厚度小于0.03mm。

7.根據權利要求3或4所述方法，其特征在于，進行封裝時，熱阻層為厚度小于0.15mm的聚酰亞胺材料。