[發明專利]一種薄膜鉑電阻溫度傳感器及其制造方法

在審

• 申請號: 202010095700.9
• 申請日: 2020-02-17
• 公開（公告）號: CN111189554A
• 公開（公告）日: 2020-05-22
• 發明（設計）人: 褚家寶;王慧峰;楊元才
• 申請（專利權）人: 上海福宜納米薄膜技術有限公司
• 主分類號: G01K7/18
• 分類號: G01K7/18;C04B41/51
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明公開了一種薄膜鉑電阻溫度傳感器的制造方法，包括在雙面拋光的藍寶石晶片表面制備鉑薄膜、均勻化處理、刻蝕、激光調阻、制備氧化鋁膜層、裂片、引線焊接、包封玻璃漿料、燒結等步驟；本發明的技術效果在于，采用了薄膜鉑電阻溫度傳感器的制造方法，與傳統的陶瓷鉑電阻元件和厚膜鉑電阻元件相比，采用本技術可以降低生產成本，提高生產效率，減小了產品外形尺寸，測量時的響應時間短，產品的一致性有充分的保障。與國內廠商采用薄膜方法制備的同類薄膜電阻元件相比，采用本技術可以大幅度提高測溫范圍，阻值精度高，具有更好的長期穩定性等優點。

技術領域

本發明涉及溫度傳感器尤其涉及薄膜鉑電阻溫度傳感器及其制造方法。

背景技術

由于鉑電阻溫度傳感器兼具熱電偶和熱敏電阻兩種技術優點，而又克服了其缺點，為溫度傳感器領域的發展帶來了新的契機。但是，由于最早開發應用的陶瓷鉑電阻元件和厚膜鉑電阻元件的成本高，其實際應用仍然被限制。在現有技術中在測量850℃及850℃以上高溫的薄膜鉑電阻元件中一般都采用了陶瓷鉑電阻元件和厚膜鉑電阻元件的形式，由于陶瓷鉑電阻元件和厚膜鉑電阻元件在測量850℃及850℃以上高溫的薄膜鉑電阻元件的價格昂貴。

發明內容

本發明根據上述現有技術的不足之處，實現了一種薄膜鉑電阻溫度傳感器的制造方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟S10：藍寶石晶片表面制備：將藍寶石晶片正反面拋光，直至所述的藍寶石晶片正反面的總厚度偏差≤20μm，所述的藍寶石晶片正反面的表面平整度≤20μm，所述的藍寶石晶片正反面的彎曲度≤20μm，所述的藍寶石晶片正反面的翹曲度≤20μm，所述的藍寶石晶片正反面的表面粗糙度5nm≤Ra≤20nm；

步驟S20：藍寶石晶片鍍膜：將步驟S10中所述的藍寶石晶片正面鍍制鉑薄膜；鉑薄膜的厚度為1μm-3μm；

步驟S30：均勻化處理，將步驟S20中所得到的藍寶石晶片，放入石英片舟中，整體放置在管式爐內，進行退火處理，退火處理的溫度在300℃-500℃；

步驟S40：刻蝕，采用激光刻蝕或者離子束刻蝕對在步驟S30中所得到的藍寶石晶片的表面鉑薄膜，將多余的鉑材料從表面清除，制作成鉑電阻版圖的立體結構；

步驟S50：二次退火，將步驟S40中所得到的藍寶石晶片，再次放入石英片舟中，整體放置在管式爐內，進行二次退火處理，退火處理的溫度在300℃-400℃；

步驟S60：激光調阻，將步驟S50中所得到的藍寶石晶片，用激光切割機將不符合鉑電阻的多余鉑材料進行去除，將其阻值固定；

步驟S70：制備氧化鋁膜層，在步驟S60所得到的藍寶石晶片的表面，采用化學氣相沉積或物理氣相沉積或者溶膠凝膠法制備一層氧化鋁膜層；

步驟S80：制備隔離層：在步驟S70中所得到的藍寶石晶片上采用絲網印刷的方法，印刷一層玻璃漿料作為絕緣、隔離、防護層，放入馬弗爐中燒結；

步驟S90：激光裂片，將步驟S80中得到的藍寶石晶片用激光切割機分割成若干個單個薄膜鉑電阻溫度傳感器

步驟S100：焊接電阻引線：在步驟S90中所得到的單個薄膜鉑電阻溫度傳感器上在焊點區域施加鉑漿，燒結后，采用熱壓焊或者激光焊接，將兩根電阻引線分別焊接在單個元件暴露出的兩個焊點的位置；

步驟S110：焊點包封及燒結，將步驟S100中所得到的兩個焊點上覆蓋玻璃漿料，再次放入馬弗爐中燒結，冷卻后，得到所述的單個薄膜鉑電阻溫度傳感器。