[發明專利]溫度傳感器及其制備方法及應用溫度傳感器的感測裝置

在審

• 申請號: 202010598521.7
• 申請日: 2020-06-28
• 公開（公告）號: CN111964800A
• 公開（公告）日: 2020-11-20
• 發明（設計）人: 吳進;韋耀銘;吳子軒
• 申請（專利權）人: 中山大學
• 主分類號: G01K7/16
• 分類號: G01K7/16;G01K15/00
• 代理公司: 廣州粵高專利商標代理有限公司 44102
• 代理人: 戴濤

1.一種溫度傳感器，其特征在于，包括有襯底、熱敏材料、電極以及微加熱器，所述電極設于襯底上，所述微加熱器設于襯底下，所述熱敏材料設于電極上。

2.根據權利要求1所述的溫度傳感器，其特征在于，所述微加熱器包括蛇形加熱絲和接觸墊，所述蛇形加熱絲與接觸墊連接。

3.根據權利要求1所述的溫度傳感器，其特征在于，所述電極為叉指電極。

4.根據權利要求1所述的溫度傳感器，其特征在于，所述熱敏材料為石墨烯。

5.根據權利要求1所述的溫度傳感器，其特征在于，所述襯底由液晶聚合物或者表面生長有二氧化硅的硅片構成。

6.一種感測裝置，其特征在于，包括有權利要求1至5任一項所述溫度傳感器。

7.根據權利要求6所述的感測裝置，其特征在于，還包括有報警器，所述報警器與溫度傳感器連接。

8.一種溫度傳感器的制備方法，其特征在于，包括有以下步驟：

S1：采用微波等離子體增強化學氣相沉積方法制備分散液；

400℃～500℃下，將混合氣體通入反應室，在等離子體的輔助下，在金屬基底上沉積得到三維多孔石墨烯，隨后將三維多孔石墨烯分散在溶液中，經超聲分散、離心后形成分散液，所述金屬基底用于催化三維多孔石墨烯的形成；

S2：制備電極：

通過光刻和蒸鍍工藝在襯底上制備叉指電極；

S3：制備微加熱器：

通過光刻、濺射工藝，在襯底的下部制備微加熱器；

S4：熱敏材料集成到襯底：

將分散液滴至所述叉指電極上，連接電極之間的間隙，形成熱敏材料，電極之間形成通路，干燥后得到溫度傳感器。

9.根據權利要求8所述的溫度傳感器的制備方法，其特征在于，所述步驟S1中，金屬基底為Ni基底，溶液為乙醇，超聲分散時間為10min～30min，離心轉數為3000rpm～4000rpm、時長為10min～30min；

步驟S1的具體步驟為：

在反應室中，通入氫氣和以氬氣為載氣的混合氣體C₂H₄O₂，混合氣體在400℃～500℃以及等離子體環境下，被Ni基底催化沉積得到三維多孔石墨烯，將所得三維多孔石墨烯分散在乙醇中，經過10min～30min超聲分散，再經過3000rpm～4000rpm、10min～30min的離心處理，得到分散液。

10.根據權利要求8所述的溫度傳感器的制備方法，其特征在于，所述步驟S2中，在襯底上旋涂光刻膠，光刻出叉指電極圖案，蒸鍍厚度為5nm～20nm的鎘作為過渡層；

繼續蒸鍍100nm～300nm的Au或Pt，制備Au或Pt叉指電極；

叉指電極的每一電極的寬度和電極之間的間隙寬度均在20μm～50μm之間；

所述步驟S3中，在襯底的另一面旋涂光刻膠，光刻出微加熱器圖案，蒸鍍或濺射5nm～20nm的鎘作為過渡層；繼續蒸鍍厚度為150nm～450nm的Au或Pt，制備Au或Pt微加熱器；

微加熱器的蛇形加熱絲之間的寬度尺寸為20μm～50μm，接觸墊面積為0.5mm²～2mm²。