[發明專利]一種基于金屬襯底的微納米薄膜熱流傳感器及其制作方法

在審

• 申請號: 202211247445.0
• 申請日: 2022-10-12
• 公開（公告）號: CN115589760A
• 公開（公告）日: 2023-01-10
• 發明（設計）人: 馮科;王水根;鄧惠丹;段青松;陳南菲;漆銳;譚慶;楊玉
• 申請（專利權）人: 中冶賽迪工程技術股份有限公司;中冶賽迪技術研究中心有限公司
• 主分類號: H10N10/17
• 分類號: H10N10/17;G01K7/00;H10N10/01
• 代理公司: 北京同恒源知識產權代理有限公司 11275
• 代理人: 楊柳岸

本發明涉及一種基于金屬襯底的微納米薄膜熱流傳感器及其制作方法，屬于傳感器技術領域。傳感器主要包括金屬基底、金屬過渡層I、金屬粘結層I、絕緣層I、光刻膠、金屬傳感層、金屬過渡層II、金屬粘結層II、絕緣層II、金屬保護片、金屬過渡層III、金屬粘結層III和環氧樹脂；制作方法為：選取用于傳感器沉積的金屬基底；通過電鍍、旋涂、光刻、磁控濺射等工藝步驟將過渡層、粘結層、絕緣層、傳感層和保護層逐層沉積上去，形成典型的三明治層狀結構。本發明能有效保障傳感器在惡劣工業環境中的使用效果，并有助于大幅提升其使用壽命。

技術領域

本發明屬于傳感器技術領域，涉及一種基于金屬襯底的微納米薄膜熱流傳感器及其制作方法。

背景技術

熱場檢測是現代工業生產和科學研究過程中時常會開展的一項工作，其中主要涉及溫度和熱流兩個物理量，而對于熱場分布和傳熱過程動態變化特征的充分理解以及相關生產工藝和產品質量控制影響因素的正確分析，后者往往更能體現出物理機制上的密切關聯性，其重要性尤為突出。對于熱流的檢測，傳統的熱電堆由于尺寸大、響應慢等缺點，往往在一些對安裝空間尺寸限制嚴格以及瞬時動態變化較為劇烈的場景中難以應用，即使勉強能用，也會在準確性、可靠性、及時性和耐用性等方面性能大打折扣。

發明內容

有鑒于此，本發明的目的在于提供一種基于金屬襯底的微納米薄膜熱流傳感器及其制作方法。

為達到上述目的，本發明提供如下技術方案：

一種基于金屬襯底的微納米薄膜熱流傳感器，主要包括金屬基底、金屬過渡層I、金屬粘結層I、絕緣層I、金屬傳感層、金屬過渡層II、金屬粘結層II、絕緣層II、金屬保護片、金屬過渡層III、金屬粘結層III和環氧樹脂。

所述金屬基底為襯底，表面電鍍有金屬過渡層I。

所述金屬基底的厚度范圍為50μm～800μm。

所述金屬過渡層I表面濺射有金屬粘結層I。

所述金屬粘結層I、金屬粘結層II的厚度范圍為10nm～100nm。

所述金屬過渡層I、金屬過渡層II的厚度范圍為5μm～30μm。

所述金屬粘接層I表面涂覆有絕緣層I。

所述絕緣層I、絕緣層II的厚度范圍為1μm～5μm。

所述金屬傳感層表面電鍍有金屬過渡層II。

所述金屬傳感層包括第一極傳感回路和第二極傳感回路。

所述金屬傳感層的厚度范圍為300nm～900nm。

所述第一極傳感回路包括依次沉積的金屬層I、金屬層II和金屬層III。

所述第二極傳感回路沉積在第一極傳感回路的表面，包括依次沉積的金屬層IV、金屬層V和金屬層VI。

所述金屬過渡層II表面濺射有金屬粘結層II。

所述金屬粘結層II表面涂覆有絕緣層II。

所述絕緣層II的表面粘接金屬保護片。

所述金屬保護片的一個表面電鍍有金屬過渡層III，另一表面涂覆環氧樹脂。

所述絕緣層II和金屬粘結層III表面粘接，從而令金屬基底和金屬保護片粘接。

所述金屬過渡層III的濺射有金屬粘結層III。

基于金屬襯底的高溫微納米薄膜熱流傳感器上沉積若干組熱電堆回路，實現局部區域內的多點檢測。其中一組熱電堆回路包括依次沉積的金屬傳感層、金屬過渡層II、金屬粘結層II、絕緣層II和金屬保護片。