微加热器和微传感器及其制造方法_2

文档序号:9685976阅读:来源:国知局
中;以及在所述多孔衬底中形成空气间隙,其中所述空气间隙与所述开口连通并且形成为围绕所述加热器电极的所述加热器导线。
[0032]形成空气间隙的步骤可以包括以下步骤:形成覆盖层,其中,刻印的空气间隙图案对应于在所述多孔衬底和所述加热器电极中的形成所述空气间隙的区域;以及在所述多孔衬底中,利用刻印的空气间隙图案蚀刻暴露的区域,其中形成所述多孔衬底的步骤可以包括以下步骤:通过所述铝衬底的氧化形成氧化铝多孔层;在所述氧化铝多孔层上形成掩模;通过对除了所述掩模的区域氧化使所述铝衬底中的所述氧化铝多孔层加厚;以及去除掩模,并通过对除了所述铝衬底中的所述氧化铝多孔层之外的区域蚀刻形成开口。
[0033]为了实现本发明的目的,本发明的一种制备微传感器的方法包括以下步骤:在多孔衬底中形成加热器电极和传感器电极,开口形成在多孔衬底中的下部部分中;以及在所述多孔衬底中形成空气间隙,其中,所述空气间隙与所述开口连通并且形成为围绕所述加热器电极的所述加热器导线和所述传感器电极的所述传感器导线。
[0034]在形成空气间隙的步骤之后,还可以包括在所述多孔衬底中形成感测材料的步骤,以覆盖所述加热器导线和所述传感器导线。
[0035]为了实现本发明的目的,本发明的一种微传感器包括:加热器电极,其包括加热器导线和连接至所述加热器导线的加热器电极焊盘,多个第一突出形成在所述加热器导线的端部部分中;传感器电极,其包括传感器导线和连接至所述传感器导线的传感器电极焊盘,在所述传感器导线中多个第二突出布置在所述第一突出之间;以及氧化铝多孔层,其支撑所述加热器电极和所述传感器电极,其中,空气间隙通过去除所述氧化铝多孔层的一部分以围绕所述加热器导线和所述传感器导线而形成;以及开口,其布置在所述加热器导线和所述传感器导线的下部部分中并且与所述空气间隙连通,所述开口形成在所述氧化铝多孔层的下部部分中。
[0036]所述氧化铝多孔层包括支撑所述加热器导线和所述传感器导线的第一支撑部分,其中所述空气间隙形成在所述第一支撑部分的外部;感测材料附加地形成在与所述第一支撑部分对应的位置中;形成所述加热器电极焊盘中的至少两个;多个孔在所述多孔衬底中沿着垂直方向穿透地形成,并且所述孔与所述开口连通。
[0037]本发明的有益效果
[0038]如上所述,本发明的微加热器和微传感器具有以下效果。
[0039]因为通过形成围绕加热器导线的空气间隙和在多孔衬底中形成加热器导线而使它们具有小的热容量,可以使用小功率将温度增加到高温。此外,因为加热器导线的部分由多孔层稳定支撑,所以可以保持机械耐久性。
[0040]通过形成与加热器电极焊盘的区域相同或者比加热器电极焊盘的区域大的第二支撑部分的区域,可以更多地减小热容量。
[0041]因为多孔衬底形成有氧化铝多孔层,所以可以容易地形成多孔层。
[0042]因为第一支撑部分的区域被形成为比加热器导线的区域大,所以可以更加稳定地保持加热器导线。
[0043]与现有技术相似,在加热器导线和传感器导线不由支撑件支撑时,使用点测法形成感测材料;然而,因为加热器导线和传感器导线由第一支撑部分支撑,所以可以通过印刷(工艺)有效地形成感测材料。
[0044]在多孔衬底中,形成围绕加热器导线的空气间隙,并且在多孔衬底的下部部分中形成布置在加热器导线的下部部分中并且与空气间隙连通的开口 ;可以因此降低热容量,所以可以以低功耗将温度增加到高温。此外,因为热辐射部分的厚度降低,其被沿着垂直方向隔热,并且具有纵向隔热的效果。此外,因为加热器导线的部分由多孔层稳定地支持,所以机械耐久性可以保持。
[0045]因为孔在多孔衬底中沿着垂直方向穿透地形成,所以其可以具有更加显著的隔热效果;并且孔与开口连通。
【附图说明】
[0046]图1是根据本发明实例1的设置有微加热器的微传感器的平面图。
[0047]图2是沿着线A-A的图1的截面图。
[0048]图3和4示出了根据本发明实例2的用于制备设置有微加热器的微传感器的方法。
[0049]图5是根据本发明实例2的设置有微加热器的微传感器的透视图。
【具体实施方式】
[0050]在下文中,将参照附图详细描述本发明的优选示例性实施方式。
[0051]作为参考,对于具有与现有技术的元件相同的本发明的元件,将参考现有技术,并且将省略其单独的详细描述,本发明的元件将在下文中描述。
[0052]< 实例 1>
[0053]如图1和2所示的实例1的设置有微加热器的微传感器包括:多孔衬底100 ;传感器电极300,其形成在多孔衬底100上并且包括传感器导线310和连接到传感器导线310的传感器电极焊盘320 ;加热器电极200,其形成在多孔衬底100上并且包括加热器电极焊盘220和加热器导线210,该加热器导线210连接到加热器电极焊盘220并比传感器电极焊盘320更靠近传感器导线310布置,其中,加热器导线210和传感器导线310形成在多孔层上,该多孔层形成在多孔衬底100上;以及空气间隙101,其围绕加热器导线210,并且传感器导线310形成在多孔衬底100中。
[0054]多孔衬底100由铝材料形成,并且形成为矩形板状形状。
[0055]多孔衬底100形成有多孔层。也就是说,多孔衬底100由多孔材料形成。因此,具有敞开上端的多个孔沿着垂直方向形成在多孔衬底100中。与上述描述不同,多孔衬底可以局部形成,例如,在多孔衬底100的上部。
[0056]多孔衬底100可以通过铝衬底的氧化形成。因此,多孔衬底是阳极氧化铝(ΑΑ0)。
[0057]传感器电极300形成在多孔衬底100的上表面上。
[0058]这种传感器电极300检测气体或湿度等。
[0059]传感器电极300包括传感器导线310和连接到传感器导线310的传感器电极焊盘320。
[0060]传感器导线310布置在多孔衬底100的中心部分中。
[0061]多个第二突出311形成在传感器导线310的一个侧端。多个第二沟槽形成在第二突出311和第二突出311 ( S卩,在第二突出之间中)之间。布置在外侧中的第二突出311形成为具有比布置在内侧中的长度短的长度。
[0062]传感器电极焊盘320形成为具有比传感器导线310的宽度更宽的宽度。此外,在从顶部看时(在平面图中),传感器电极焊盘320具有比传感器导线310宽的区域。
[0063]传感器电极焊盘320沿着径向方向布置,并且当其朝向外侧行进时,宽度变宽。换句话说,传感器电极焊盘320以下述方式形成:当其朝向传感器导线310行进时,其宽度变窄。此外,特别地,传感器焊盘320靠近多孔衬底100的第一对角线布置。
[0064]此外,传感器导线310以下述方式形成:当其朝向传感器电极焊盘320(传感器导线310的另一侧)行进时,其宽度变窄。
[0065]加热器电极200形成在多孔衬底100的上表面上。通过这种方式,隔热效果由于孔(气孔)而增强,原因在于加热电极200形成在多孔层上。
[0066]加热器电极200包括加热器电极焊盘220和加热器导线210,加热器导线210连接到加热器焊盘电极220并且比传感器电极焊盘320更靠近传感器导线310布置。
[0067]加热器导线210布置在多孔衬底100的中心部分中。在加热器导线210的端部,形成有布置在第二沟槽内部的多个第一突出211和布置在第二突出311内部的多个第一沟槽。也就是说,第二突出311布置在第一突出211之间。第一突出211和第一沟槽以复数的方式形成并且交替布置。第一突出211和第一沟槽由弯曲地形成的加热器导线210提供。由于这种配置,可以有效地加热感测材料400,其将在下文中描述。
[0068]加热器电极焊盘220连接到加热器导线210的两个端部。通过这种方式,形成至少两个加热器电极焊盘220。
[0069]加热器电极焊盘220靠近多孔衬底100的第二对角线布置。
[0070]加热器电极焊盘220沿着径向方向布置,并且当其朝向外侧行进时,其宽度变宽。换句话说,传感器电极焊盘220以下述方式形成:当其朝向加热器导线210行进时,宽度变窄。
[0071]加热器电极焊盘220形成为具有比加热器导线210的宽度更宽的宽度。此外,当从顶部看时(在平面图中),加热器电极焊盘220具有比加热器导线210的区域更大的区域。
[0072]变色保护层(未示出)形成在加热器电极200和传感器电极300的整个上部部分中。
[0073]变色保护层可以由氧化物系材料形成。
[0074]此外,变色保护层可以是二氧化硅或氧化铝。
[0075]另外,在加热器电极焊盘220和传感器电极焊盘320的端部中形成焊接金属500。
[0076]焊接金属500形成在变色保护层的上部部分中。
[0077]焊接金属500可以是金、银和锡中的至少一种。
[0078]空气间隙101形成为在多孔衬底100中沿着加热器导线210和传感器导线310的周边围绕加热器导线210和传感器导线310。
[0079]与图1中所示的不同,空气间隙101形成为弧形形状,并且它们之中超过两个可以沿着周向方向或者径向方向形成。
[0080]空气间隙101沿着垂直方向穿透性地形成。与此不同,空气间隙101可以形成为沟槽形状。空气间隙101的宽度形成为比第一突出211或者第二突出311的宽度更宽。
[0081]由于空气间隙101,形成了支撑加热器导线210和传感器导线310的第一支撑部分110和支撑加热器电极焊盘220和传感器电极焊盘320的第二支撑部分120。也就是说,空气间隙101形成在第一支撑部分110和第二支撑部分120之间。如图3中所示,因为空气间隙101的宽度变宽,辐射热的峰值温度变高。
[0082]第一支撑部分110形成为圆形形状,其与加热器导线210和传感器导线
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