专利名称：微型铂热电阻温度传感器的镶嵌式电极引出方法
技术领域：
本发明涉及一种电极引出方法。
背景技术：
铂热电阻温度传感器的测量范围可从-250～640℃，在金属热电阻温度传感器中性能最稳定，对于铂热电阻温度传感器而言，基板越厚，传感器的热容量越大，响应时间也就越慢。而且，在现代工业、武器装备等领域的特殊部位(如，狭缝、窄条、微空间等)需要检测微小的局部温度信息，而且要求响应极快。因此，微型超薄温度传感器在工程中是急需的。
传统的铂热电阻温度传感器的电极引出是在Al2O3陶瓷上Pt膜的表面通过高温粘结剂烧结将电极焊接实现的，在焊盘处必然有与基片厚度(0.55mm左右)相近的焊点，使整个传感器的厚度达到1.1mm以上，响应时间也在30s以上，此种电极引出方法无法满足超薄体的要求。
发明内容
为了满足超薄体的要求，而提出一种微型铂热电阻温度传感器的镶嵌式电极引出方法。
本发明步骤如下步骤一清洗Al2O3基板1；步骤二激光刻槽采用激光器加工Al2O3基板1，在Al2O3基板1的一端约1/3处开出两个电极沟槽2；步骤三电极3埋入将电极3埋入电极沟槽2中，再以高温导电粘结剂填平电极3与电极沟槽2之间的空隙，在700～900℃温度下热处理1h烧结高温导电粘结剂，将电极3固定在电极沟槽2中；步骤四溅射铂膜4；步骤五制版调阻。
本发明适用于以传统陶瓷工艺制作的厚膜Al2O3基板和电化学定向生长超薄膜Al2O3基板的电极引出加工，使敏感膜表面平整、无突起物，电极焊接点不另增加传感器的厚度，实现狭缝、窄条、微空间等检测微小的局部温度信息的目的。本发明实现了铂热电阻温度传感器的微型、超薄化，具有工艺简单、可操作性强等特点。
图1是本发明的流程框图；图2是本发明的流程示意图；图3是嵌入式电极微型铂热电阻温度传感器结构示意图。
具体实施例方式
具体实施方式
一结合图1和图2说明本实施方式，本实施方式的步骤如下步骤一清洗Al2O3基板1；步骤二激光刻槽采用激光器加工Al2O3基板1，在Al2O3基板1的一端约1/3处开出两个电极沟槽2；步骤三电极3埋入将电极3埋入电极沟槽2中，再以高温导电粘结剂填平电极3与电极沟槽2之间的空隙，在700～900℃温度下热处理1h烧结高温导电粘结剂，将电极3固定在电极沟槽2中；步骤四溅射铂膜4；步骤五制版调阻。
具体实施方式
二本实施方式与具体实施方式
一不同点在于高温导电粘结剂为玻璃料和铂浆的按1∶5～1∶10比例的混合剂；其它组成和连接方式与具体实施方式
一相同。
具体实施方式
三结合图3说明本实施方式，本实施方式与具体实施方式
一不同点在于嵌入式电极微型铂热电阻温度传感器整体的厚度在0.15～0.65mm，减小了传感器整体的厚度，达到超薄的要求；其它组成和连接方式与具体实施方式
一相同。
具体实施方式
四结合图1和图2说明本实施方式，本实施方式与具体实施方式
一不同点在于步骤如下步骤一清洗Al2O3基板1首先用去离子水煮沸10～20min，洗去Al2O3基板1上的可溶性污染物；其次用丙酮在30khz频率下进行超声波清洗10～20min，洗去Al2O3基板1上的有机污染物；然后用酒精在30khz频率下进行超声波清洗10～20min，洗去Al2O3基板1上的有机污染物；之后用去离子水在30khz频率下进行超声波清洗10～20min，洗去残留在Al2O3基板1上的丙酮和酒精；最后烘干或晾干Al2O3基板1；步骤二激光刻槽采用YAG激光器以1062nm波长激光、1～20khz脉冲频率加工Al2O3基板1，在Al2O3基板1的一端约1/3处开出两个电极沟槽2，加工精度控制在20μm以内；根据电极3尺寸大小和Al2O3基板1厚度，通过更改调整激光加工参数就可以加工出适合埋入电极3的电极沟槽2；步骤三电极3埋入；步骤四溅射铂膜4镀膜前用蘸有酒精的纱布擦拭除去真空室内的污垢、附着物和沉积物；①抽气将Al2O3基板1放入JGP560C型超高真空多靶溅射镀膜机的进样室中，关上真空室门，打开机械泵，对真空室进行粗抽，待真空度达到10Pa时，打开分子泵，进行细抽，同时打开溅射室的机械泵和分子泵，待真空度小于0.1Pa时，将两个室中间的挡板关上；②反溅清洗Al2O3基板1将Al2O3基板1作为靶，让氩离子轰击Al2O3基板1，以除掉Al2O3基板1表面的灰尘和吸附的气体等，并使Al2O3基板1表面有很高的活性，利于铂膜4与Al2O3基板1的结合；待进样室真空度达到3×10-4Pa时，通入氩气，氩气的流量为20左右，调节抽气阀门使进样室达到所需的压力3Pa左右，用射频磁控溅射的方法在80w的功率下对试样进行反溅清洗至少20min；由于Al2O3基板1表面的清洁度会直接关系到膜与基底间的结合界面的性能，同时也会影响镀膜的均匀性。为了提高基片表面的清洁度，要反溅清洗Al2O3基板1；③烘烤在真空室的真空度达到5×10-5Pa时，要在高温下烘烤真空室，尽量将吸附的气体抽出去。烘烤温度选择150℃，烘烤两个小时；④镀膜将两室中间的挡板打开，将进样室中反溅清洗好的Al2O3基板1通过传递杆送入到溅射室，关上挡板；待溅射室的真空度达2×10-5Pa时，通入氩气，氩气流量为22左右，同样调节抽气阀门使工作室达到所需的压力3Pa左右，采用直流磁控溅射的方法，在保持真空度和氩气压力不变的情况下，通过改变溅射功率和溅射时间进行镀膜，镀膜采用铂靶材，纯度为99.95％，靶材的尺寸Φ60×2.5mm，靶材致密，表面平整光洁，内部无疏松、缩孔等缺陷；⑤关闭机器镀膜完毕后，要关掉气体、溅射电源，关掉分子泵和机械泵；⑥充气取件将挡板打开，向真空室内充气，取出Al2O3基板1；真空室的壁和真空室中的其它零件可能含有吸附气体、水气和二氧化碳，由于辉光中电子和离子的轰击作用，这些气体可能重新释出；因此，可能接触辉光的一切表面都必须在淀积过程中适当地冷却，以便使其在淀积的最初几分钟内达到热平衡，所以在抽真空的过程中，真空室内一直循环着冷却水；步骤五制版调阻采用YAG激光器以531nm波长激光、1～20khz脉冲频率的激光调阻仪在溅射好铂膜4的Al2O3基板1上进行制版调阻，加工精度控制在20μm以内；其它组成和连接方式与具体实施方式
一相同。
权利要求
1.微型铂热电阻温度传感器的镶嵌式电极引出方法，其特征在于微型铂热电阻温度传感器的镶嵌式电极引出方法步骤如下步骤一清洗Al2O3基板(1)；步骤二激光刻槽采用激光器加工Al2O3基板(1)，在Al2O3基板(1)的一端约1/3处开出两个电极沟槽(2)；步骤三电极(3)埋入将电极(3)埋入电极沟槽(2)中，再以高温导电粘结剂填平电极(3)与电极沟槽(2)之间的空隙，在700～900℃温度下热处理1h烧结高温导电粘结剂，将电极(3)固定在电极沟槽(2)中；步骤四溅射铂膜(4)；步骤五制版调阻。
2.根据权利要求1所述的微型铂热电阻温度传感器的镶嵌式电极引出方法，其特征在于高温导电粘结剂为玻璃料和铂浆的按1∶5～1∶10比例的混合剂。
3.根据权利要求1所述的微型铂热电阻温度传感器的镶嵌式电极引出方法，其特征在于镶嵌式电极微型铂热电阻温度传感器整体的厚度在0.15～0.65mm。
4.根据权利要求1所述的微型铂热电阻温度传感器的镶嵌式电极引出方法，其特征在于步骤一中，首先用去离子水煮沸10～20min，洗去Al2O3基板(1)上的可溶性污染物；其次用丙酮在30khz频率下进行超声波清洗10～20min，洗去Al2O3基板(1)上的有机污染物；然后用酒精在30khz频率下进行超声波清洗10～20min，洗去Al2O3基板(1)上的有机污染物；之后用去离子水在30khz频率下进行超声波清洗10～20min，洗去残留在Al2O3基板(1)上的丙酮和酒精；最后烘干或晾干Al2O3基板(1)。
5.根据权利要求1所述的微型铂热电阻温度传感器的镶嵌式电极引出方法，其特征在于步骤二中采用激光器以1062nm波长激光、1～20khz脉冲频率加工Al2O3基板(1)，在Al2O3基板(1)的一端约1/3处开出两个电极沟槽(2)，加工精度控制在20μm以内。
6.根据权利要求1所述的微型铂热电阻温度传感器的镶嵌式电极引出方法，其特征在于步骤四如下镀膜前用蘸有酒精的纱布擦拭除去真空室内的污垢、附着物和沉积物；①抽气将Al2O3基板(1)放入超高真空多靶溅射镀膜机的进样室中，关上真空室门，打开机械泵，对真空室进行粗抽，待真空度达到10Pa时，打开分子泵，进行细抽，同时打开溅射室的机械泵和分子泵，待真空度小于0.1Pa时，将两个室中间的挡板关上；②反溅清洗Al2O3基板(1)将Al2O3基板(1)作为靶，让氩离子轰击Al2O3基板(1)，以除掉Al2O3基板(1)表面的灰尘和吸附的气体等，并使Al2O3基板(1)表面有很高的活性，待进样室真空度达到3×10-4Pa时，通入氩气，氩气的流量为20左右，调节抽气阀门使进样室达到所需的压力3Pa左右，用射频磁控溅射的方法在80w的功率下对试样进行反溅清洗至少20min；③烘烤在真空室的真空度达到5×10-5Pa时，要在高温下烘烤真空室，尽量将吸附的气体抽出去；烘烤温度选择150℃，烘烤两个小时；④镀膜将两室中间的挡板打开，将进样室中反溅清洗好的Al2O3基板(1)通过传递杆送入到溅射室，关上挡板；待溅射室的真空度达2×10-5Pa时，通入氩气，氩气流量为22左右，同样调节抽气阀门使工作室达到所需的压力3Pa左右，采用直流磁控溅射的方法，在保持真空度和氩气压力不变的情况下，通过改变溅射功率和溅射时间进行镀膜，镀膜采用铂靶材，纯度为99.95％，靶材的尺寸Φ60×2.5mm；⑤关闭机器镀膜完毕后，要关掉气体、溅射电源，关掉分子泵和机械泵；⑥充气取件将挡板打开，向真空室内充气，取出Al2O3基板(1)；在抽真空的过程中，真空室内一直循环着冷却水。
7.根据权利要求1所述的微型铂热电阻温度传感器的镶嵌式电极引出方法，其特征在于步骤五中采用激光器以531nm波长激光、1～20khz脉冲频率的激光调阻仪在溅射好铂膜(4)的Al2O3基板(1)上进行制版调阻，加工精度控制在20μm以内。
全文摘要
微型铂热电阻温度传感器的镶嵌式电极引出方法，它涉及一种电极引出方法。它为了满足超薄体的要求，本发明步骤如下一、清洗Al
文档编号H01C7/00GK101021442SQ20071007188
公开日2007年8月22日 申请日期2007年3月14日 优先权日2007年3月14日
发明者施云波, 郭建英, 张洪泉, 丁喜波, 时强, 冯桥华 申请人:哈尔滨理工大学