柔性薄膜热电偶温度传感器及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种柔性薄膜热电偶温度传感器及其制备方法，传感器包括柔性基片，柔性基片上镀设有正极热电偶薄膜和负极热电偶薄膜，正极热电偶薄膜和负极热电偶薄膜于一端对接形成薄膜接点，于另一端分别连接有焊盘，位于正极热电偶薄膜端部的焊盘焊接有正极引线，位于负极热电偶薄膜端部的焊盘焊接有负极引线。方法包括以下步骤：S1：制作基片；S2：成型正负极热电偶；S3：引线封装。具有结构简单、响应速度快、适用范围广的优点。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及测温技术，尤其涉及一种。
技术介绍
温度传感器在航空航天、热能工程等方面有广泛的应用，温度传感器的应用趋向于快速响应及曲面测温的应用条件。传统的温度传感器以正负极热电偶丝焊接形成热电偶接点进行测温，由于热偶丝式热电偶材料为块体材料，其热偶接点的厚度较厚，对温度的响应时间较长；热电偶封装以后具有较大的体积，同时封装热电偶为固体不能弯曲的材质，不能适应异形曲面的测温要求。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种结构简单、响应速度快、适用范围广的。为解决上述技术问题，本专利技术采用以下技术方案:—种柔性薄膜热电偶温度传感器，包括柔性基片，所述柔性基片上镀设有正极热电偶薄膜和负极热电偶薄膜，所述正极热电偶薄膜和负极热电偶薄膜于一端对接形成薄膜接点，于另一端分别连接有焊盘，位于正极热电偶薄膜端部的焊盘焊接有正极引线，位于负极热电偶薄膜端部的焊盘焊接有负极引线。作为上述技术方案的进一步改进:所述正极热电偶薄膜和负极热电偶薄膜表面镀覆有过渡层。所述过渡层上镀覆有保护层，所述保护层延伸覆盖所述正极热电偶薄膜和负极热电偶薄膜区域的柔性基片表面。所述柔性基片为聚酰亚胺基片。一种柔性薄膜热电偶温度传感器的制备方法，包括以下步骤:S1:制作基片:采用柔性材料制作成型柔性基片；S2:成型正负极热电偶:采用薄膜制备工艺在柔性基片上镀设正极热电偶薄膜和负极热电偶薄膜，并使正极热电偶薄膜和负极热电偶薄膜于一端对接形成薄膜接点；S3:引线封装:在正极热电偶薄膜和负极热电偶薄膜的另一端分别连接一个焊盘，在位于正极热电偶薄膜端部的焊盘焊接正极引线、位于负极热电偶薄膜端部的焊盘焊接负极引线。作为上述方法技术方案的进一步改进:所述步骤S1包括以下分步骤:S1.1:取材成型:取聚酰亚胺材料制成尺寸为5X 10mm的柔性基片，然后对柔性基片进行精密抛光处理；S1.2:清洗:先对柔性基片表面进行超声波清洗，而后对柔性基片进行离子束轰击清洗。在进行步骤S2时，采用离子束溅射镀膜方式在柔性基片上镀设正极热电偶薄膜和负极热电偶薄膜。在步骤S2之后先对带正负极热电偶的柔性基片进行超声波清洗，再进行后续步骤。在步骤S3之后，在正极热电偶薄膜和负极热电偶薄膜表面镀覆过渡层。在过渡层上镀覆保护层，使保护层延伸覆盖正极热电偶薄膜和负极热电偶薄膜区域的柔性基片表面。与现有技术相比，本专利技术的优点在于:本专利技术的柔性薄膜热电偶温度传感器，较传统的热偶丝式温度传感器而言，本专利技术采用了薄膜制备方式在柔性基片上镀设正极热电偶薄膜和负极热电偶薄膜，即正极热电偶薄膜和负极热电偶薄膜的厚度非常小，其对接形成的薄膜接点厚度也自然非常小，具有快速响应温度变化的功能，大大提高了该温度传感器的精确性；而且，该结构中，采用了柔性基片作为正负极热电偶薄膜的载体，其不再需要封装热电偶的固体壳罩，具有适应异形曲面测温环境的功能，大大提高了温度传感器的适用范围。本专利技术的柔性薄膜热电偶温度传感器的制备方法，采用该方法，使得电偶为厚度非常小的薄膜电偶，即正极热电偶薄膜和负极热电偶薄膜对接形成的薄膜接点厚度也非常小，具有快速响应温度变化的功能，大大提高了该温度传感器的精确性；而且，利用柔性材料制作成型的柔性基片作为正极热电偶薄膜和负极热电偶薄膜的载体，具有适应异形曲面测温环境的功能，大大提高了温度传感器的适用范围。【附图说明】图1是本专利技术柔性薄膜热电偶温度传感器的结构示意图。图2是本专利技术柔性薄膜热电偶温度传感器的结构示意图(带引线)。图3是本专利技术柔性薄膜热电偶温度传感器的端部结构示意图。图4是本专利技术制备方法的流程示意图。图5是本专利技术制备方法中制作基片的流程示意图。图中各标号表不:1、柔性基片；2、正极热电偶薄膜；3、负极热电偶薄膜；4、薄膜接点；5、焊盘；6、正极引线；7、负极引线；8、过渡层；9、保护层。【具体实施方式】以下将结合说明书附图和具体实施例对本专利技术做进一步详细说明。图1至图3示出了本专利技术柔性薄膜热电偶温度传感器的一种实施例，包括柔性基片1，柔性基片1上镀设有正极热电偶薄膜2和负极热电偶薄膜3，正极热电偶薄膜2和负极热电偶薄膜3于一端对接形成薄膜接点4，于另一端分别连接有焊盘5，位于正极热电偶薄膜2端部的焊盘5焊接有正极引线6，位于负极热电偶薄膜3端部的焊盘5焊接有负极引线7。较传统的热偶丝式温度传感器而言，本专利技术采用了薄膜制备方式在柔性基片1上镀设正极热电偶薄膜2和负极热电偶薄膜3，即正极热电偶薄膜2和负极热电偶薄膜3的厚度非常小，其对接形成的薄膜接点4厚度也自然非常小，具有快速响应温度变化的功能，大大提高了该温度传感器的精确性；而且，该结构中，采用了柔性基片1作为正负极热电偶薄膜的载体，其不再需要封装热电偶的固体壳罩，具有适应异形曲面测温环境的功能，大大提高了温度传感器的适用范围。本实施例中，柔性基片1为聚酰亚胺基片。该结构中，采用可弯曲的柔性聚酰亚胺材料作为柔性基片1，使得柔性基片1具备可弯曲、可形变的功能，能适应异形曲面的测温环境，其结构简单、设计巧妙。本实施例中，正极热电偶薄膜2为镍铬薄膜，负极热电偶薄膜3为镍硅薄膜，从而形成K型热电偶，热偶薄膜的厚度仅为1 μ m，大大提高了该温度传感器的精确性。在其它实施例中，正负极热电偶薄膜可为铜-铜镍的T型热偶材料、铂铑13-铂的R型热偶材料、铂铑10-铂的S型热偶材料、铂铑30-铂铑6的B型热偶材料。具体的选择根据温度传感器的使用条件及信号输出要求决定。本实施例中，正极热电偶薄膜2和负极热电偶薄膜3表面镀覆有过渡层8，过渡层8上镀覆有保护层9，保护层9延伸覆盖正极热电偶薄膜2和负极热电偶薄膜3区域的柔性基片1表面。该过渡层8为Ta205层，其为了缓减后续制备的保护层9与柔性基片1及正负极热电偶薄膜的晶格参数和热膨胀系数的不匹配性，过渡层的厚度约为200nm ;该保护层9为Si02保护层，保证了正极热电当前第1页1 2 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种柔性薄膜热电偶温度传感器，其特征在于：包括柔性基片(1)，所述柔性基片(1)上镀设有正极热电偶薄膜(2)和负极热电偶薄膜(3)，所述正极热电偶薄膜(2)和负极热电偶薄膜(3)于一端对接形成薄膜接点(4)，于另一端分别连接有焊盘(5)，位于正极热电偶薄膜(2)端部的焊盘(5)焊接有正极引线(6)，位于负极热电偶薄膜(3)端部的焊盘(5)焊接有负极引线(7)。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：白庆星，景涛，张龙赐，谢明，龚星，谷晨，
申请(专利权)人：中国电子科技集团公司第四十八研究所，
类型：发明
国别省市：湖南;43