一种高稳定性温度传感器敏感元件制造技术

本发明专利技术涉及温度检测技术领域，具体为一种高稳定性温度传感器敏感元件，包括陶瓷基板，所述陶瓷基板上设有厚膜铂层和薄膜铂层，所述厚膜铂层为骨架，所述薄膜铂层填充在所述骨架内，所述厚膜铂层和薄膜铂层构成感温电路；还包括绝缘包封层，所述绝缘包封层包裹厚膜铂层和薄膜铂层；所述感温电路包括引出端，所述引出端连接有引出线，所述引出线的自由端伸出绝缘包封层；所述绝缘包封层上设有用于加固引出线的加固封装部。本发明专利技术意在提供一种高稳定性温度传感器敏感元件，具备高稳定性和高可靠性。

【技术实现步骤摘要】
一种高稳定性温度传感器敏感元件
本专利技术涉及温度检测
，具体为一种高稳定性温度传感器敏感元件。
技术介绍
现有的温度传感器敏感元件多种多样，其中最为常用的便是铂电阻温度传感器敏感元件，以制作工艺来说，现有的铂电阻传感器分为三种。第一种是由铂丝绕制而成的丝绕铂电阻，稳定性好，但是成本高、体积大、阻值小、抗震性差，逐渐被市场淘汰。第二种是由厚膜技术制作而成的厚膜铂电阻，在衬底上采用厚膜印刷工艺印刷铂浆，再经热处理，最终制得铂电阻温度传感器敏感元件。由于其结构为中空的正六边网状结构，性能稳定，测温精度高，测温范围宽，但是在使用过程或高低温循环过程中，由于膜厚度不均匀或应力作用下，六边形网状结构的边容易产生微细裂纹，导致元件断路。第三种是由薄膜技术制作而成的薄膜铂电阻，在陶瓷基片上采用真空溅射技术制得薄膜铂层，最终制得铂电阻温度传感器敏感元件。其铂膜较薄、体积小，使用方便。但是由于铂膜上下表面发生电子散射，使得高温300度以上时，电阻的阻值不稳，测得的温度也发生较大飘动；同时铂膜与陶瓷基片的膨胀系数差异较大，在长期使用过程中，随温度升高或降低，铂膜与陶瓷基片接触面产生应力，铂电阻元件的标称阻值也发生微小变化，使得元件的稳定性不理想。
技术实现思路
本专利技术意在提供一种高稳定性温度传感器敏感元件，具备高稳定性和高可靠性。本专利技术提供基础方案：一种高稳定性温度传感器敏感元件，包括陶瓷基板，所述陶瓷基板上设有厚膜铂层和薄膜铂层，所述厚膜铂层为骨架，所述薄膜铂层填充在所述骨架内，所述厚膜铂层和薄膜铂层构成感温电路。基础方案的工作原理及有益效果：现有技术要么采用厚膜技术制作的厚膜铂层刻蚀成感温电路，要么采用薄膜技术制作的薄膜铂层刻蚀成感温电路，而本专利技术结合厚膜技术和薄膜技术，以厚膜铂层为骨架，薄膜铂层向骨架内进行填充，通过刻蚀厚膜铂层和薄膜铂层构成感温电路，利用厚膜铂层的网状结构提高薄膜铂层的稳定性和拓宽使用温度范围，使用温度范围可达-200-1000℃；利用薄膜铂层的连续性与致密性提高厚膜铂层的可靠性，使得使用寿命提高至20年以上。在600-1000℃温区段中可以代替热电偶，提高测温精度，降低成本。进一步，所述骨架呈蜂窝状。有益效果：所述厚膜铂层烧结后为蜂窝结构，利用蜂窝结构提高薄膜铂层的稳定性，高温300度以上时,减少因电阻的阻值不稳定所造成的测得温度发生较大飘动的情况发生。进一步，还包括绝缘包封层，所述绝缘包封层包裹厚膜铂层和薄膜铂层。有益效果：通过绝缘包封层使传感器敏感元件的表面与外界隔绝，桶绝缘包封层减少运输过程、使用过程中对厚膜铂层和薄膜铂层造成的损失与污染，保证感温电路测温的准确性。进一步，所述感温电路包括引出端，所述引出端连接有引出线，所述引出线的自由端伸出绝缘包封层。有益效果：通过引出端与引出线连接，引出线的自由端用于与用户设计的外部电路连接，便于用户进行使用。进一步，所述绝缘包封层上设有用于加固引出线的加固封装部。有益效果：引出端与引出线并非一体成型，在引出线自由端受力的情况下，可能会导致引出线与引出端断开，通过加固封装部对引出线穿过绝缘包封层的部分进行加固，从而减少引出线与引出端断开的情况发生。进一步，所述加固封装部包括连接部和防护部，所述连接部为半圆柱型，所述防护部为四分之一球型，分别连接于连接部的两端。有益效果：连接部采用半圆柱型，防护部采用四分之一球型，使得加固封装部的外表面圆润、光滑，与正方体相比，避免运输过程中，棱角划破包装袋，或者对其他温度传感器敏感元件的绝缘包封层产生划痕。进一步，所述感温电路包括两个梯形电路、一个Link电路和两个宽电阻导体。有益效果：通过梯形电路使得电阻阻值快速逼近100Ω，一般差值小于1％，通过Link电路使得阻值能够调整在99.5至99.9Ω之间，再通过两个宽电阻导体进行调阻，使得电路的阻值达到标准阻值100.00±0.06Ω。进一步，所述厚膜铂层采用以下步骤镀膜在陶瓷基板上：根据铂粉制得铂浆料，将铂浆料通过厚膜印刷工艺在陶瓷基板上印刷铂膜，将印刷的铂膜进行烧结，烧结温度为1200℃，烧结时间为50分钟。有益效果：将印刷后的铂膜进行烧结，形成网状结构的骨架，以提高温度传感器敏感元件的稳定性和扩大温度传感器敏感元件的使用温度范围。进一步，所述薄膜铂层采用以下步骤镀膜在厚膜铂层上：根据铂材料制得铂靶，在厚膜铂层上溅射铂膜，铂靶通电功率250W，镀膜时间30分钟。有益效果：溅射，即向厚膜铂层构成的骨架内填充薄膜铂层，以提高厚膜铂层的连续性与致密性，从而提高厚膜铂层的可靠性，进而提高温度传感器敏感元件的使用寿命。进一步，所述铂粉采用以下步骤制得：采用王水溶解铂材料制得氯铂酸溶液，通过提纯制得氯铂酸钠，根据氯铂酸钠配置质量浓度为6％的氯铂酸钠水溶液，调节氯铂酸钠水溶液的PH值为3，加入水合联氨溶液进行还原、过滤、清洗制得纯度为99.99％以上的球形纳米铂粉，所述球形纳米铂粉为在陶瓷基板上镀膜所使用的铂粉。有益效果：采用上述步骤制造出的球形纳米铂粉颗粒小，不易团聚，所制得的球型纳米铂粉纯度高。附图说明图1为本专利技术一种高稳定性温度传感器敏感元件实施例一的结构示意图；图2为本专利技术一种高稳定性温度传感器敏感元件实施例二感温电路的电路图。具体实施方式下面通过具体实施方式进一步详细说明：说明书附图中的附图标记包括：厚膜铂层1、薄膜铂层2、绝缘包封层3、引出线4、加固封装部5、陶瓷基板6。实施例一一种高稳定性温度传感器敏感元件，如附图1所示，包括陶瓷基板6、厚膜铂层1、薄膜铂层2和绝缘包封层3，厚膜铂层1通过印刷、烧结设于陶瓷基板6上，厚膜铂层1为网状结构的骨架，骨架呈蜂窝状。薄膜铂层2通过磁控溅射填充在骨架内，厚膜铂层1和薄膜铂层2通过刻蚀构成感温电路，在本实施例中，感温电路优选为现有技术中常用的铂热电阻感温电路。绝缘包封层3包裹厚膜铂层1和薄膜铂层2的表面(即感温电路的表面)，绝缘包封层3与陶瓷基板6构成封闭空间，厚膜铂层1和薄膜铂层2位于封闭空间内。绝缘包封层3上还设有用于加固引出线4的加固封装部5，加固封装部5包括一个连接部和两个防护部，连接部为半圆柱型，连接部为矩形的一侧与绝缘包封层3固定连接，防护部均为四分之一球型，分别固定连接于连接部的两端，防护部为半圆形的两侧分别与连接部、绝缘包封层3相连。感温电路包括两个引出端，引出端分别焊接有引出线4，引出线4的自由端经过绝缘包封层3和连接部，从连接部的弧面穿刺。使用时，用户设置的外部测温电路与引出线4相连。经过测试，采用本方案制作而成的高稳定性温度传感器敏感元件能够达到如下表一所示结果。表一实施例二本实施例与实施例一的不同之处在于：如附图2所示，感温电路包括两个梯形电路、一个Link电路和两个宽电阻导体。实施例三本实施例与实施例二的不同之处在于：还提供一种高稳定性温度传感器敏感元件的制作方法，包括以下步骤：铂粉制作步骤：(1)溶解步骤：采用王水溶解铂材料得到氯铂酸溶液。(2)提纯步骤：通过提纯技术提纯氯铂酸溶液制得超高纯的氯铂酸钠。具体提纯步骤如下：向氯铂酸溶液中加入分析纯氯化钠，制得氯铂酸钠溶液，将氯铂酸钠溶液用高纯氢氧化钠溶液调节PH值为6，待杂质析出后，静置30分钟，蒸干溶液，经过水解、过滤制得高纯(纯度99.9本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高稳定性温度传感器敏感元件，包括陶瓷基板，其特征在于：所述陶瓷基板上设有厚膜铂层和薄膜铂层，所述厚膜铂层为骨架，所述薄膜铂层填充在所述骨架内，所述厚膜铂层和薄膜铂层相互嵌套构成感温电路。

【技术特征摘要】
1.一种高稳定性温度传感器敏感元件，包括陶瓷基板，其特征在于：所述陶瓷基板上设有厚膜铂层和薄膜铂层，所述厚膜铂层为骨架，所述薄膜铂层填充在所述骨架内，所述厚膜铂层和薄膜铂层相互嵌套构成感温电路。2.根据权利要求1所述的高稳定性温度传感器敏感元件，其特征在于：所述骨架呈蜂窝状。3.根据权利要求1所述的高稳定性温度传感器敏感元件，其特征在于：还包括绝缘包封层，所述绝缘包封层包裹感温电路。4.根据权利要求3所述的高稳定性温度传感器敏感元件，其特征在于：所述感温电路包括引出端，所述引出端连接有引出线，所述引出线的自由端伸出绝缘包封层。5.根据权利要求4所述的高稳定性温度传感器敏感元件，其特征在于：所述绝缘包封层上设有用于加固引出线的加固封装部。6.根据权利要求5所述的高稳定性温度传感器敏感元件，其特征在于：所述加固封装部包括连接部和防护部，所述连接部为半圆柱型，所述防护部为四分之一球型，分别连接于连接部的两端。7.根据权利要求1所述的高稳定性温度传感器敏感...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡轶，吕正，
申请(专利权)人：重庆斯太宝科技有限公司，
类型：发明
国别省市：重庆,50