具有非对称金属合金薄膜结构的高温传感器及制作方法技术

本发明专利技术提供一种具有非对称金属合金薄膜结构的高温传感器及制作方法，该传感器包括铂金属传感器本体，铂金属传感器本体上涂覆有非对称金属合金薄膜结构，非对称金属合金薄膜结构具有薄膜层以及厚膜层，薄膜层覆盖部分的面积为铂金属传感器本体面积的一半，厚膜层覆盖部分的面积为铂金属传感器本体面积的另一半，薄膜层的厚度为100

【技术实现步骤摘要】
具有非对称金属合金薄膜结构的高温传感器及制作方法


[0001]本专利技术涉及传感器
，尤其涉及一种具有非对称金属合金薄膜结构的高温传感器及应用于该高温传感器的方法。

技术介绍

[0002]常用的铂电阻传感器具有测温精度高、稳定性好、性能可靠等特点，但是在测量500℃以上的温度时，由于铂电阻长期在高温下很容易劣化而变脆。因此在高温下很难长期可靠应用。从高温合金材料来说，以铁、镍、钴为基，能在600℃以上的高温及一定应力作用下长期工作，具有优异的高温强度，良好的抗氧化和抗热腐蚀性能，良好的疲劳性能、断裂韧性等综合性能。除基体元素(铁、钴、镍)外，如果高温合金中比如添加Ta、Re、W、Mo等难熔元素可以较大的增强其高温稳定性。
[0003]铂电阻温度传感器的基本工作原理是随着外界温度的变化其电阻也同时发生相应的变化。通过测量电阻的大小从而获得外界测量的温度的变化。但是当该类传感器处于500度以上的温度时很容易脆化，不能长期应用，因此需要利用特殊合金材料对该类传感器进行增固增稳。然而，在增固增稳的同时需要考虑铂电阻的热胀冷缩特性，现有的产品难以解决上面所出现的各个问题。

技术实现思路

[0004]本专利技术的主要目的是提供一种可以增强铂金属高温传感器的耐高温特性，并降低其在高温下工作的脆化效应的具有非对称金属合金薄膜结构的高温传感器。
[0005]本专利技术的另一目的是提供一种上述具有非对称金属合金薄膜结构的高温传感器的制作方法。
[0006]为了实现上述主要目的，本专利技术提供的一种具有非对称金属合金薄膜结构的高温传感器，包括铂金属传感器本体，所述铂金属传感器本体上涂覆有非对称金属合金薄膜结构，所述非对称金属合金薄膜结构具有薄膜层以及厚膜层，所述薄膜层覆盖部分的面积为所述铂金属传感器本体面积的一半，所述厚膜层覆盖部分的面积为所述铂金属传感器本体面积的另一半；所述薄膜层的厚度为100
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300nm，所述厚膜层的厚度为50
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100um。
[0007]进一步的方案中，所述非对称金属合金薄膜结构为非对称镍锰合金薄膜结构，所述薄膜层是厚度为100
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300nm的镍锰合金薄膜，所述厚膜层是厚度为50
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100um的镍锰合金薄膜。
[0008]更进一步的方案中，所述薄膜层的厚度为200nm。
[0009]更进一步的方案中，所述厚膜层的厚度为100um。
[0010]更进一步的方案中，所述薄膜层与所述厚膜层位置不在同一水平高度上，并形成非对称位置结构，所述薄膜层靠近于所述铂金属传感器本体的接线端设置，所述厚膜层相对于所述薄膜层远离于所述铂金属传感器本体的接线端设置。
[0011]更进一步的方案中，在所述铂金属传感器本体的接线端涂覆有薄膜绝缘层。
[0012]更进一步的方案中，所述薄膜绝缘层是厚度为100
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300nm的镍锰合金薄膜。
[0013]更进一步的方案中，所述薄膜绝缘层是厚度为200nm的镍锰合金薄膜。
[0014]更进一步的方案中，所述铂金属传感器本体的接线端为引线电极。
[0015]为了实现上述另一目的，本专利技术提供的一种具有非对称金属合金薄膜结构的高温传感器的制作方法，该高温传感器是采用上述的高温传感器，所述方法包括以下步骤：采用磁控溅射镀膜工艺利用镍锰合金靶材对铂金属传感器进行镀膜，通过控制镀膜时间来控制镀膜的厚度；在镀膜过程中，首先，在铂金属传感器本体第一面积上涂覆薄膜层，镀膜厚度为100
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300nm，在铂金属传感器本体第二面积上使用光刻胶遮挡，在镀膜完成后，使用有机溶剂将光刻胶剥离；然后，使用光刻胶遮挡镀好的薄膜层，在铂金属传感器本体第二面积上涂覆厚膜层，镀膜厚度为50
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100um，两者对应的区域就会形成不同的膜层厚度，从而构成非对称金属合金薄膜结构。
[0016]进一步的方案中，当在铂金属传感器本体第二面积上镀膜完成后，使用有机溶剂将光刻胶剥离。
[0017]更进一步的方案中，在镀膜过程中，采用等离子体磁控溅射镀膜工艺或蒸镀工艺进行镀膜。
[0018]由此可见，本专利技术利用铂电阻传感器作为温度传感器，利用非对称性镍锰合金镀膜结构增强铂电阻高温传感器的耐高温特性，保护铂金属电阻传感器，并降低其在高温下工作的脆化效应，同时防止铂金属的热胀冷缩效应导致薄膜保护层的裂变。其中，镍金属可以有效增强铂电阻在高温下的应力强度，而掺杂进锰金属可以有效增强铂电阻传感器的高温稳定性。
[0019]所以，本专利技术利用镍锰金属合金增强了铂金属的高温应力强度和高温稳定性；利用非对称镀膜结构降低镀膜合金对珀电阻传感器的测量参数的影响；该类传感器可长期在500度以上的高温环境下工作，同时保持较好的测量稳定性。
附图说明
[0020]图1是本专利技术一种具有非对称金属合金薄膜结构的高温传感器实施例的结构示意图。
[0021]以下结合附图及实施例对本专利技术作进一步说明。
具体实施方式
[0022]为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例的附图，对本专利技术实施例的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本专利技术的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本专利技术的实施例，本领域普通技术人员在无需创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0023]一种具有非对称金属合金薄膜结构的高温传感器实施例：
[0024]参见图1，本专利技术的一种具有非对称金属合金薄膜结构的高温传感器，其包括铂金属传感器本体10，铂金属传感器本体10上涂覆有非对称金属合金薄膜结构，非对称金属合金薄膜结构具有薄膜层20以及厚膜层30，薄膜层20覆盖部分的面积为铂金属传感器本体10面积的一半，厚膜层30覆盖部分的面积为铂金属传感器本体10面积的另一半。
[0025]在本实施例中，薄膜层20的厚度为100
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300nm，厚膜层30的厚度为50
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100um。
[0026]其中，非对称金属合金薄膜结构为非对称镍锰合金薄膜结构，薄膜层20是厚度为100
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300nm的镍锰合金薄膜，厚膜层30是厚度为50
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100um的镍锰合金薄膜。
[0027]作为优选，薄膜层20的厚度为200nm。
[0028]作为优选，厚膜层30的厚度为100um。
[0029]在本实施例中，薄膜层20与厚膜层30位置不在同一水平高度上，并形成非对称位置结构，薄膜层20靠近于铂金属传感器本体10的接线端设置，厚膜层30相对于薄膜层20远离于铂金属传感器本体10的接线端设置。
[0030]在本实施例中，在铂金属传感器本体10的接线端涂覆有薄膜绝缘层。
[0031]其中，薄膜绝缘层是厚度为100
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300nm的镍锰合金薄膜。
[0032本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.具有非对称金属合金薄膜结构的高温传感器，其特征在于，包括：铂金属传感器本体，所述铂金属传感器本体上涂覆有非对称金属合金薄膜结构，所述非对称金属合金薄膜结构具有薄膜层以及厚膜层，所述薄膜层覆盖部分的面积为所述铂金属传感器本体面积的一半，所述厚膜层覆盖部分的面积为所述铂金属传感器本体面积的另一半；所述薄膜层的厚度为100
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300nm，所述厚膜层的厚度为50
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100um。2.根据权利要求1所述的具有非对称金属合金薄膜结构的高温传感器，其特征在于：所述非对称金属合金薄膜结构为非对称镍锰合金薄膜结构，所述薄膜层是厚度为100
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300nm的镍锰合金薄膜，所述厚膜层是厚度为50
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100um的镍锰合金薄膜。3.根据权利要求2所述的具有非对称金属合金薄膜结构的高温传感器，其特征在于：所述薄膜层的厚度为200nm，所述厚膜层的厚度为100um。4.根据权利要求2所述的具有非对称金属合金薄膜结构的高温传感器，其特征在于：所述薄膜层与所述厚膜层位置不在同一水平高度上，并形成非对称位置结构，所述薄膜层靠近于所述铂金属传感器本体的接线端设置，所述厚膜层相对于所述薄膜层远离于所述铂金属传感器本体的接线端设置。5.根据权利要求1至4任一项所述的具有非对称金属合金薄膜结构的高温传感器，其特征在于：在所述铂金属传感...

【专利技术属性】
技术研发人员：董波，
申请(专利权)人：深圳技术大学，
类型：发明
国别省市：