一种激光热解结合维森堡直写的氧化铟锡高温薄膜传感器制造技术

本发明专利技术提供了一种激光热解结合维森堡直写的氧化铟锡高温薄膜传感器，包括：氧化铝绝缘基底、氧化铟锡复合敏感层、铂浆引线、高温抗氧化保护层、银浆焊点和铂丝，其中所述铂浆引线通过丝网印刷于所述氧化铝绝缘基底上；所述氧化铟锡复合敏感层直写于氧化铝绝缘基底上铂浆引线间；所述高温抗氧化保护层通过丝网印刷覆于所述氧化铟锡复合敏感层上；银浆焊点焊接于铂浆引线上与铂丝固连，氧化铟锡复合敏感层是通过氧化铟锡粉末与前驱体陶瓷溶液进行混合，将氧化铟锡薄膜稳定预制于氧化铝绝缘基底上，能够实现薄膜高温稳定性的提高。能够实现薄膜高温稳定性的提高。能够实现薄膜高温稳定性的提高。

【技术实现步骤摘要】
一种激光热解结合维森堡直写的氧化铟锡高温薄膜传感器


[0001]本专利技术涉及薄膜传感器领域，特别是指一种激光热解结合维森堡直写的氧化铟锡高温薄膜传感器。

技术介绍

[0002]随着航空航天的发展，长期工作在高温、高压的涡轮叶片等相关部件的性能与寿命受到极大影响。因此，准确测量相关部件的温度分布等性能参数对于发动机至关重要。
[0003]相比于传统的传感器，薄膜传感器更适用于恶劣的高温环境，同时具有尺寸小，与部件一体化集成等优点。同时，薄膜传感器敏感层组分的选取对于其高温稳定性有很大影响。氧化铟锡(ITO)薄膜材料具有优异的导电性能与透光性，在薄膜制备方面应用相对成熟。氧化铟锡(ITO)薄膜材料大多是铟锡的氧化物颗粒和醇盐，以PVD、CVD、溶胶
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凝胶等方法制成薄膜，经过热处理形成ITO透明导电膜。在公开号为US 20090173162A1专利文献中公开了《HIGH TEMPERATURE STRAIN GAGES》，该方法为溅射沉积氧化铟锡薄膜陶瓷应变计应用于高温部件检测。这种方式工艺复杂，制作成本高。

技术实现思路

[0004]本专利技术的主要目的在于克服现有技术中的上述缺陷，提出一种激光热解结合维森堡直写的氧化铟锡高温薄膜传感器，本专利技术提供的传感器将氧化铟锡薄膜稳定预制于氧化铝绝缘基底上，能够实现薄膜高温稳定性的提高。
[0005]本专利技术采用如下技术方案：
[0006]一种激光热解结合维森堡直写的氧化铟锡高温薄膜传感器，包括：
[0007]氧化铝绝缘基底、氧化铟锡复合敏感层、铂浆引线、高温抗氧化保护层、银浆焊点和铂丝，其中所述铂浆引线通过丝网印刷于所述氧化铝绝缘基底上；所述氧化铟锡复合敏感层采用维森堡直写技术于直写于氧化铝绝缘基底上铂浆引线间；所述高温抗氧化保护层通过丝网印刷覆于所述氧化铟锡复合敏感层上；银浆焊点焊接于铂浆引线上与铂丝固连；
[0008]其中，氧化铟锡复合敏感层是通过氧化铟锡粉末与前驱体陶瓷溶液进行混合。
[0009]具体地，其中氧化铟锡复合敏感层长5
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10mm，宽0.3
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0.5mm，厚度小于50μm，铂浆引线宽0.4mm
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0.8mm，银浆焊点直径2mm，铂丝直径0.2mm
[0010]本专利技术实施例另一方面提供一种激光热解结合维森堡直写的氧化铟锡高温薄膜传感器的制备方法，其特征在于，包括：
[0011]步骤1、预处理：将氧化铝绝缘基底超声清洗后，烘干；
[0012]步骤2、铂浆引线的制备：通过丝网印刷工艺将铂浆涂覆在氧化铝绝缘基底上，得到两条平行的铂浆引线，置于800摄氏度的高温炉中加热固化；
[0013]步骤3、敏感栅的制备：配置比例为7:3的氧化铟锡粉末与前驱体陶瓷溶液进行混合，将其采用维森堡直写技术于直写于氧化铝基底的铂浆引线间，再进行加热固化，进而在相同温度下进行激光热解处理，形成氧化铟锡复合敏感层，制备出高温薄膜传感。
[0014]步骤4、保护层的涂覆：通过丝网印刷工艺将高温抗氧化保护层涂敷在敏感层上，加热固化；
[0015]步骤5、铂丝固连：将银浆焊点焊接于铂浆引线上，并与铂丝固连，加热固化。
[0016]具体地，所述步骤3中的直写，所用设备为维森堡直写平台。
[0017]具体地，所述两条平行的铂浆引线的间距范围为：5
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10mm。
[0018]具体地，所述加热固化的温度范围为：200
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300℃。
[0019]由上述对本专利技术的描述可知，与现有技术相比，本专利技术具有如下有益效果：
[0020]1、本专利技术提供了一种激光热解结合维森堡直写的氧化铟锡高温薄膜传感器，包括：氧化铝绝缘基底、氧化铟锡复合敏感层、铂浆引线、高温抗氧化保护层、银浆焊点和铂丝，其中所述铂浆引线通过丝网印刷于所述氧化铝绝缘基底上；所述氧化铟锡复合敏感层直写于氧化铝绝缘基底上铂浆引线间；所述高温抗氧化保护层通过丝网印刷覆于所述氧化铟锡复合敏感层上；银浆焊点焊接于铂浆引线上与铂丝固连，氧化铟锡复合敏感层是通过氧化铟锡粉末与前驱体陶瓷溶液进行混合，将氧化铟锡薄膜稳定预制于氧化铝绝缘基底上，能够实现薄膜高温稳定性的提高。
[0021]2、本专利技术通过韦森堡直写技术将氧化铟锡薄膜原位直写与基底上，可有效地控制薄膜厚度。韦森堡直写是一种液相沉积技术，能够快速将氧化铟锡复合溶液直写于基底上，并控制相关程序实现图案化。
[0022]3、本专利技术提供的方法区别于传统的制备工艺，利用激光热解方式制备氧化铟锡复合敏感层，一方面热解使得前驱体陶瓷有机溶液实现导电功能，可与氧化铟锡粉末形成导电网络，实现氧化铟锡复合导电敏感薄膜的制备。另一方面，由于热效应的作用，氧化铟锡复合敏感层与基底产生了冶金结合，增大二者的结合。
[0023]4、本专利技术所制备的氧化铟锡高温薄膜传感器自身抗氧化性良好，能够在600℃良好的工作。为了增强抗氧化性，可以在敏感层上方涂覆抗氧化保护层，能够在800℃下稳定工作。
附图说明
[0024]图1是本专利技术一实例直接制备在氧化铝绝缘基底上的氧化铟锡高温薄膜传感器示意图。
[0025]图2是本专利技术一实例氧化铟锡高温薄膜传感器结构分解示意图。
[0026]图中：1为氧化铝绝缘基底、2为氧化铟锡复合敏感层、3为铂浆引线、4为高温抗氧化保护层、5为银浆焊点、6为铂丝。
[0027]图3是本专利技术一实例直接制备在氧化铝绝缘基底上的氧化铟锡高温薄膜传感器工艺流程图。
[0028]图4是本专利技术一实例氧化铟锡高温薄膜传感器600℃温阻特性曲线。
[0029]图5是本专利技术一实例氧化铟锡高温薄膜传感器800℃温阻特性曲线。
具体实施方式
[0030]以下通过具体实施方式对本专利技术作进一步的描述。
[0031]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，
对本专利技术实施例中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一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动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。
[0032]如图1所示，为直接制备在氧化铝绝缘基底上的氧化铟锡高温薄膜传感器，包括：氧化铝绝缘基底1、氧化铟锡复合敏感层2、铂浆引线3、高温抗氧化保护层4、银浆焊点5、铂丝6。
[0033]如图2所示，为氧化铟锡高温薄膜传感器结构分解示意图，其中：
[0034]氧化铟锡复合敏感层2直写于氧化铝绝缘基底1上，铂浆引线3涂覆于氧化铝绝缘基底1上，高温抗氧化保护层4涂覆于氧化铟锡复合敏感层2上，银浆焊点5焊接于铂浆引线3上与铂丝6固连。
[0035]具体地，其中氧化铟锡复合敏感层长5
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10mm，宽0.3
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0.5mm，厚度小于50μm，铂浆引线宽0.4mm...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种激光热解结合维森堡直写的氧化铟锡高温薄膜传感器，其特征在于，包括：氧化铝绝缘基底、氧化铟锡复合敏感层厚度、铂浆引线、高温抗氧化保护层、银浆焊点和铂丝，其中所述铂浆引线通过丝网印刷于所述氧化铝绝缘基底上；所述氧化铟锡复合敏感层采用维森堡直写技术直写于氧化铝绝缘基底上铂浆引线间；所述高温抗氧化保护层通过丝网印刷覆于所述氧化铟锡复合敏感层上；银浆焊点焊接于铂浆引线上与铂丝固连；其中，氧化铟锡复合敏感层是通过氧化铟锡粉末与前驱体陶瓷溶液进行混合。2.根据权利要求1所述的一种激光热解结合维森堡直写的氧化铟锡高温薄膜传感器，其特征在于，所述氧化铟锡复合敏感层长5
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10mm，宽0.3
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0.5mm，厚度小于50μm，铂浆引线宽0.4mm
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0.8mm，银浆焊点直径2mm，铂丝直径0.2mm。3.根据权利要求1所述的一种激光热解结合维森堡直写的氧化铟锡高温薄膜传感器的制备方法，其特征在于，包括：步骤1、预处理：将氧化铝绝缘基底超声清洗后，烘干；步骤2、铂浆引线的制备：通过...

【专利技术属性】
技术研发人员：海振银，孙道恒，李兰兰，徐礼达，杨涛，陈沁楠，何功汉，
申请(专利权)人：厦门大学，
类型：发明
国别省市：