CN105021303A - 一种铝基敏感材料的温度传感器制造方法 - Google Patents
一种铝基敏感材料的温度传感器制造方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN105021303A CN105021303A CN201510413167.5A CN201510413167A CN105021303A CN 105021303 A CN105021303 A CN 105021303A CN 201510413167 A CN201510413167 A CN 201510413167A CN 105021303 A CN105021303 A CN 105021303A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- aluminium
- temperature sensor
- aluminium foil
- thermistor
- sensitive material
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 72
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 69
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 49
- 239000000463 material Substances 0.000 title claims abstract description 29
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims abstract description 16
- 239000004411 aluminium Substances 0.000 claims abstract description 55
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 claims abstract description 53
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 claims abstract description 53
- 239000005030 aluminium foil Substances 0.000 claims description 45
- 229920002120 photoresistant polymer Polymers 0.000 claims description 24
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 claims description 20
- 239000003792 electrolyte Substances 0.000 claims description 20
- MUBZPKHOEPUJKR-UHFFFAOYSA-N Oxalic acid Chemical compound OC(=O)C(O)=O MUBZPKHOEPUJKR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 15
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N Sulfuric acid Chemical compound OS(O)(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 13
- 239000013078 crystal Substances 0.000 claims description 13
- KGBXLFKZBHKPEV-UHFFFAOYSA-N boric acid Chemical compound OB(O)O KGBXLFKZBHKPEV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- 239000004327 boric acid Substances 0.000 claims description 8
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 claims description 8
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 claims description 8
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 claims description 8
- NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N Phosphoric acid Chemical compound OP(O)(O)=O NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 238000003466 welding Methods 0.000 claims description 6
- KRVSOGSZCMJSLX-UHFFFAOYSA-L chromic acid Substances O[Cr](O)(=O)=O KRVSOGSZCMJSLX-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 5
- AWJWCTOOIBYHON-UHFFFAOYSA-N furo[3,4-b]pyrazine-5,7-dione Chemical compound C1=CN=C2C(=O)OC(=O)C2=N1 AWJWCTOOIBYHON-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 235000006408 oxalic acid Nutrition 0.000 claims description 5
- 239000003292 glue Substances 0.000 claims description 4
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 4
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims description 4
- 238000001291 vacuum drying Methods 0.000 claims description 4
- 229910000147 aluminium phosphate Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 238000001259 photo etching Methods 0.000 claims description 3
- 238000012546 transfer Methods 0.000 claims description 3
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N Alumina Chemical compound [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 18
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 abstract description 5
- 238000001514 detection method Methods 0.000 abstract description 4
- 238000005259 measurement Methods 0.000 abstract description 3
- 239000011888 foil Substances 0.000 abstract description 2
- 238000002955 isolation Methods 0.000 abstract description 2
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 abstract description 2
- 239000010408 film Substances 0.000 description 18
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 10
- 239000002585 base Substances 0.000 description 9
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 8
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 8
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 7
- QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-N Acetic acid Chemical compound CC(O)=O QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 6
- BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N platinum Substances [Pt] BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 210000002469 basement membrane Anatomy 0.000 description 5
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 5
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 5
- 238000001465 metallisation Methods 0.000 description 5
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- PEDCQBHIVMGVHV-UHFFFAOYSA-N Glycerine Chemical compound OCC(O)CO PEDCQBHIVMGVHV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 4
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 4
- 238000007669 thermal treatment Methods 0.000 description 4
- PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N gold Chemical compound [Au] PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000010931 gold Substances 0.000 description 3
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 3
- 229910000838 Al alloy Inorganic materials 0.000 description 2
- XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N Argon Chemical compound [Ar] XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- KDLHZDBZIXYQEI-UHFFFAOYSA-N Palladium Chemical compound [Pd] KDLHZDBZIXYQEI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 235000011054 acetic acid Nutrition 0.000 description 2
- 238000002048 anodisation reaction Methods 0.000 description 2
- 238000007743 anodising Methods 0.000 description 2
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 2
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 2
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 2
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000008151 electrolyte solution Substances 0.000 description 2
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 2
- 235000019441 ethanol Nutrition 0.000 description 2
- 235000011187 glycerol Nutrition 0.000 description 2
- 239000011259 mixed solution Substances 0.000 description 2
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052697 platinum Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011241 protective layer Substances 0.000 description 2
- 229910000679 solder Inorganic materials 0.000 description 2
- 229930024421 Adenine Natural products 0.000 description 1
- GFFGJBXGBJISGV-UHFFFAOYSA-N Adenine Chemical compound NC1=NC=NC2=C1N=CN2 GFFGJBXGBJISGV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- UCKMPCXJQFINFW-UHFFFAOYSA-N Sulphide Chemical compound [S-2] UCKMPCXJQFINFW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 1
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 description 1
- 229960000643 adenine Drugs 0.000 description 1
- 238000004026 adhesive bonding Methods 0.000 description 1
- 239000003513 alkali Substances 0.000 description 1
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 1
- AZDRQVAHHNSJOQ-UHFFFAOYSA-N alumane Chemical group [AlH3] AZDRQVAHHNSJOQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 1
- 229910052786 argon Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 238000006731 degradation reaction Methods 0.000 description 1
- 239000008367 deionised water Substances 0.000 description 1
- 229910021641 deionized water Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000000280 densification Methods 0.000 description 1
- 210000003298 dental enamel Anatomy 0.000 description 1
- 238000005137 deposition process Methods 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000005538 encapsulation Methods 0.000 description 1
- 238000005530 etching Methods 0.000 description 1
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 1
- 238000009730 filament winding Methods 0.000 description 1
- WABPQHHGFIMREM-UHFFFAOYSA-N lead(0) Chemical compound [Pb] WABPQHHGFIMREM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 230000000873 masking effect Effects 0.000 description 1
- 210000004379 membrane Anatomy 0.000 description 1
- 239000012528 membrane Substances 0.000 description 1
- QSHDDOUJBYECFT-UHFFFAOYSA-N mercury Chemical compound [Hg] QSHDDOUJBYECFT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052753 mercury Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005272 metallurgy Methods 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- -1 moisture Chemical compound 0.000 description 1
- TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Al]O[Al]=O TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052763 palladium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 1
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000004332 silver Substances 0.000 description 1
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 1
- 239000001117 sulphuric acid Substances 0.000 description 1
- 235000011149 sulphuric acid Nutrition 0.000 description 1
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 1
- 239000010409 thin film Substances 0.000 description 1
- 238000007738 vacuum evaporation Methods 0.000 description 1
- 238000007740 vapor deposition Methods 0.000 description 1
- 230000004304 visual acuity Effects 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Chemical compound O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Landscapes
- Measuring Temperature Or Quantity Of Heat (AREA)
- Thermistors And Varistors (AREA)
Abstract
本发明公开了种铝基敏感材料的温度传感器制造方法。采用三次阳极氧化工艺,将一定厚度的铝箔加工成四周封闭的阳极氧化形成的氧化铝绝缘隔离层,中间夹有较薄的铝膜温度敏感电阻条;形成的温度传感器结构由敏感铝电阻条和绝缘三氧化二铝构成。用本发明方法制造出的铝敏感材料温度传感器可以实现大面积温场测量,检测灵敏度较高;同时,降低了传感器的性能漂移,有助于检测仪表的应用及精度的保证。
Description
技术领域
本发明属于传感器制造领域,特别涉及到一种带有阳极氧化及光刻掩膜工艺特点的,铝基敏感材料的温度传感器制造方法。
背景技术
温度传感器在国民经济领域中应用十分广泛,目前成熟的温度传感器产品有半导体温敏二极管,集成温度传感器,陶瓷NTC、PTC,热电偶,丝绕式热电阻,薄膜Pt电阻,薄膜Cu电阻,水银温度计,酒精温度计,水晶温度传感器,红外温度传感器,光纤温度传感器等,它们几乎都是测量点温,而测温面温的传感器却很少见。
商品化温度传感器以金属作为温度敏感材料主要有铂(Pt)电阻,铜(Cu)电阻,镍(Ni)电阻。铂的温度系数为3000~3850ppm,又很强的抗氧化性,但加工十分困难;铜的温度系数为4200ppm,加工容易,但容易锈蚀,表面保护困难;镍的温度系数为6800ppm,对温度具有高分辨率,但容易氧化,使用测温上限较低;铝的温度系数为4550ppm,具有适中的温度系数电阻,若能将铝热敏电阻条致密密包封,隔离开干扰介质侵害,铝敏感材料温度传感器将是一种很有前途的传感器。
申请号201310400393.0专利公开了一种高方阻铝膜,包括基膜、加厚区、渐变方阻区,加厚区和渐变方阻区均为位于所述基膜上方的金属蒸镀层,渐变方阻区的厚度自加厚区连接处向基膜的另一侧逐渐降低,此项专利用于铝电解电容器制作上。
申请号201310007933.9专利公开了一种超低方阻金属化铝膜,涉及电容器技术领域,由基膜和金属化铝膜层组成,金属化铝膜层的厚度是常规金属化铝膜的7倍左右,金属化铝膜层大幅度增厚,意味着在真空蒸镀金属化铝膜时,要在同样的时间内在基膜上沉淀更多的铝。
申请号201410627773.2专利公开了一种铝合金的阳极氧化液及二次阳极氧化工艺,具体涉及一种铝合金的阳极氧化液以及二次阳极氧化工艺。其特征在于将浓硫酸、ANODALEE液添加剂、腺嘌呤缓蚀剂和铝粉按比例加入到去离子水中制成阳极氧化处理液。本发明生成氧化膜致密性和结合性好等优点。
申请号201210324906.X专利公开了一种铝阳极氧化膜的制备方法。该方法步骤包括除油、碱蚀、除灰和阳极氧化过程,所述的阳极氧化过程:是以经过处理的铝基体为阳极,以纯铝为阴极,在由硫酸、草酸、丙三醇、乙醇组成的水溶液为电解液,或是在由硫酸、草酸、丙三醇的乙酸和乙酸溶液为电解液,在温度为12~18℃和电流密度为18~22mA/cm2的条件下进行阳极氧化处理,得到铝阳极氧化膜。
从专利资料检索来看,利用铝和铝合金的阳极氧化工艺制作氧化铝膜属通用工艺,但是利用多次阳极氧化工艺组合,制作温度传感器未见报道。
发明内容
本发明的目的是制成一种氧化膜致密、强度高、抗腐蚀性能强的,一种铝基敏感材料的温度传感器制造方法。
一种铝基敏感材料的温度传感器制造方法,包括以下几个步骤:
步骤一:采用0.05~0.1mm厚的铝箔,化学清洗,除油、除尘;
步骤二:清洗后的铝箔进行电化学抛光,减薄到温度传感器所需最终厚度;
步骤三:采用光刻工艺,对铝箔一侧进行光刻胶曝光保护;
步骤四:采用铝阳极氧化工艺,对铝箔另一侧进行阳极氧化;
步骤五:去掉光刻胶,清洗后,在无氧化膜铝箔表面匀胶、光刻掩膜、复制热敏电阻图形,在热敏电阻条上形成光刻胶覆盖层;
步骤六:对带有图形的铝箔进行阳极氧化,直至裸露的铝箔全部氧化完成;
步骤七:去掉光刻胶,清洗,真空烘干后,在热敏电阻的焊盘上焊接引线;
步骤八:采用阳极氧化工艺,对热敏电阻条裸露的铝进行阳极氧化调整阻值,直到热敏电阻阻值达到设定值为止;
步骤九:利用砂轮划片机,切割下完整的温度传感器芯片;
步骤十:富氧热处理温度传感器芯片,温度200-1200℃,使氧化膜晶型转变成稳定晶型结构。
本发明一种铝基敏感材料的温度传感器制造方法,还可以包括:
1、采用阳极氧化方法,阳极氧化电解质采用铬酸、硼酸电解质、硫酸电解质、磷酸电解质、草酸电解质和硼酸电解质中的一种或几种。
2、热敏电阻阻值的设定值为50Ω、100Ω、500Ω、1000Ω、2000Ω、5000Ω或者10000Ω。
有益效果:
本发明采用多次铝阳极氧化方法组合使用,并与光刻掩模方法相结合,将一定厚度的铝箔加工成四周封闭的阳极氧化形成的氧化铝绝缘隔离层,中间夹有较薄的铝膜温度敏感电阻条。制造出温度传感器具有较薄的特征尺寸,铝敏电阻条包封致密氧化铝,外界介质隔离良好,提高了温度传感器的稳定性和环境适应性能。
本发明方法的有益效果是,可以根据需要制作各种形状尺寸的铝基热敏电阻,由于阳极氧化形成的氧化铝保护膜经热处理后,变成稳定晶相,具有耐酸、耐碱腐蚀,不易产生分层脱落现象,同时形成具有致密的绝缘保护层。这种由绝缘氧化铝/敏感铝电阻条/绝缘氧化铝构成“三明治”结构的温度传感器具有良好的环境适应性,以及良好的稳定性和超薄性特点。
采用三次阳极氧化工艺,将一定厚度的铝箔加工成四周封闭的阳极氧化形成的氧化铝绝缘隔离层,中间夹有较薄的铝膜温度敏感电阻条;
第一次采用阳极氧化工艺在铝箔一侧面制作三氧化二铝绝缘层;
第二次采用阳极氧化工艺,利用光刻掩膜技术,在铝箔另一侧面复制敏感电阻图形,在热敏电阻条上形成光刻胶保护膜,利用阳极氧化方法将裸露的铝箔氧化,直至裸露的铝全部氧化完成,并与第一次形成的氧化铝融合为一体;
第三次采用阳极氧化工艺对热敏电阻条裸露的铝进行阳极氧化调整阻值,利用腐蚀铝热敏电阻条的深度多少来实现调整电阻条阻值;利用铬酸和硼酸混合溶液作为阳极氧化电解液,生成的氧化膜致密、强度高、抗腐蚀性能强,具有良好的绝缘和保护铝电阻条性能。
附图说明
图1为铝敏感材料温度传感器制造工艺方框流程图;
图2为方形铝敏感材料温度传感器示意图;
图3为梯形铝敏感材料温度传感器示意图;
图4为圆形铝敏感材料温度传感器示意图。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明做进一步详细说明。
本发明目的是为了解决基于铝敏感材料制作温度传感器存在的以下问题:⑴铝敏感材料容易氧化,铝是活泼金属,易与氧气、水分、硫化物等发生化学反应,引起敏感电阻性能劣化;⑵铝基敏感材料热敏电阻结构设计困难,采用传统的线绕式,其结果不如漆包铜线线绕电阻性能优良发;采用薄膜物理沉积方法,即使采用玻璃料包封,也无法实现致密的物理包封,使用中会受到被测环境中的介质干扰和化学反应;⑶采用传统热敏电阻制作方法,实现点温度测量,无法实现面温度检测。
本发明的目的是这样实现的:
a、采用0.05~0.1mm厚的铝箔,化学清洗,除油、除尘;
b、清洗后的铝箔进行电化学抛光,减薄到所需热敏电阻最终厚度;
c、采用光刻工艺,对铝箔一侧进行光刻胶曝光保护
d、采用铝阳极氧化工艺,对铝箔另一侧进行阳极氧化;
e、去掉光刻胶,清洗后,在无氧化膜铝箔表面匀胶、光刻掩膜、复制热敏电阻图形,在热敏电阻条上形成光刻胶覆盖层;
f、对带有图形的铝箔进行阳极氧化,直至裸露的铝全部氧化完成;
g、去掉光刻胶,清洗,真空烘干后,在热敏电阻的焊盘上焊接引线;
h、采用阳极氧化工艺,对热敏电阻条裸露的铝进行阳极氧化调整阻值,直到热敏电阻阻值达到理想值为止;
m、利用砂轮划片机,切割下完整的热敏电阻;
n、高温富氧热处理热敏电阻,使氧化膜晶型转变成稳定晶型结构。
本发明还可以包括这样一些特征:
1、所述的采用阳极氧化方法,阳极氧化电解质可以采用铬酸和硼酸电解质,也可采用硫酸电解质、磷酸电解质、草酸电解质、硼酸电解质,及其混合物。
2、所述的在热敏电阻焊盘上焊接引线,可以采用导电胶粘、金丝球焊、焊料烧焊、氩弧焊、储能焊方法。
3、高温富氧热处理热敏电阻,热处理温度在200-1200℃,其稳定晶型结构指为α晶型、β晶型、γ晶型。
4、热敏电阻理想阻值,指零度阻值可以是50Ω、100Ω、500Ω、1000Ω、2000Ω、5000Ω、10000Ω。
参照图1,表示铝敏感材料温度传感器制造工艺方框流程图,该流程概括起来为:铝箔清洗减薄-铝箔单侧上光刻胶保护-铝箔另一侧面阳极氧化形成绝缘层-去光刻胶-无氧化铝箔面复制敏感电阻图形-敏感电阻条上形成光刻胶保护膜-阳极氧化裸露的铝箔-去胶清洗-粘接引线-阳极氧化裸露的敏感电阻条-划片分割-富氧热处理-温度传感器。各工步之间的制造方法可以根据具体要求进行任意组合。
参照图2,表示方形铝基敏感材料热敏电阻示意图,金属引线1、焊点2、铝敏感电阻条3、阳极氧化三氧化二铝绝缘层4。
具体实施方式如下:
a、采用0.05~0.1mm厚的铝箔,化学清洗,除油、除尘;
b、清洗后的铝箔进行电化学抛光,减薄到温度传感器所需最终厚度;
c、采用光刻胶工艺,对铝箔一侧进行上光刻胶保护
d、采用铝阳极氧化工艺,对铝箔另一侧进行阳极氧化,氧化到铝箔厚度的1/3到1/2;
e、去掉光刻胶,清洗后,在无氧化膜铝箔表面匀胶、光刻掩膜、复制热敏电阻图形,在热敏电阻条上形成光刻胶覆盖层;
f、对带有图形的铝箔进行阳极氧化,直至裸露的铝全部氧化完成;
g、去掉光刻胶,清洗,真空烘干后,在的焊盘上采用金丝球焊焊接金丝(或银丝、银钯丝)引线;
h、采用阳极氧化工艺,对敏感电阻条裸露的铝进行阳极氧化,直到温度敏感电阻零度阻值达到50Ω(或100Ω、500Ω、1000Ω、2000Ω、5000Ω、10000Ω)为止;
m、利用砂轮划片机,切割下完整的传感器芯片;
n、富氧热处理传感器芯片,温度450-600℃,其晶型结构可转化为β晶型和γ晶型。
O、形成铝敏感材料的。
本发明提供的温度传感器的工作原理:
基于铝金属的电阻率随温度变化的热阻效应制成温度传感器,随温度增加,铝金属宏观上表现出电阻率单调变大,即电阻值增加;随温度减低,铝金属宏观上表现出电阻率变小,即电阻值减少,通过测出的电阻值变化,从而计算出待测物理场的温度变化。铝敏感材料温度传感器属正温度系数传感器。
本发明提供的温度传感器,可适用-55℃~300℃范围内的温度检测,传感器结构紧凑,性能稳定,适用于石油化工、矿山冶金、精准农业、智能家居等应用领域。本发明的温度传感器可以为方形、梯形或者圆形,如图2到图4所示。
本发明提供的是一种铝基敏感材料的温度传感器制造方法,它涉及到以高纯铝作为敏感材料的温度传感器的制造方法。本发明解决了铝敏感材料易氧化产生性能漂移的问题,提高了铝敏感材料传感器的稳定性和使用性能,并有效地延长了传感器标校周期。用本发明方法制造出的铝敏感材料温度传感器可以实现大面积温场测量,检测灵敏度较高;同时,降低了传感器的性能漂移,有助于检测仪表的应用及精度的保证。
包括以下十二个工步:铝箔清洗减薄-铝箔单侧上光刻胶保护-铝箔另一侧面阳极氧化形成绝缘层-去光刻胶-无氧化铝箔面复制敏感电阻图形-敏感电阻条上形成光刻胶保护膜-阳极氧化裸露的铝箔-去胶清洗-粘接引线-阳极氧化裸露的敏感电阻条-划片分割-富氧热处理;采用三次阳极氧化工艺,将一定厚度的铝箔加工成四周封闭的阳极氧化形成的氧化铝绝缘隔离层,中间夹有较薄的铝膜温度敏感电阻条;形成的温度传感器结构由绝缘三氧化二铝/敏感铝电阻条/绝缘三氧化二铝构成。
利用阳极氧化方法在铝箔一侧面制作三氧化二铝绝缘层。利用光刻掩膜技术,在铝箔另一侧面复制敏感电阻图形,在热敏电阻条上形成光刻胶保护膜,利用阳极氧化方法将裸露的铝箔氧化,直至裸露的铝全部氧化完成。利用铬酸和硼酸混合溶液作为阳极氧化电解液,阳极氧化方法对去胶后的裸露铝的热敏电阻条进行腐蚀氧化调整阻值,通过腐蚀铝热敏电阻条的深度多少来实现调整电阻条阻值;直到热敏电阻值达到设定值为止。
Claims (3)
1.一种铝基敏感材料的温度传感器制造方法,其特征在于:包括以下几个步骤:
步骤一:采用0.05~0.1mm厚的铝箔,化学清洗,除油、除尘;
步骤二:清洗后的铝箔进行电化学抛光,减薄到温度传感器所需最终厚度;
步骤三:采用光刻工艺,对铝箔一侧进行光刻胶曝光保护;
步骤四:采用铝阳极氧化工艺,对铝箔另一侧进行阳极氧化;
步骤五:去掉光刻胶,清洗后,在无氧化膜铝箔表面匀胶、光刻掩膜、复制热敏电阻图形,在热敏电阻条上形成光刻胶覆盖层;
步骤六:对带有图形的铝箔进行阳极氧化,直至裸露的铝箔全部氧化完成;
步骤七:去掉光刻胶,清洗,真空烘干后,在热敏电阻的焊盘上焊接引线;
步骤八:采用阳极氧化工艺,对热敏电阻条裸露的铝进行阳极氧化调整阻值,直到热敏电阻阻值达到设定值为止;
步骤九:利用砂轮划片机,切割下完整的温度传感器芯片;
步骤十:富氧热处理温度传感器芯片,温度200-1200℃,使氧化膜晶型转变成稳定晶型结构。
2.根据权利要求1所述的一种铝基敏感材料的温度传感器制造方法,其特征在于:所述的采用阳极氧化方法,阳极氧化电解质采用铬酸、硼酸电解质、硫酸电解质、磷酸电解质、草酸电解质和硼酸电解质中的一种或几种。
3.根据权利要求1所述的一种铝基敏感材料的温度传感器制造方法,其特征在于:所述的热敏电阻阻值的设定值为50Ω、100Ω、500Ω、1000Ω、2000Ω、5000Ω或者10000Ω。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201510413167.5A CN105021303B (zh) | 2015-07-15 | 2015-07-15 | 一种铝基敏感材料的温度传感器制造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201510413167.5A CN105021303B (zh) | 2015-07-15 | 2015-07-15 | 一种铝基敏感材料的温度传感器制造方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN105021303A true CN105021303A (zh) | 2015-11-04 |
CN105021303B CN105021303B (zh) | 2018-04-17 |
Family
ID=54411441
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN201510413167.5A Expired - Fee Related CN105021303B (zh) | 2015-07-15 | 2015-07-15 | 一种铝基敏感材料的温度传感器制造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN105021303B (zh) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN107653473A (zh) * | 2017-10-09 | 2018-02-02 | 广东欧珀移动通信有限公司 | 阳极氧化电解液及阳极氧化方法、壳体及制备方法、移动终端 |
CN108732212A (zh) * | 2018-05-23 | 2018-11-02 | 重庆海士测控技术有限公司 | 一种多效应检测集成气体传感器制造方法的制造方法、传感器及其应用 |
CN108917970A (zh) * | 2018-05-18 | 2018-11-30 | 江苏华宁电子***工程有限公司 | 一种温度信号的薄膜化采集传输装置及方法 |
CN112499691A (zh) * | 2020-12-14 | 2021-03-16 | 重庆海士智能科技研究院有限公司 | 一种自控温磁性纳米线及其制备方法 |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB1381987A (en) * | 1971-07-23 | 1975-01-29 | Sprague Electric Co | Electrolytic production of aluminium oxide films |
JP2006328467A (ja) * | 2005-05-25 | 2006-12-07 | Al Green Kk | 陽極酸化皮膜付きアルミ基材及びその製造方法 |
CN101030483A (zh) * | 2006-12-22 | 2007-09-05 | 东莞市东阳光电容器有限公司 | 高介电常数电极箔的化成工艺方法 |
CN101701928A (zh) * | 2009-10-27 | 2010-05-05 | 武汉理工大学 | 纳米壁结构气敏传感器及其制备方法 |
CN101812712A (zh) * | 2010-05-07 | 2010-08-25 | 常州大学 | 超小孔径多孔阳极氧化铝膜的高速制备方法 |
CN104157580A (zh) * | 2014-08-12 | 2014-11-19 | 上海航天电子通讯设备研究所 | 基于铝阳极氧化技术的埋置芯片互连封装方法及结构 |
-
2015
- 2015-07-15 CN CN201510413167.5A patent/CN105021303B/zh not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB1381987A (en) * | 1971-07-23 | 1975-01-29 | Sprague Electric Co | Electrolytic production of aluminium oxide films |
JP2006328467A (ja) * | 2005-05-25 | 2006-12-07 | Al Green Kk | 陽極酸化皮膜付きアルミ基材及びその製造方法 |
CN101030483A (zh) * | 2006-12-22 | 2007-09-05 | 东莞市东阳光电容器有限公司 | 高介电常数电极箔的化成工艺方法 |
CN101701928A (zh) * | 2009-10-27 | 2010-05-05 | 武汉理工大学 | 纳米壁结构气敏传感器及其制备方法 |
CN101812712A (zh) * | 2010-05-07 | 2010-08-25 | 常州大学 | 超小孔径多孔阳极氧化铝膜的高速制备方法 |
CN104157580A (zh) * | 2014-08-12 | 2014-11-19 | 上海航天电子通讯设备研究所 | 基于铝阳极氧化技术的埋置芯片互连封装方法及结构 |
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN107653473A (zh) * | 2017-10-09 | 2018-02-02 | 广东欧珀移动通信有限公司 | 阳极氧化电解液及阳极氧化方法、壳体及制备方法、移动终端 |
CN108917970A (zh) * | 2018-05-18 | 2018-11-30 | 江苏华宁电子***工程有限公司 | 一种温度信号的薄膜化采集传输装置及方法 |
CN108732212A (zh) * | 2018-05-23 | 2018-11-02 | 重庆海士测控技术有限公司 | 一种多效应检测集成气体传感器制造方法的制造方法、传感器及其应用 |
CN108732212B (zh) * | 2018-05-23 | 2020-12-15 | 哈尔滨工程大学 | 一种多效应检测集成气体传感器制造方法的制造方法、传感器及其应用 |
CN112499691A (zh) * | 2020-12-14 | 2021-03-16 | 重庆海士智能科技研究院有限公司 | 一种自控温磁性纳米线及其制备方法 |
CN112499691B (zh) * | 2020-12-14 | 2022-08-12 | 重庆海士智能科技研究院有限公司 | 一种自控温磁性纳米线及其制备方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN105021303B (zh) | 2018-04-17 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
WO2017124780A1 (zh) | 含高温保护薄膜组的钨铼薄膜热电偶传感器及制备方法 | |
CN105021303A (zh) | 一种铝基敏感材料的温度传感器制造方法 | |
CN109065961B (zh) | 一种多点式内部温度监控一体化电池的制作方法 | |
TW201401617A (zh) | 附溫度調節機能之電池 | |
CN104169699A (zh) | 温度传感器及其制造方法 | |
JPS629239A (ja) | 高速応答型温度センサ | |
CN105241568A (zh) | 一种挠性温度传感器的制造方法 | |
CN104748876A (zh) | 一种高温薄膜热电偶温度传感器 | |
CN103852171B (zh) | 一种非制冷长波红外探测器用吸收层结构 | |
JP2015068802A (ja) | 薄膜型水素ガスセンサ | |
CN105004764A (zh) | 一种检测海水盐度传感器芯片制造方法 | |
CN103560204A (zh) | 一种金属切削测温用薄膜热电偶及其制备方法 | |
CN108375498B (zh) | 气体浓缩传感一体器件及其制备方法 | |
CN111982325A (zh) | 一种使用薄膜热电偶测量刀具温度的结构与制备方法 | |
JPS61181104A (ja) | 白金測温抵抗体 | |
CN114107923A (zh) | 一种金属基薄膜热流微传感器及其制备方法 | |
CN114518179A (zh) | 一种高精度石墨烯超低温温度传感器 | |
CN203772418U (zh) | 非制冷长波红外探测器用吸收层结构 | |
CN114459603A (zh) | 一种高功率激光传感器及激光功率计 | |
CN101764107A (zh) | 集成热敏电阻的金刚石热沉 | |
JP2014178137A (ja) | 湿度センサ | |
JP2011181725A (ja) | 異方的熱電材料とこれを用いた放射検出器および発電デバイス | |
CN207502079U (zh) | 一种金刚石薄膜深海温度传感器 | |
CN207502060U (zh) | 一种快速响应深海温度传感器 | |
CN110055499A (zh) | 一种免刻蚀的电阻式深低温温度传感器的制备方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C06 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
C10 | Entry into substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
GR01 | Patent grant | ||
GR01 | Patent grant | ||
CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20180417 |
|
CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |