[发明专利]一种基于金属衬底的微纳米薄膜热流传感器及其制作方法

说明书

本发明涉及一种基于金属衬底的微纳米薄膜热流传感器及其制作方法，属于传感器技术领域。传感器主要包括金属基底、金属过渡层I、金属粘结层I、绝缘层I、光刻胶、金属传感层、金属过渡层II、金属粘结层II、绝缘层II、金属保护片、金属过渡层III、金属粘结层III和环氧树脂；制作方法为：选取用于传感器沉积的金属基底；通过电镀、旋涂、光刻、磁控溅射等工艺步骤将过渡层、粘结层、绝缘层、传感层和保护层逐层沉积上去，形成典型的三明治层状结构。本发明能有效保障传感器在恶劣工业环境中的使用效果，并有助于大幅提升其使用寿命。

技术领域

本发明属于传感器技术领域，涉及一种基于金属衬底的微纳米薄膜热流传感器及其制作方法。

背景技术

热场检测是现代工业生产和科学研究过程中时常会开展的一项工作，其中主要涉及温度和热流两个物理量，而对于热场分布和传热过程动态变化特征的充分理解以及相关生产工艺和产品质量控制影响因素的正确分析，后者往往更能体现出物理机制上的密切关联性，其重要性尤为突出。对于热流的检测，传统的热电堆由于尺寸大、响应慢等缺点，往往在一些对安装空间尺寸限制严格以及瞬时动态变化较为剧烈的场景中难以应用，即使勉强能用，也会在准确性、可靠性、及时性和耐用性等方面性能大打折扣。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种基于金属衬底的微纳米薄膜热流传感器及其制作方法。

为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种基于金属衬底的微纳米薄膜热流传感器，主要包括金属基底、金属过渡层I、金属粘结层I、绝缘层I、金属传感层、金属过渡层II、金属粘结层II、绝缘层II、金属保护片、金属过渡层III、金属粘结层III和环氧树脂。

所述金属基底为衬底，表面电镀有金属过渡层I。

所述金属基底的厚度范围为50μm～800μm。

所述金属过渡层I表面溅射有金属粘结层I。

所述金属粘结层I、金属粘结层II的厚度范围为10nm～100nm。

所述金属过渡层I、金属过渡层II的厚度范围为5μm～30μm。

所述金属粘接层I表面涂覆有绝缘层I。

所述绝缘层I、绝缘层II的厚度范围为1μm～5μm。

所述金属传感层表面电镀有金属过渡层II。

所述金属传感层包括第一极传感回路和第二极传感回路。

所述金属传感层的厚度范围为300nm～900nm。

所述第一极传感回路包括依次沉积的金属层I、金属层II和金属层III。

所述第二极传感回路沉积在第一极传感回路的表面，包括依次沉积的金属层IV、金属层V和金属层VI。

所述金属过渡层II表面溅射有金属粘结层II。

所述金属粘结层II表面涂覆有绝缘层II。

所述绝缘层II的表面粘接金属保护片。

所述金属保护片的一个表面电镀有金属过渡层III，另一表面涂覆环氧树脂。

所述绝缘层II和金属粘结层III表面粘接，从而令金属基底和金属保护片粘接。

所述金属过渡层III的溅射有金属粘结层III。

基于金属衬底的高温微纳米薄膜热流传感器上沉积若干组热电堆回路，实现局部区域内的多点检测。其中一组热电堆回路包括依次沉积的金属传感层、金属过渡层II、金属粘结层II、绝缘层II和金属保护片。