[发明专利]一种集成式薄膜温度热流复合传感器及其制备方法

权利要求书

1.一种集成式薄膜温度热流复合传感器，其特征在于，它（1）包括基片（2），设于基片（2）上的过渡层（3），设于过渡层（3）上的薄膜热电偶阵列；所述薄膜热电偶阵列由一个独立的薄膜热电偶（10）和通过外接点（11）串联的两个以上薄膜热电偶（10）组成，所述薄膜热电偶（10）包括A电极（4）和B电极（5）；所述A电极（4）和B电极（5）的接点上设有厚热障层（6）；所述薄膜热电偶阵列中的外接点（11）上和独立薄膜热电偶（10）的自由端电极上设有薄热障层（7）；所述独立薄膜热电偶（10）的两个电极分别经一个A焊盘（12）与各自对应的A补偿导线（13）连接，所述两个以上串联的薄膜热电偶（10）的两个外接端分别经一个B焊盘（9）与各自对应的B补偿导线（8）连接；所述基片（2）材料为Al₂O₃陶瓷；所述过渡层（3）材料为Ta₂O₅。

2.如权利要求1所述的薄膜温度热流复合传感器，其特征在于，所述基片（2）直径为50mm～150mm，厚度0.5mm～1mm；所述过渡层（3）厚度为0.05μm～0.1μm；所述薄膜热电偶（10）的厚度为0.2μm～0.5μm；所述厚热障层（6）厚度为3μm～10μm，所述薄热障层（7）厚度为0.5μm～1μm。

3.如权利要求1所述的集成式薄膜温度热流复合传感器，其特征在于，所述薄膜热电偶（10）为R型热电偶、B型热电偶或S型热电偶。

4.如权利要求3所述的集成式薄膜温度热流复合传感器，其特征在于，所述薄膜热电偶（10）为R型热电偶。

5.如权利要求1所述的集成式薄膜温度热流复合传感器，其特征在于，所述厚热障层（6）的材料为Al₂O₃或AlN。

6.如权利要求1所述的集成式薄膜温度热流复合传感器，其特征在于，所述薄热障层（7）的材料为SiO₂。

7.一种如权利要求1～6之一所述集成式薄膜温度热流复合传感器的制备方法，包括如下步骤：

（1）清洗基片；

（2）将基片与薄膜热电偶A电极的不锈钢掩膜套装在一起并放于沉积镀膜系统的行星架上；

（3）依次在基片表面沉积过渡层薄膜和薄膜热电偶A电极的薄膜材料，取下不锈钢掩膜；

（4）将基片与薄膜热电偶B电极的不锈钢掩膜板套装在一起并放于沉积镀膜系统的行星架上； 

（5）依次在基片表面沉积过渡层薄膜和薄膜热电偶B电极的薄膜材料；取下不锈钢掩膜；

（6）将基片与薄热障层材料的不锈钢掩膜板套装在一起并放于沉积镀膜系统的行星架上；

（7）在基片上相邻两个薄膜热电偶串联处的外接点位置和独立薄膜热电偶的电极自由端位置沉积薄的热障层薄膜材料；取下不锈钢掩膜；

（8）将基片与厚热障层材料的不锈钢掩膜板套装在一起并放于沉积镀膜系统的行星架上；

（9）在基片上同一薄膜热电偶A电极和B电极的接点位置沉积厚热障层薄膜材料；取下不锈钢掩膜；

（10）将经上述步骤制成的薄膜热电偶基片放入高温气氛退火炉，对制备的薄膜材料进行退火处理；

（11）切片制得薄膜温度热流复合传感器；

（12）将薄膜热流传感器上串联的两个以上的薄膜热电偶的外接端以及独立薄膜热电偶的电极与各自的补偿导线分别在焊盘处通过烧结或焊接相连。

8.如权利要求6所述的方法，其特征在于，步骤（10）所述的退火温度为600℃～800℃，退火气氛为真空。

9. 如权利要求6所述的方法，其特征在于，步骤（10）所述的退火时间为0.5~1小时。