專利名稱：輪輻式多單元熱敏電阻的制備方法及輪輻式多單元熱敏電阻的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及的是一種熱敏電阻的制備方法，本發(fā)明也涉及一種熱敏電阻的結(jié)構(gòu)。
背景技術(shù)：
目前，已有多種形式的熱敏電阻公開，薄膜熱敏電阻因體積小、響應(yīng)快，精度好，集成度高，穩(wěn)定性強(qiáng)，能滿足溫度傳感器技術(shù)小型化，集成化、陳列化、多功能化、智能化、系統(tǒng)化的發(fā)展趨勢，在信息設(shè)備、通信設(shè)備、醫(yī)療設(shè)備、住宅設(shè)備機(jī)器、汽車用傳輸設(shè)備等都廣泛應(yīng)用。柔性基底材料上制備薄膜熱敏電阻具有較低的厚度，可以黏貼在不規(guī)則物理表面輕松檢測物體溫度。片式熱敏電阻可實現(xiàn)小空間物體表面溫度測量，但是對于溫差較大的物體，要求對整個待測物整個平面進(jìn)行測量時，只能將薄膜熱敏電阻串聯(lián)以實現(xiàn)。但這種串聯(lián)電阻的方法實際上是對于多個點(diǎn)式測量的綜合的結(jié)果，不是真實反映整個工作面，對于可測量待測物的整個平面的熱敏電阻還沒有相關(guān)研究。常用的金屬熱敏電阻圖案為雙絞“弓”形線，雙絞金屬線條對于電磁干擾有一定抗性，但雙絞線弓形分布對刻蝕過程中的過蝕引起的線條斷路難以修復(fù)，且弓形熱阻圖案激光調(diào)阻只能是電阻值由小到大調(diào)節(jié)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明目的是提供一種可實現(xiàn)對待測物整個平面的溫度的測量的輪輻式多單元熱敏電阻的制備方法。本發(fā)明的目的還在于提供一種抗電磁干擾，對待測物不產(chǎn)生電磁干擾的輪輻式多單元熱敏電阻。本發(fā)明的目的是這樣實現(xiàn)的本發(fā)明的輪輻式多單元熱敏電阻的制備方法包括如下步驟(1)加工表面光滑的環(huán)形基板；(2)通過CVD或PVD方法在環(huán)形基板表面生長一層介質(zhì)隔離膜；(3)通過化學(xué)鍍或PVD的方法在介質(zhì)隔離膜表面生長一層金屬熱敏電阻膜；(4)將金屬熱敏電阻膜在200_700°C真空環(huán)境下熱處理；(5)將熱處理后的金屬熱敏電阻膜采用干法或濕法刻蝕出金屬圖案；(6)對刻蝕好的金屬圖案進(jìn)行調(diào)阻；(7)調(diào)阻后金屬圖案中總線絞線兩端點(diǎn)焊接引線；(8)在焊接引線后的金屬圖案表面涂覆保護(hù)層。所述環(huán)形基板的基體材料為金屬基板、陶瓷基板或聚合物基板。調(diào)阻的方法為通過焊接微單元兩腳間距減小金屬圖案電阻值。本發(fā)明的輪輻式多單元熱敏電阻包括環(huán)形基板，在環(huán)形基板上生成的介質(zhì)隔離膜，布設(shè)于介質(zhì)隔離膜上的金屬熱敏電阻膜，對金屬熱敏電阻膜進(jìn)行刻蝕所形成的金屬圖案，與金屬圖案焊接的引線，涂覆在金屬圖案表面的保護(hù)層；所述金屬圖案延環(huán)形基板分布一周的絞線總線，絞線總線的一側(cè)含有微小螺旋形雙線感溫單元，所述微感溫單元的兩腳與總線絞線連接處呈垂直狀。微小螺旋形雙線感溫單元的之間互不相連。所述總線絞線為雙絞線，微小螺旋形雙線感溫單元位于內(nèi)層總線絞線的外側(cè)和外層總線絞線的內(nèi)側(cè)，內(nèi)外層總線絞線上的微小螺旋形雙線感溫單元周期交替分布。微小螺旋形雙線感溫單元的電阻線條寬度小于總線絞線的寬度。微小螺旋形雙線感溫單元的外徑小于總線雙絞線兩線間距。本發(fā)明提供的輪輻式多單元熱敏電阻制備方法及熱敏電阻?？蓪崿F(xiàn)對待測物整個平面的溫度的測量，且其熱敏電阻圖案抗電磁干擾，對待測物不產(chǎn)生電磁干擾，通過連接微測溫單元引腳可實現(xiàn)快速降低溫敏原件阻值。本發(fā)明的方法適用于一切可機(jī)械加工的金屬基板、陶瓷基板、聚合物基板制造各種金屬熱敏電阻。本發(fā)明的方法也可用于制備其他傳感器或電子器件。


圖I是實施方式I 局部放大圖；圖2是實施方式2 圖2b為局部放大圖；圖3是實施方式3 案，圖3b為局部放大圖。
中輪輻式“弓”形雙絞線金屬圖案，圖Ia為整體圖案，圖Ib為中具有測溫微單元的輪輻式單線金屬圖案，圖2a為整體圖案， 中具有測溫微單元的輪輻式雙絞線金屬圖案，圖3a為整體圖
具體實施例方式下面結(jié)合附圖舉例對本發(fā)明做更詳細(xì)的描述具體實施例I采用傳統(tǒng)“弓”字形走線方法，在整個圓環(huán)面積上分布電阻線條(附圖I所示)，這種微金屬圖案可實現(xiàn)測量試件整個工作面上溫度，在整個環(huán)形上電磁屏蔽，然而，對于漏鍍或刻蝕過程中過蝕引發(fā)的線條斷路難以修復(fù)。其制作工藝如下(I)將金屬基板加工成外徑為52mm,內(nèi)徑為42mm,厚為I. 5mm的圓環(huán)。(2)通過真空蒸鍍的方法，在金屬基板表面蒸鍍一層Al2O3介質(zhì)隔離層，其中，基板溫度300-500°C，加熱電壓10kV，膜厚I. 5-3 μ m。(3)采用化學(xué)鍍的方法，在介質(zhì)隔離層表面生長一層Cu膜，膜厚1-1. 5 μ m,鍍液配方為無水硫酸銅 O. 15mol/L,甲醛 O. 25mol/L, EDTA · 2Na0. 14mol/L,酒石酸鉀鈉 O. 14mol/ L，氫氧化鈉O. 5mol/L,亞鐵氰化鉀O. 17 X lCT3mol/L。(4)在真空熱處理爐內(nèi)對Cu膜進(jìn)行真空熱處理，熱處理溫度200_400°C。(5)采用濕法刻蝕在FeCl3溶液中得到圖I中的微金屬圖案。要求熱敏電阻圖案按“弓”字形雙絞線延環(huán)形分布。(6)測量熱敏電阻圖案電阻值，電阻小于要求電阻值時可通過激光調(diào)阻的方法增加電阻值。電阻值大于所要求電阻值時無法調(diào)節(jié)。(7)在調(diào)節(jié)阻值成功后后的金屬圖案兩端點(diǎn)處采用熱壓焊的方法焊接引出線。
(8)在焊接引線后的金屬圖案表面涂覆保護(hù)層。具體實施例2強(qiáng)調(diào)一種輪輻式微單元金屬圖案的應(yīng)用。對于圖I金屬圖案，雙絞線呈“弓”字形布線的缺點(diǎn)，可通引入微測溫單元的電阻圖案(圖2)可解決“弓”字形線條斷路難以修復(fù)的問題，無論在微單元上的線條斷路或是外部總線條的斷路都可以通過焊接兩點(diǎn)的方式來解決，并提供了一種新的調(diào)阻方法，即連接微單元兩個端點(diǎn)使微單元短路而降低整個微金屬電阻圖案的電阻值，這種電阻圖案可在微感溫單元內(nèi)實現(xiàn)屏蔽電磁干擾，但由于總線為單線，在環(huán)形面積整個面積內(nèi)不能屏蔽電磁干擾。其制作工藝如下(I)將金屬基板加工成外徑為52mm,內(nèi)徑為42mm,厚為I. 5mm的圓環(huán)。(2)通過真空蒸鍍的方法，在金屬基板表面蒸鍍一層Al2O3介質(zhì)隔離層，其中，基板溫度300-500°C，加熱電壓10kV，膜厚I. 5-3 μ m。(3)采用化學(xué)鍍的方法，在介質(zhì)隔離層表面生長一層Cu膜，膜厚1-1. 5 μ m,鍍液配方為無水硫酸銅 O. 15mol/L,甲醛 O. 25mol/L, EDTA · 2Na0. 14mol/L,酒石酸鉀鈉 O. 14mol/ L，氫氧化鈉O. 5mol/L,亞鐵氰化鉀O. 17 X lCT3mol/L。(4)在真空熱處理爐內(nèi)對Cu膜進(jìn)行真空熱處理，熱處理溫度200_400°C。(5)采用濕法刻蝕在FeCl3溶液中得到圖2中的微金屬圖案。要求熱敏電阻圖案總線采用單線延環(huán)形基板分布一周；熱敏電阻圖案內(nèi)總線上有向環(huán)內(nèi)周期分布的微小螺旋形雙線感溫單元；熱敏電阻圖案內(nèi)微感溫單元的兩腳與總線連接處呈垂直狀。熱敏電阻圖案內(nèi)微單元之間互不相連；熱敏電阻圖案內(nèi)微單元電阻線條寬度小于總線寬度；熱敏電阻圖案內(nèi)微單元并非真正的螺旋形，而是雙絞線按圓形分布的“弓”字形。(6)測量熱敏電阻圖案電阻值，電阻值大于要求電阻值時，可對步驟刻蝕好的金屬圖案雙絞測溫單元兩腳之間滴加導(dǎo)電銀衆(zhòng)，以連接兩點(diǎn)，要求銀漿點(diǎn)大小以恰好連接斷點(diǎn)為宜，不能過大，以免引起電阻值增加或應(yīng)力值增加。(7)在調(diào)節(jié)阻值后的金屬圖案兩端點(diǎn)處采用熱壓焊的方法焊接引出線。(8)在焊接引線后的金屬圖案表面涂覆保護(hù)層。具體實施例3本實施例涉及熱敏電阻的制備方法，是一種輪輻式微單元金屬圖案的應(yīng)用。為解決“弓”字形及總線為單線的含微測溫單元的熱敏電阻的問題，本實施例提出具有微單元的總線為雙絞線熱敏電阻制作方法(圖3)，這種方法可滿足既總體和局部上都實現(xiàn)電磁屏蔽，又可實現(xiàn)斷路修復(fù)及電阻值由大到小調(diào)節(jié)。其制作工藝如下(I)將金屬基板加工成外徑為52mm,內(nèi)徑為42mm,厚為I. 5mm的圓環(huán)。(2)通過真空蒸鍍的方法，在金屬基板表面蒸鍍一層Al2O3介質(zhì)隔離層，其中，基板溫度300 500°C，加熱電壓10kV，膜厚L 5 3μπι。(3)采用化學(xué)鍍的方法，在介質(zhì)隔離層表面生長一層Cu膜，膜厚1-1. 5 μ m,鍍液配方為無水硫酸銅 O. 15mol/L,甲醛 O. 25mol/L, EDTA · 2Na0. 14mol/L,酒石酸鉀鈉 O. 14mol/ L，氫氧化鈉O. 5mol/L,亞鐵氰化鉀O. 17 X lCT3mol/L。(4)在真空熱處理爐內(nèi)對Cu膜進(jìn)行真空熱處理，熱處理溫度200_400°C。
(5)采用濕法刻蝕在FeCl3溶液中得到圖3中的微金屬圖案。要求熱敏電阻圖案總線采用雙絞線延環(huán)形基板分布一周；熱敏電阻圖案內(nèi)電阻線向雙絞線兩線之間方向含有微小螺旋形雙線感溫單元，雙絞線兩線上微單元周期交替分布；熱敏電阻圖案內(nèi)微感溫單元外徑小于總線雙絞線兩線間距；熱敏電阻圖案內(nèi)微感溫單元的兩腳與總線雙絞線連接處呈垂直狀。熱敏電阻圖案內(nèi)微單元之間互不相連；熱敏電阻圖案內(nèi)微單元電阻線條寬度小于總線寬度；熱敏電阻圖案內(nèi)微單元并非真正的螺旋形，而是雙絞線按圓形分布的“弓”字形。(6)測量熱敏電阻圖案電阻值，電阻值大于要求電阻值時，可對步驟刻蝕好的金屬圖案雙絞測溫單元兩腳之間滴加導(dǎo)電銀衆(zhòng)，以連接兩點(diǎn)，要求銀漿點(diǎn)大小以恰好連接斷點(diǎn)為宜，不能過大，以免引起電阻值增加或應(yīng)力值增加。(7)在調(diào)節(jié)阻值后的金屬圖案兩端點(diǎn)處采用熱壓焊的方法焊接引出線。(8)在焊接引線后的金屬圖案表面涂覆保護(hù)層。
權(quán)利要求
1.一種輪輻式多單元熱敏電阻的制備方法，其特征是包括如下步驟(1)加工表面光滑的環(huán)形基板；(2)通過CVD或PVD方法在環(huán)形基板表面生長一層介質(zhì)隔離膜；(3)通過化學(xué)鍍或PVD的方法在介質(zhì)隔離膜表面生長一層金屬熱敏電阻膜；(4)將金屬熱敏電阻膜在200-700°C真空環(huán)境下熱處理；(5)將熱處理后的金屬熱敏電阻膜采用干法或濕法刻蝕出金屬圖案；(6)對刻蝕好的金屬圖案進(jìn)行調(diào)阻；(7)調(diào)阻后金屬圖案中總線絞線兩端點(diǎn)焊接引線；(8)在焊接引線后的金屬圖案表面涂覆保護(hù)層。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的輪輻式多單元熱敏電阻的制備方法，其特征是所述環(huán)形基板的基體材料為金屬基板、陶瓷基板或聚合物基板。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的輪輻式多單元熱敏電阻的制備方法，其特征是調(diào)阻的方法為通過焊接微單元兩腳間距減小金屬圖案電阻值。
4.一種輪輻式多單元熱敏電阻，包括環(huán)形基板，在環(huán)形基板上生成的介質(zhì)隔離膜，布設(shè)于介質(zhì)隔離膜上的金屬熱敏電阻膜，對金屬熱敏電阻膜進(jìn)行刻蝕所形成的金屬圖案，與金屬圖案焊接的引線，涂覆在金屬圖案表面的保護(hù)層；其特征是所述金屬圖案延環(huán)形基板分布一周的絞線總線，絞線總線的一側(cè)含有微小螺旋形雙線感溫單元，所述微感溫單元的兩腳與總線絞線連接處呈垂直狀。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的輪輻式多單元熱敏電阻，其特征是微小螺旋形雙線感溫單元的之間互不相連。
6.根據(jù)權(quán)利要求4或5所述的輪輻式多單元熱敏電阻，其特征是所述總線絞線為雙絞線，微小螺旋形雙線感溫單元位于內(nèi)層總線絞線的外側(cè)和外層總線絞線的內(nèi)側(cè)，內(nèi)外層總線絞線上的微小螺旋形雙線感溫單元周期交替分布。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的輪輻式多單元熱敏電阻，其特征是微小螺旋形雙線感溫單元的電阻線條寬度小于總線絞線的寬度。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的輪輻式多單元熱敏電阻，其特征是微小螺旋形雙線感溫單元的外徑小于總線雙絞線兩線間距。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的輪輻式多單元熱敏電阻，其特征是微小螺旋形雙線感溫單元的外徑小于總線雙絞線兩線間距。
全文摘要
本發(fā)明提供的是一種輪輻式多單元熱敏電阻的制備方法及輪輻式多單元熱敏電阻。包括環(huán)形基板，在環(huán)形基板上生成的介質(zhì)隔離膜，布設(shè)于介質(zhì)隔離膜上的金屬熱敏電阻膜，對金屬熱敏電阻膜進(jìn)行刻蝕所形成的金屬圖案，與金屬圖案焊接的引線，涂覆在金屬圖案表面的保護(hù)層；所述金屬圖案延環(huán)形基板分布一周的絞線總線，絞線總線的一側(cè)含有微小螺旋形雙線感溫單元，所述微感溫單元的兩腳與總線絞線連接處呈垂直狀。本發(fā)明可實現(xiàn)對待測物整個平面的溫度的測量，且其熱敏電阻圖案抗電磁干擾，對待測物不產(chǎn)生電磁干擾，通過連接微測溫單元引腳可實現(xiàn)快速降低溫敏原件阻值。
文檔編號H01C7/02GK102592764SQ201210073518
公開日2012年7月18日 申請日期2012年3月20日 優(yōu)先權(quán)日2012年3月20日
發(fā)明者喬英杰, 崔新芳, 張曉紅, 張洪泉 申請人:哈爾濱工程大學(xué)