[发明专利]温敏探头及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及温度传感技术领域，更具体地说，涉及一种用于快速检测物体表面温度的温敏探头及其制备方法。

背景技术

在实际生产和生活中，对物体温度的测量，尤其是物体表面瞬间温度变化的测量显得十分重要。比如应用于笔记本电脑、手机以及电动汽车等各个领域的锂电池，当其出现故障时，温度会突然升高，会导致电池寿命缩减以致损坏，甚至会发生自燃、爆炸等意外事故。因此，在锂电池实际应用中，有必要采用温度传感器连接监控电路对电池温度进行快速监控管理，发生异常时实行报警和切断电源等。

目前市场上存在的普通温度传感器，包括铂电阻传感器和热电偶传感器，都存在体积大、耗材多、热容量大、响应速度慢等问题。而现有的薄膜传感器，包括薄膜热电阻和薄膜热电偶，对于薄膜传感器尤其是薄膜热电偶的研究过程中发现，存在以下问题：薄膜热电偶的灵敏度偏低；采用AlN、Al₂O₃陶瓷作为基底，不利于曲面或者可变形表面的温度探测；AlN、Al₂O₃等陶瓷基底的温度传感器在受到冲击力时易碎，同时，由于热膨胀系数的差别，传感器材料薄膜与基底在测温时出现附着力变差和易脱落等现象。因此温度传感器尚需进一步的开发和完善。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述缺陷，提供一种温敏探头及其制备方法，此方法制备技术简单、生产效率高，制备出的温敏探头灵敏度高、响应快、寿命长，具有非常高的应用前景和实用价值。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种温敏探头，包括连接端、以及依次叠加为一体的P型热电偶层、至少一第一柔性基底和N型热电偶层，所述P型热电偶层和所述N型热电偶层的一端通过所述连接端电连接形成PN结，所述P型热电偶层和所述N型热电偶层的另一端分别引出有电极，所述P型热电偶层和所述N型热电偶层可随至少一所述第一柔性基底的弯曲变形而发生形变。

在本发明所述的温敏探头中，所述P型热电偶层的厚度为1nm至5μm，所述N型热电偶层的厚度为1nm至5μm，所述第一柔性基底的厚度为0.01mm至1mm。

在本发明所述的温敏探头中，所述P型热电偶层的两端边缘上分别设有第一导电层，所述N型热电偶层的两端边缘上分别设有第二导电层，所述连接端的一端与一所述第一导电层连接、所述连接端的另一端与同侧的一所述第二导电层连接，另一所述第一导电层为所述P型热电偶层上的所述电极、另一所述第二导电层为所述N型热电偶层上的所述电极，两个所述电极上分别连接有导线。

在本发明所述的温敏探头中，所述P型热电偶层的外层面上和/或所述N型热电偶层的外层面上还分别涂覆有用于绝缘保护的保护层。

在本发明所述的温敏探头中，所述N型热电偶层的外层面上还设有第二柔性基底，所述P型热电偶层的外层面上设置所述保护层；或者，所述P型热电偶层的外层面上设置所述第二柔性基底，所述N型热电偶层的外层面上设置所述保护层，所述保护层包括SiO₂绝缘保护层或Al₂O₃绝缘保护层。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：还构造一种温敏探头的制备方法，包括以下步骤：

S1：在至少一第一柔性基底的两个相对应两侧的表面上分别镀制P型热电偶层和N型热电偶层；

S2：将所述P型热电偶层和所述N型热电偶层通过连接端电连接；

S3：在所述P型热电偶层和所述N型热电偶层上分别引出电极。

在本发明所述的温敏探头的制备方法中，所述步骤S1包括：

所述第一柔性基底的数量为一个，在所述第一柔性基底的一表面上溅射沉积所述P型热电偶层；在所述第一柔性基底的另一表面上溅射沉积所述N型热电偶层；

或者，所述第一柔性基底的数量为两个，在第一个所述第一柔性基底的一表面上溅射沉积所述P型热电偶层；在第二个所述第一柔性基底的一表面上溅射沉积所述N型热电偶层；所述P型热电偶层与第二个所述第一柔性基底相叠加，或者所述N型热电偶层与第一个所述第一柔性基底相叠加，或者第一个所述第一柔性基底和第二个所述第一柔性基底相叠加；

所述P型热电偶层的厚度为1nm至5μm，所述N型热电偶层的厚度为1nm至5μm，所述第一柔性基底的厚度为0.01mm至1mm。