[发明专利]一种微热盘及其制作方法及微热盘系统在审

专利信息
申请号: 201711448893.6 申请日: 2017-12-27
公开(公告)号: CN108235465A 公开(公告)日: 2018-06-29
发明(设计)人: 雷鸣;饶吉磊;贺方杰 申请(专利权)人: 武汉微纳传感技术有限公司
主分类号: H05B3/12 分类号: H05B3/12;H05B3/02;H05B1/02
代理公司: 北京轻创知识产权代理有限公司 11212 代理人: 杨立;陈振玉
地址: 430000 湖北省武汉市东湖新技术开发区武大*** 国省代码: 湖北;42
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摘要:
搜索关键词: 温度感测单元 微热盘 衬底 感测 芯片 外界电磁干扰 恒定 长期稳定性 电阻加热层 环形金属层 绝缘支撑层 环形设置 加热功率 加热区域 温度传输 有效屏蔽 制作 采集
【说明书】:

发明涉及一种微热盘及其制作方法及微热盘系统,包括:衬底,绝缘支撑层,电阻加热层,以及温度感测单元,温度感测单元呈环形设置于衬底的四周。本发明通过采用设置于衬底四周的环形温度感测单元,增加了温度感测单元与环境的接触面积,感测环境温度精度高;温度感测单元工作在室温下,长期稳定性好;同时环形金属层可有效屏蔽外界电磁干扰对微热盘芯片工作的影响。另外,温度感测单元可以实时精确的感测周围环境的温度变化,并自动将采集的温度传输出去,以控制加热区域的加热功率,达到恒定芯片工作温度的目的,方便快捷。

技术领域

本发明涉及传感器技术领域,尤其涉及一种微热盘及其制作方法及微热盘系统。

背景技术

微热盘装置广泛应用于需要局部高温的产品中,包括高温化学传感器、微型化学反应器、红外光源、流量传感器等。

微热盘通过温度隔离技术,实现小尺寸和低功耗。微热盘工作时,发热区的实际工作温度对产品的应用有重要影响。具体到化学传感和化学反应器应用领域,温度条件直接影响到传感材料的活性和化学反应速度;微热盘作为NDIR红外光源使用时,红外光源的发射效率与温度的四次方成正比,温度的轻微波动会造成光强的较大波动;应用到流量传感器领域时,温度的波动也会影响测试精度。

微热盘一般通过加热电阻来产生高温,通过控制加热电流,可以改变加热功率,进而改变发热区温度,当环境温度变化时,仅保持恒定的加热电压/电流或加热功率,发热区温度会随着环境温度改变而变化,如果希望维持恒定的发热区温度,需要改变加热功率来进行补偿。

一种广泛采用的方案是直接测试发热区温度,然后根据测试结果进行补偿。该方案在实际应用中存在长期处于高温下,温度感测单元材料容易发生老化漂移。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对上述现有技术的不足,提供一种微热盘及其制作方法及微热盘系统。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下:一种集成环境温度传感器的微热盘,包括:由下往上依次层叠的衬底、绝缘支撑层和电阻加热层,所述衬底的中部设置有温度隔离腔体,所述温度隔离腔体上部的绝缘支撑层为温度隔离悬膜,所述电阻加热层位于所述绝缘支撑层上,所述电阻加热层的加热区域位于所述温度隔离悬膜的中部,其特征在于,还包括温度感测单元,所述温度感测单元呈环形设置于所述衬底(也即微热盘芯片)的四周。

本发明的有益效果是:本发明通过采用设置于芯片四周的环形温度感测单元,增加了温度感测单元与环境的接触面积,感测环境温度精度高;温度感测单元工作在室温下,长期稳定性好;同时环形金属层可有效屏蔽外界电磁干扰对微热盘芯片工作的影响。另外,温度感测单元可以实时精确的感测周围环境的温度变化,并自动将采集的温度传输出去,以控制加热区域的加热功率,达到恒定芯片工作温度的目的,方便快捷。

在上述技术方案的基础上,本发明还可以做如下改进:

进一步,所述温度感测单元呈非闭环状,且位于所述微热盘上所有电路的最外侧。

本发明的进一步有益效果是:一方面,通过采用环形设计,增加了温度感测单元与环境的接触面积,高精度地感测周围的环境温度;另一方面通过采用环形设计,可以有效屏蔽外界电磁干扰对微热盘芯片工作的影响;另外,工艺简单,成本低。非闭环的目的是将两端与控制器连接,以自动进行环境温度测量和控温处理。

进一步,所述温度感测单元呈波浪形的非闭环状。

本发明的进一步有益效果是:设置波浪线的温度感测单元,进一步增大温度感测单元与环境的接触面积,高精度感测周围的环境温度。

进一步,所述温度感测单元有多个,且每相邻两个所述温度感测单元首尾相连。

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