[发明专利]一种原子层热电堆热流传感器的封装结构及封装工艺

权利要求书

1.一种原子层热电堆热流传感器的封装结构，其特征在于，包括：

基座；

封装套，其与所述基座之间为紧密配合；敏感元件，其固定在所述基座上，且其外表面与所述封装套上端面齐平；引线孔Ⅰ，其设置在所述基座中；

所述敏感元件的结构包括：钛酸锶晶片，其上开设有引线孔Ⅱ，所述引线孔Ⅱ与引线孔Ⅰ中心轴线相重合；热电效应薄膜，其沉积在所述钛酸锶晶片上；导电金膜，其沉积在所述钛酸锶晶片上，并覆盖在所述引线孔Ⅱ周边的钛酸锶晶片表面，且位于热电效应薄膜两端；

导线槽，其开设在所述基座中，且所述引线孔Ⅰ位于敏感元件与导线槽之间；银导线，其固定在所述导线槽中，且银导线穿过所述引线孔Ⅰ和引线孔Ⅱ，并与导电金膜实现电导通。

2.如权利要求1所述的原子层热电堆热流传感器的封装结构，其特征在于，所述封装套为聚醚醚酮封装套、氮化铝陶瓷封装套、氮化硅陶瓷封装套、氧化铝陶瓷封装套等绝缘封装套中的一种；所述基座为表面阳极化处理的铝合金基座。

3.如权利要求1所述的原子层热电堆热流传感器的封装结构，其特征在于，所述热电效应薄膜为钇钡铜氧化物薄膜、镧锰铜氧化物薄膜等具有横向塞贝克效应薄膜中的一种。

4.如权利要求1所述的原子层热电堆热流传感器的封装结构，其特征在于，所述导线槽和银导线分别设置为两个，且导线槽中灌注有胶水，银导线通过胶水固定在基座中。

5.如权利要求1所述的原子层热电堆热流传感器的封装结构，其特征在于，所述银导线与导电金膜之间涂抹有导电胶，用于实现银导线与导电金膜之间的电导通。

6.如权利要求1所述的原子层热电堆热流传感器的封装结构，其特征在于，所述银导线端面与敏感元件外表面齐平。

7.如权利要求1所述的原子层热电堆热流传感器的封装结构，其特征在于，所述钛酸锶晶片直径小于等于6mm、厚度小于等于0.5mm；所述引线孔Ⅰ和引线孔Ⅱ的直径为0.2mm。

8.一种如权利要求1-7任一项所述的原子层热电堆热流传感器的封装结构，其封装工艺包括以下步骤：

步骤一、对铝合金基座进行阳极表面化处理；利用机械加工或者飞秒激光加工手段对钛酸锶晶片进行成型加工及在钛酸锶晶片中心对称指定位置开两个直径为0.2mm的引线孔Ⅱ，利用离子抛光工艺处理钛酸锶晶片表面，将钇钡铜氧化物薄膜和导电金膜通过物理气相沉积的方法沉积在钛酸锶晶片上，以此形成原子层热电堆热流传感器的敏感元件；

步骤二、通过胶水粘接的方式将敏感元件固定在铝合金基座上，并保证引线孔Ⅱ与铝合金基座中的引线孔Ⅰ重合对准；

步骤三、将银导线穿过引线孔Ⅰ和引线孔Ⅱ，在导线槽中灌注胶水，并将银导线固定在铝合金基座内，要保证银导线完全陷入导线槽内，同时银导线端面要与敏感元件外表面齐平；

步骤四、在银导线与导电金膜之间涂抹导电银胶，用于实现银导线与导电金膜之间的电导通；

步骤五、将聚醚醚酮封装套套装在铝合金基座上，并保证聚醚醚酮封装套与铝合金基座之间为紧密配合，聚醚醚酮封装套上端面与敏感元件外表面齐平；聚醚醚酮封装套用于进一步保护敏感元件和在原子层热电堆热流传感器使用过程中与试验模型之间电绝缘的目的；至此，原子层热电堆热流传感器封装结构便封装完成。