[发明专利]一种薄膜铂电阻温度传感器及其制造方法

说明书

本发明公开了一种薄膜铂电阻温度传感器的制造方法，包括在双面抛光的蓝宝石晶片表面制备铂薄膜、均匀化处理、刻蚀、激光调阻、制备氧化铝膜层、裂片、引线焊接、包封玻璃浆料、烧结等步骤；本发明的技术效果在于，采用了薄膜铂电阻温度传感器的制造方法，与传统的陶瓷铂电阻元件和厚膜铂电阻元件相比，采用本技术可以降低生产成本，提高生产效率，减小了产品外形尺寸，测量时的响应时间短，产品的一致性有充分的保障。与国内厂商采用薄膜方法制备的同类薄膜电阻元件相比，采用本技术可以大幅度提高测温范围，阻值精度高，具有更好的长期稳定性等优点。

技术领域

本发明涉及温度传感器尤其涉及薄膜铂电阻温度传感器及其制造方法。

背景技术

由于铂电阻温度传感器兼具热电偶和热敏电阻两种技术优点，而又克服了其缺点，为温度传感器领域的发展带来了新的契机。但是，由于最早开发应用的陶瓷铂电阻元件和厚膜铂电阻元件的成本高，其实际应用仍然被限制。在现有技术中在测量850℃及850℃以上高温的薄膜铂电阻元件中一般都采用了陶瓷铂电阻元件和厚膜铂电阻元件的形式，由于陶瓷铂电阻元件和厚膜铂电阻元件在测量850℃及850℃以上高温的薄膜铂电阻元件的价格昂贵。

发明内容

本发明根据上述现有技术的不足之处，实现了一种薄膜铂电阻温度传感器的制造方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤S10：蓝宝石晶片表面制备：将蓝宝石晶片正反面抛光，直至所述的蓝宝石晶片正反面的总厚度偏差≤20μm，所述的蓝宝石晶片正反面的表面平整度≤20μm，所述的蓝宝石晶片正反面的弯曲度≤20μm，所述的蓝宝石晶片正反面的翘曲度≤20μm，所述的蓝宝石晶片正反面的表面粗糙度5nm≤Ra≤20nm；

步骤S20：蓝宝石晶片镀膜：将步骤S10中所述的蓝宝石晶片正面镀制铂薄膜；铂薄膜的厚度为1μm-3μm；

步骤S30：均匀化处理，将步骤S20中所得到的蓝宝石晶片，放入石英片舟中，整体放置在管式炉内，进行退火处理，退火处理的温度在300℃-500℃；

步骤S40：刻蚀，采用激光刻蚀或者离子束刻蚀对在步骤S30中所得到的蓝宝石晶片的表面铂薄膜，将多余的铂材料从表面清除，制作成铂电阻版图的立体结构；

步骤S50：二次退火，将步骤S40中所得到的蓝宝石晶片，再次放入石英片舟中，整体放置在管式炉内，进行二次退火处理，退火处理的温度在300℃-400℃；

步骤S60：激光调阻，将步骤S50中所得到的蓝宝石晶片，用激光切割机将不符合铂电阻的多余铂材料进行去除，将其阻值固定；

步骤S70：制备氧化铝膜层，在步骤S60所得到的蓝宝石晶片的表面，采用化学气相沉积或物理气相沉积或者溶胶凝胶法制备一层氧化铝膜层；

步骤S80：制备隔离层：在步骤S70中所得到的蓝宝石晶片上采用丝网印刷的方法，印刷一层玻璃浆料作为绝缘、隔离、防护层，放入马弗炉中烧结；

步骤S90：激光裂片，将步骤S80中得到的蓝宝石晶片用激光切割机分割成若干个单个薄膜铂电阻温度传感器

步骤S100：焊接电阻引线：在步骤S90中所得到的单个薄膜铂电阻温度传感器上在焊点区域施加铂浆，烧结后，采用热压焊或者激光焊接，将两根电阻引线分别焊接在单个元件暴露出的两个焊点的位置；

步骤S110：焊点包封及烧结，将步骤S100中所得到的两个焊点上覆盖玻璃浆料，再次放入马弗炉中烧结，冷却后，得到所述的单个薄膜铂电阻温度传感器。