CN100538920C - 具有钨/氮化铝的稳定高温传感器/加热器系统 - Google Patents

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Abstract

本发明揭示一种传感器系统，其具有一氮化铝(AlN)基板(4)、一在该基板之上的W层(2)、一经调适以向该W层施加电致动信号的信号源(70)及一经调适以感测该W层的响应的传感器(72)。该W层可包含一薄膜，该薄膜上具有多种类型的可选择保护层(12)。应用包括感测温度、流体流速、流体水平、压力及化学环境。对一平面加热器而言，该W层包含分布在该基板上的多个传导线(34)，对于一矩形基板(32)而言该等线大致平行且蜿蜒成型，且对于一圆形基板(42)而言该等线沿在该基板的相对极点(44)处合并的各自的经线(40)延伸。

Description

具有钨/氮化铝的稳定高温传感器/加热器系统
【技术领域】
本发明是关于适合高温应用的感测系统，且更特定言的是关于在一AlN基板上使用钨作为一感测及/或加热元件。
【背景技术】
在多种类型感测及平面加热系统(诸如感测温度、流体流速及水平、压力及气体环境的系统，自测平面加热器及高速均匀加热器)的能力中不断寻找改良。已找到待增强的特征包括较快反应时间、较强灵敏性、较高温度能力及低偏移。
与本发明直接相关的现有技术包括：
1997年3月NASA技术摘要R.Holanda的″Thin-FilmThermocouples on Ceramics″第62页：在AlN晶粒上沉积相对PtRh薄膜的Pt以用作薄膜热电偶(TCs)。讨论了相对于温度(至1500℃)的TC结合的偏移。
ISHM’91年学报Y.H.Chiao等人的″Interfacial Bonding inBrazed and Cofired Aluminum Nitride″第460—480页：讨论了用于在AlN与包括W的几种金属之间连接介面的反应及将其与连接方法(蒸或共烧(cofiring))对比。揭示了一多层AlN/W结构，其中由于联锁颗粒边界而形成介面连接。尽管未在本文中揭示，但是已使用该种结构作为一加热器，但其不具有任何感测实际温度的机构。
美国专利第6,084,221号：讨论了用于平面加热器应用的AlN上的银及银合金。
美国专利第6,103,146号：将由促进Au、At、Pt、Pd及Rh混合物及合金的应用的传导膏组合物组成的厚膜、可筛网印刷电路直接施加于AlN基板表面。
美国专利第6,242,719号：将厚膜描述为是通过化学气相沉积而在AlN上沉积。
2001年5月29日以本发明发明者之名发布的美国专利第6,239,432号：通过一包括W、WC、W2C的传导装配层将一SiC的IR吸收本体电连接并机械连接至一AlN基板。
【发明内容】
本发明寻找提供一种可达到比先前感测系统较快反应时间、较强灵敏性、较高温度能力及较低偏移的新型感测系统及方法。
在一较佳实施例中，在一AlN基板之上提供一钨薄膜层，同时提供一对该钨层施加一电致动信号的信号源及一感测该钨层对该致动信号的响应的传感器。可在该钨层上提供不同抗氧化保护层，该等保护层包括金、B2O3-SiQ2、Au-Pt合金(在该合金上具有视情况的钨或B2O3-SiQ2层)或Pt(在该Pt上具有视情况的B2O3-SiQ2层)。亦可在该保护层上提供一AlN盖。
在一较佳的实施例中的该钨层包含分布于一平面AlN基板上的多个传导线。对诸如矩形的基板形状而言，该等线较佳蜿蜒成型并平行。对一圆形基板而言，该等线较佳沿各自的经线延伸并在该基板的相反极点处合并。
当一AlN基板上的钨为较佳时，本发明可归纳为一AlN基板及该基板上的一传导层的使用，该传导层在一预定温度操作范围内具有在基板的1.00±0.07内的膨胀系数，且其大体上不和该基板反应且大体上展示与该基板无固体溶解性或相互扩散性。亦可将其归纳为一绝缘基板及该绝缘基板上一钨传导层的使用，该传导层在一预定温度操作范围内具有在该基板的1.00±0.07之内的膨胀系数，且其大体上不与该基板反应且大体上展示与该基板无固体溶解性或相互扩散性。
用于所述材料系统的应用包括：可自测其自身温度的平面加热器、仅使用一单个W/AlN元件或使用一对在该流体流动路径中间隔的该等元件(加热一元件，另一元件不加热且两者都在其各自位置感测该流体温度)的流体流速传感器、可感测其是否浸入一预定流体中的流体水平传感器、其中该传感器的电压/电流关系与环境气体压力有关的压力传感器及用于其中该钨层受环境变更支配而改变其响应特征的环境的化学传感器。
根据本发明，提供一种温度感测系统，包含：绝缘AlN基板；传导W层，作为薄膜施加在该基板的顶部之上，该传导W层具有在该基板的1.00±0.07之内的膨胀系数，该传导W层不与该基板反应且与该基板不具有固体溶解性或相互扩散性；信号源，经调适以向所述传导W层直接施加非加热电流或电压致动信号；以及传感器，经调适以感测在电流致动信号情况下所述传导W层的跨接电压或在电压致动信号情况下通过所述传导W层的电流，以作为所述传感器附近温度的指示。
自以下详细叙述及该等附图熟悉此项技术者将明了本发明
的该等及其它特征及优势。
【附图说明】
图1是根据本发明的一实施例的传感器/加热器的透视图，其中在一AlN基板上有一薄膜钨层；
图2是另一实施例的剖视图，其中通过一WC层将AlN基板及盖接合在一起；
图3是另一实施例的透视图，其中在图1的该钨层上具有一保护层；
图4是另一实施例的透视剖视图，其中在图1的该结构上有一保护封装；
图5是另一实施例的透视剖视图，其中在图4的该结构上具有一AlN盖；
图6是另一实施例的一前躯体的透视图，其中Au-Pt合Au为图1所示的结构提供一保护盖；
图7是另一实施例的透视剖视图，其中如图6中所述的一对该等结构共同装配；
图8是一通过热响应图12的结构形成的结构的透视剖视图；
图9是另一实施例的透视剖视图，其中在热响应图6的结构后在该结构上形成一保护封装；
图10是具有一AlN盖的图9所示的结构的透视剖视图；
图11与12是说明根据本发明的一实施例的一矩形平面加热器的平面图，其具有两个不同电极组态；
图13是说明一圆形平面加热器实施例的平面图。
图14与15是说明本发明的两种加热器/温度传感器实施例的简化示意图，其分别具有电压及电流驱动；
图16、17、18、19和20是说明本发明分别对一单元件流速传感器、双元件流速传感器、流体位准传感器、压力传感器及环境传感器的施加的简化示意图；及
图21、22和23分别是概述用于不同操作环境的本发明的各种实施例的温度范围、使用本发明的各种实施例的温度传感器与现有技术温度传感器对比的特征及使用本发明的各种实施例的加热器与现有技术加热器对比的特征的表格。
【具体实施方式】
本发明提供一种用于感测温度、流体流速、压力及化学环境条件的新颖系统及方法，且其可用作能感测其自身温度的加热器，并比先前的传感器具有较高温度能力、较强灵敏性、较快反应时间及/或较低偏移。在该较佳实施例中，其基于在一AlN基板上形成的一钨(W)薄膜(通常将一薄膜的定义为具有约为100—10,000埃的厚度)传感器层之上。因为AlN在330°K时具有约为4.4×10-6/°K的热膨胀系数并在1273°K时具有约为5.3×10-6/°K的热膨胀系数，而同时钨的热膨胀系数在330°K时约为4.6×10-6/°K且在1273°K时约为5.1×10-6/°K，所以该等材料的组合尤其有利。因此该等两个材料的热膨胀系数彼此非常接近，其允许在一广泛温度范围内的高度结构稳定性。AlN基板具有绝缘性，同时钨通常为导电性且具有以所知方式随温度而改变的电阻系数。1982年重版的American Institute of PhysicsHandbook，第三版中第9-41页中讨论了钨的温度—电阻系数特征，其内容以引用方式并入本文。
当W/AlN为一较佳材料组合时，该材料系统可归纳为在基板上具有传导层的AlN基板或在基板上具有钨层的绝缘基板，在任一情形下的传导层在一预定温度操作范围内具有在基板的1.00±0.07的内的膨胀系数，且大体上不与该基板反应且大体上与该基板不具有固体溶解性或相互扩散性。
AlN具有一约比陶瓷Al2O3的热传导率高十倍的约为1.7-2.4W/cm°K的热传导率，当其自身被一相邻钨层加热时，该高传导率使其作为一加热器很有效率。AlN亦展示一所需的对与诸如钨的金属产生化学发应的高抗性。其在约2500℃时升华并依赖于其环境而具有约为自1150℃至1800℃之上部连续使用温度，并使其在高温范围内适用。钨具有约为3410℃的溶化温度且已知在1800℃以下不与AlN起化学反应，其亦有利于与AlN的组合物中的高温操作。
在惰性环境中于约1880℃的温度下钨与AlN之间的完全不存在或不可测的慢速化学反应、固体溶解性及相互扩散性确保钨电路的截面不因与AlN基板起化学反应而减少，其亦确保该AlN基板表面不变得具有传导性。提供一具有提供用于附着该钨电路的方法的裂缝的AlN基板表面及提供在操作温度范围内的非常匹配的温度膨胀系数确保了在热循环中钨电路不在该AlN基板剥离。
如以下将进一步详细描述，可在该钨电路层上提供由Au、Pt或Au-Pt合金组成的额外电路层以执行三个功能：(1)保护该钨电路不被氧化；(2)将AlN基板上的电路与该等盖接合在一起以形成一具有在顶部及底部暴露的电绝缘AlN表面的多层电路；(3)为电路路径提供额外截面面积。
该等额外电路层及钨(或WC，当碳与钨反应以为另一层提供接合剂时)之间的兼容性需求包括：(1)至最大操作温度时其间具有少量或无化学反应；(2)其在有限相互扩散及有限固体溶解性下接合，藉此在相对的面对介面处或其附近保持明显区别；(3)限制其间的最大固体溶解性以使其在最大操作温度时不形成一同形或伪同形相位图；(4)其彼此不形成化合物；及(5)其溶化温度超出该最大操作温度。需求1—4确保该等额外电路层不用钨(或WC)破坏其介面并确保该组合电路电阻不在可操作情况下偏移。
亦如以下的进一步详细描述，一些实施例包括硼硅酸盐混合物(B2O3+SiO2)的封装。以不反应的形式施加该硼硅酸盐混合物且接着通过将该结构加热至至少1000°C来使其反应。该反应后的混合物为一黏合至可氧化的表面并覆盖不可氧化的层的玻璃。其不消耗其接触的电路层且保持为一电绝缘体。
可通过在一AlN基板或盖的边缘上及周围施加或沉积的额外电路材料或通过在该基板或盖中的通路内施加或沉积的额外电路材料自该电路层自身的延伸区域部分形成向该钨电路层施加电信号的电极。
可为导线或带附着而在该钨电极的顶部上提供额外电极层。该等额外层可包括碳、铂或金。碳提供一在加热至约700℃以上时将W接合至W或将W接合至Mo的热活性接合材料，在该接合材料处通过与W及Mo反应来消耗碳以形成在高于1800℃温度时仍保持完整的碳化金属接合介面。铂提供一于其上可焊接Pt或Au的基座，该接合将在等于在焊接过程中形成的Pt或Au-Pt合金的熔点的温度下保持完整。金提供一于其上接合Au或焊接Pt的基座，该接合将在等于在焊接过程形成的Au或Au-Pt合金的熔点的温度下保持完整。
该额外电极层亦可包括分层的Pt及Au或Au-Pt合金。其提供一于其上接合Au或焊接Pt的基座。
参与蒸、接合或焊接处理的该等电极材料的厚度应至少为该引线的直径或该引导带厚度的0.05倍。可通过AlN暴露、封装或覆盖该等电极。
处理事项
与W接触的AlN基板或盖表面：通过静电力及通过贯穿AlN表面的裂缝将W膜固持在AlN表面。尽管难于确定数量，但是观察所得结果指示在所有陶瓷AlN表面(平均粗糙度≥2微英时(0.05μms))上获得良好W黏着。然而，W的最大厚度直接与AlN平均表面粗糙度成比例。AlN表面上的W的最大厚度约为该平均表面粗糙度的100倍。
在AlN基板及盖上的施加及其上的″形成″：可使用若干气相沉积技术(诸如RF/DC溅镀、RF/DC共同溅镀、电子束蒸发及化学气相沉积(CVD))以正确结合来将W施加至AlN基板。由于通过物理接合而不是化学接合来产生黏着，所以在W沉积中AlN表面温度并不重要。
当沉积时，除非通过CVD沉积否则W膜将不具有理论密度。可通过热退火增加膜密度并减少颗粒边界区域。当密度或颗粒边界区域对保护该W/AlN介面使的免受额外电路层金属而言系重要时，应在施加额外电路层金属之前将W退火。退火温度范围为800℃至1400℃，密度及颗粒生长视温度所处时间而定。退火气氛应为真空或惰性(Ar，N2)。
当需要通过″形成″来促进较上层的接合时，可将钨膜部分或全部转化成WC。在该处理中，如通过溅镀、物理气相沉积或CVD或石墨的物理施加(例如筛网印刷)来沉积或退火W薄膜一样施加碳。通过热感生扩散将W膜转变成WC(″形成″)。形成温度范围为800℃至1400℃，更佳具有较高的温度。该″形成″气氛应为真空或惰性(Ar、N2)。对本发明的目的而言，该等申请专利范围中提及的″W″亦包括″WC″，尽管已发现WC比W具有较低热膨胀系数且因此除了在适当位置接合一重叠层的外并不如W一般适用。
若待通过额外电路层金属层来覆盖W，则沉积W的最小较佳厚度等于AlN基板表面的平均粗糙度。若W仅为包含该电流路径的膜，则由以下两需求的较强者判定其最小厚度：(1)W的后处理厚度应至少为该AlN表面的平均粗糙度的两倍，或(2)其厚度乘以其宽度(截面面积)应足够提供该传感器或加热器所需的电流处理能力。当没有关于最小W厚度的基本限制时，低质量辐射加热器或电路应用通常不需要大于10微米的厚度。
额外电路层(ACL)金属：该如经施加/沉积的ACLs可由一个或多个层组成，顺序地施加/沉积每一层。可通过着色、筛网印刷、电镀或气相沉积(技术视材料而定)来施加ALC的每一层。
经处理的ACL可为一由元件或合金或两者的分级组合物组成的单或多层膜。经处理的ACL可为如经施加/沉积的或可将其热处理以重新分配膜组合物。尽管在热处理中可在该ACL的一个或多个(但非所有)层中发生溶化，但是该所得合金在相同处理温度下必须为固体。举例而言，可通过将一Au/Pt多层结构加热至一超出Au的溶化温度但低于该所需合金的溶化温度的温度来形成Au-Pt合Au。在该情况中仅有Au溶化，因此其被Pt很快消耗以形成一具有较高溶化温度的合金。
根据该(等)经施加/沉积的ACL金属的厚度应可使ACL的后处理厚度等于或大于AlN表面平均粗糙度。该如经施加/沉积的ACL的最小较佳厚度为5×10-6cm。可通过W+ACL截面面积足够提供传感器或加热器所需的电流处理能力的需要来判定ACL的最小厚度。通过其给予与AlN相关的电路的线及通过W和ACL之间膨胀系数差异来限制ACL的最小厚度。迄今所执行的试验调查显示该上部厚度限制比W厚度大60倍。
碳反应接合：碳提供一热活性接合材料，当加热超过约700℃时其将W/Mo线/带接合至W电极，其中通过与W及Mo发应消耗碳以在W与W或W与Mo之间形成一WC或Mo-碳化物接合介面，在超出1800℃的温度下该接合仍保持完整。参与反应接合处理的电极材料的厚度应足够消耗所有碳。该接合处理需要C、W及Mo相互扩散以使得完成接合进行的速率直接与温度成比例。参与铜焊、接合或焊接处理的电极材料的厚度应为该电线的直径的0.05倍或为该带或压扁丝的厚度的0.05倍。根据试验调查判定，其为功能接合的最小厚度需求。然而，在该比率下很难达到强接合(低良率)。推荐该电极厚度至少为该电线直径的0.1倍或至少为带厚度的0.1倍，此系由于良率较高并改良了该接合的粗糙度。
Au与Pt合金接合：一Pt电极层提供一于其上焊接Pt或焊接/接合/铜焊Au线/带的基座；在等于Pt或接合过程中形成的Au-Pt合金的熔点的温度时该线/带及该电极间形成的接合将仍保持完整。一Au电极层、分层的Pt与Au电极层及Au-Pt合金电极层各自提供一于其上焊接/接合Au线/带或焊接/铜焊Pt线/带的基座；在等于Au或接合过程中形成的Au-Pt合金的熔点的温度时该线/带及该电极间形成的接合将仍保持完整。参与铜焊、接合或焊接处理的该等电极材料的厚度与于碳反应接合相似。
应通过接合、铜焊或焊接将该等引导线/带附着于该等电极垫。引导线材料的膨胀系数应在后处理电极层的组合物膨胀系数的两倍以内。可压扁该等导线被接合/焊接/铜焊至电极的部分，在该种情况中垂直其扁平表面的导线直径为在判定电极层的最小厚度中使用的合适直径。
图1说明根据本发明的一传感器，其中较佳地在AlN基板4上以一种一般蜿蜒方式沈积钨薄膜2，该钨电路层的相对末端在形成电极6的区域中延伸。该结构可作为一用于以下讨论的各种应用的传感器及/或加热器。
图2说明另一实施例，其中通过在图1的钨层上施加一薄膜碳层(未单独展示)、将一具有匹配钨层2的几何的薄膜钨层(未单独展示)施加至盖8下侧、将盖8放置在基板4上使其各自的钨及碳对准，并使该组合体进行热反应以形成一包含一夹在其间的WC层10的最终电路，并将该基板4及盖8黏着在一起来紧固保护AlN盖8。
在该实施例的一示范中，在基板4及盖8上均溅镀沉积1000埃的钨，通过一荫罩板将17200埃碳沉积至该基板钨。
图3说明另一变化。在该实施例中，在图1的钨层2上施加一金薄膜12以保护该钨层不被氧化且亦对其进行物理保护。
在图4的实施例中，在图1的钨电路2及基板4上施加未反应的B2O3+SiO2，并将其热反应以形成一保护该下面结构并将该等钨电路进一步接合至该基板的封装14。
该硼硅酸盐混合物由45重量％的B2O3+55重量％的SiO2组成。将其在1000℃下在空气中反应5分钟。
在图5所示的实施例中，在图4中未反应的B2O3+SiO2顶部上放置一AlN盖16且热反应该所得结构以在合适额外保护处接合该AlN盖16。封装14及盖16均将该等电极垫6暴露以接收用来向该钨电路施加一电信号的导线或带。在1000℃下在空气中反应该硼硅酸盐5分钟以在合适处接合该盖。
在图6所示的实施例中，施加Au与Pt层18与20以作为图1中所示的完成结构上的该钨层上的薄膜；Pt或Au均可为顶部层。其结果为一在该AlN基板4上的三层电路。接着热反应该组合体以形成一两层电路，其具有一相似于图3所示的组态，其具有包含钨的较低层及包含一具有由Au与Pt层的相关厚度判定的Au-Pt合金电路的顶部层。
图7及8中说明另一具有一ACL及一保护AlN盖的实施例。先参看图7，如图6，提供一基板组合体，其具有在基板4的钨层2上的Au及Pt层18及20(不需以该顺序)。提供一AlN盖22，其具有由钨层2’、Au及Pt(或Pt及Au)层18’及20’组成的相似三层导体结构，所有层都具有与基板4上的层相同的几何。将盖22定位于基板4上并与该等不同层对准。接着热反应该组合体以形成如图8所示的三层电路，该三层电路具有分别临近基板4及盖24的钨层2及2’并将一Au-Pt合金电路层24夹在其中。在一示范中，在1000埃溅镀沉积的钨层上溅镀沉积100埃厚的Au层及1000埃厚的Pt层。
图9说明自热反应图6所示结构所得的结构，其在该钨电路层2上具有一Au-Pt合金电路层26。以与图4的封装14相似的方式在该结构上形成一硼硅酸盐封装28。
图10说明一实施例，其中通过AlN盖30进一步保护图9的结构。该盖位于合适位置处，在1000℃下在空气中反应该硼硅酸盐5分钟以接合在该盖上。
本发明可有利地用于一平面加热器。图11说明一形成于一矩形(包括正方形)AlN基板上的加热器，该基板在没有ACLs的情况下作为一可如上所述制造的钨加热元件的基座。形成该钨层使其较佳为一系列大体上平行、蜿蜒成型的线34，该等线平行且通过端子条36在该基板的相对末端处连接，且较佳地在该阵列的相对角处提供电极38。
该蜿蜒形状在全部AlN基板区域(除了其边缘)上提供均匀加热并导致在快速热倾斜中更均匀地发生功率耗散。其允许温度以超出500℃/秒的速率极快上升而不热震动该基板。若该电路线笔直，则初次加热在每一线的中心及在其终端的180°转向处最快速发生，其由于当热量极快倾斜时的热梯度平行而将该基板置于被破坏的危险中。
对一薄(厚度为0.01英时至0.014英时(0.025厘米至0.036厘米))、低质量AlN基板而言，线34的宽度应不超出0.1英时(0.25厘米)且该等线之间的间隔应均匀且不超出0.07英时(0.18厘米)以确保越过线之间的间隔的热梯度将不会导致基板破坏。
垂直于该线传导路径的一蜿蜒的线的峰与谷之间的距离应不超出该线自身的宽度。应弯曲该等线而不形成尖锐的角。平行于该线传导路径的该等线峰与谷之间的距离应不大于1英时(2.5cm)以预防在快速加热中基板破裂，较短的距离可在快速加热中在该基板表面上提供更均匀加热。
该等线的组合电阻为一单线的电阻除以该图案中线的总数量再加上一电极条的电阻。平行传导线允许以合适电压及薄膜线(100—10,000埃厚)快速加热至高温。
与图11中提供的端子条36一起，该等钨线不仅几何平行且电平行。可在每一线的相对末端处用单独电极替换该等端子条36，但其非所需。将电极38置于该基板的相对角处以保持越过不同线而下降至低位准的电压中的任何变化。
在图12所述的一替代实施例中，在每一电极条36上提供多个导线端子40并使其正好彼此相对，且与其服务的线相关(每一电极服务不多于两条线)。
图13说明一用于一圆形基板42的较佳钨线图案，其确保在高温下处于相对处的电极44之间的电场强度不超出该AlN基板的介电分解强度；超出该介电分解强度可导致该基板破裂或损坏。该基板的介电强度随着温度增加而减少且其预计在1300℃时为约2000伏/英时(787伏/厘米)。
钨线46被弯曲且其大体上沿着各自的经线延伸，该等经线在包含电极44的相反极处合并。该等线关于穿过极电极的中心线48对称。为确保功率沿着每一线的长度均匀耗散，尽管当该等线自电极可发出可交迭，但是垂直于其传导路径的线宽度应保持不变。
由于自中心线48具有不同距离的线有不同长度，所以与其它线相关的每一线的宽度应朝向该中心线递减以使每一线每单位长度的功率耗散接近其它线每单位长度的功率耗散。其确保将该AlN基板均匀加热且该基板不会由于热梯度而损坏。为确保垂直于该线路径的线之间的热梯度不会导致一薄、低质量AlN基板损坏，该等线的中点间的最大间隔应不超出0.07英时(0.18厘米)。线之间的间隔距离不必相同但应关于中心线48对称。对高于1300℃的加热器温度而言，线中点之间的间隔应小于0.07英时(0.18厘米)。
图14及15说明本发明对一温度传感器、一单端加热器或一可感测自身温度的加热器的应用。
在图14中，如图1，一电压源50施加一电压使其越过一沉积于AlN基板4之上的钨传导膜2。一安培计52监测通过该钨膜的电流。当用于感测周围环境的温度时，使用低电压以施加一不会显著加热该钨膜的致动信号。根据钨电阻的已知温度系数，从而通过其周围环境的温度判定该膜的电阻。可通过经施加电压除以所测电流来判定该膜的电阻从而判定周围环境的温度。由该安培计52感测的该钨膜对一已知经施加电压的响应随着周围温度而改变。可在该钨膜中持续且不导致该膜显著加热的电流位准是由若干因素判定，如周围温度、膜厚度、表面面积与形状及环境的热容量。通常，一旦达到加热临限值，则该膜将经受随电流水平的持续增加而迅速增加的加热。当周围环境温度上升时该加热临限值增加。
当用作一开端加热器时，施加一较高电压位准。可将该系统预先校准至至少接近一可自给定施加电压位准所得的加热量且不需要安培计52。
为作为一可感测自身温度的加热器来操作，将安培计52添加回该电路以感测通过该钨层的电流。可通过使用电压与电流位准及判定自其中操作该单元的钨温度—电阻曲线的温度的该膜的已知几何来精确判定该膜的温度。
图15的系统类似于图14的系统，但并非施加电压使其越过该钨膜的并感测所得电流，而是使用电流源54驱动一穿过该膜2的致动电流并使用伏特计56感测越过该膜的所得电压。可以与图14相同的方式再次判定该膜的温度。
亦可通过量测一自加热传感器温度中的变化来使用本发明，该传感器位于沿该流动路径处，且既可浸入该流体中亦可接触该流动路径壁。在图16的说明中，通过量测一本文所述类型的位于沿流动路径处且既可浸入该流中亦可接触该流动路径壁68的自加热传感器66来感测一气体或流体(由箭头64指示)的流速。在本文所述的本实施例及其后的实施例中，说明了致动信号是由一可调整电流源70提供，其中伏特计72感测该传感器的电压响应，其依次对应该传感器电阻从而对应该流体温度。然而，可提供一电压来作为致动信号并感测所得电流。通过对比所感测的温度与在零流速时的温度并考虑该流体的热容量则可判定该流速。
在图17所说明的差示流速传感器中，本文所述类型的两个或两个以上传感器74，76沿流体流动路径64串联。通过量测传感器之间的温度差异来感测流速。在零流动时，通过自电流源70’至代表已知温度的电阻的已知电流(或已知电压)来电阻地自加热上游传感器74。通过一小许多的非自加热电流或电压偏压(流)下游传感器76。可自一普通电流源或相等地自如所示的一对独立电流源70’提供致动电流。该流体流动自上游自加热传感器74移除热量并将其中一些热量释放至下游传感器76。越过各个该等传感器的电压中的变化通过该气体或流体的热容量与流速相关。可在一平行该主流流动路径的管道中使用该类型的差示流速感测以判定通过该路径的流速。
图18说明本发明对一流体水平传感器的应用，其中将根据本发明的感测元件66安置在一流体容器78内或与该容器的外壁接触的固定位置处。一在该容器中的流体80上升及下降导致传感器66替代地浸入该流体或自该流体80清除。该传感器紧靠的环境的热容量视该流体水平是否已上升至足够沉浸该传感器而定。当该传感器在一容器的已知水平处且其用作一如上所述的自加热温度传感器时，可通过感测可多快速地自该传感器撤走热量来判定该传感器是否浸入在流体中。当以一流体传感器形式描述本应用时，其亦可用于侦测至少在一最小密度水平上在一密封容器中是否存在气体。
当将本发明应用至上述流速或流体水平感测应用时，本发明的主要优势在于更快的响应时间(与高基板热传导性相关)、较强灵敏性(亦与高基板热传导性相关)及相对较低或无偏移(与W感测电路及AlN基板之间的小膨胀系数错配有关)。
在图19中，使用本发明的该传感器66来感测密封容器82中的气体压力。可通过判定所需的维持越过该传感器的特定电压的电流或所需的维持越过该传感器的特定电流的电压来感测该容器中的压力。该资料可与该容器中具有已知热容量的气体的压力/密度相关，该容器可为一真空室。调整图22中所示的电流源70以维持一如被伏特计72所感测的越过传感器的特定电压位准。通过电流源所提供的压力计84来说明电流位准向容器中压力位准的转化。本发明启用一比目前确实可用的热电偶更灵敏的电压、电流感测且因此启用一更灵敏的压力感测且亦能在比可用热电偶更高的温度下操作。
图20说明了使用本发明来侦测其环境的化学组合物。如图1，该传感器使电路材料暴露在环境中以使得通过待感测的气体蚀刻或氧化所有或部分电路材料。说明一种气体自气体槽86引入该容器中或其可流动经过一流动管。任何蚀刻或氧化将减少感测电路的截面面积从而导致其对已知电路/电压位准的电阻增加。可通过对比经施加电流的位准与通过该传感器的合成电压或对比经施加电压的位准与通过该传感器的合成电流来侦测该增加。各种应用包括化学制品、医药品、化妆品、塑胶及橡胶聚合体、金属及合金的制造与研究/发展。
图21-23概述上述各种实施例的示范及预计结果并对比其与现有技术传感器及加热器的可比结果。图21概述对应该等已确定图形数字的该等实施例的操作性温度范围(在热退火该结构后可获得图6的结果)。图22概述使用对应该等已确定图形数字的温度传感器得到的有利结果与习知铂薄膜RTDs及电热调节器的已知特性的对比。
图23概述对应该等已确定图形的实施例的平面加热器的有利特性及结果与以下五种类型习知加热器的对比：
表体型：一种传导基板材料，其通常为石墨、陶瓷SiC或陶瓷BN，其中该基板用作电导体及加热器。
箔型：一种薄金属导体，其机械地贴附于一支持绝缘体片或带(诸如
Figure C03815057D0017160220QIETU
、云母、玻璃或其它陶瓷片材料)上。
杆型及棒型：一种诸如用于电炉顶部及烤箱中的类型的金属导体。
平面加热器型：一种金属导体，于一导体图案中通过筛网印刷将其施加至一绝缘基板(如AlN、Al2O3、BN、Si3N4或BeO)中。该基板是加热器且自电阻加热电路金属接收热量。
钨线型：该类型电阻加热钨线在灯泡中及卤素钨灯中使用。
自该等概述中可看出本发明在用于温度感测及加热的操作温度范围、精确度及响应时间中得到显著改良。改良亦存在于环境范围、灵敏性、低偏移、较强热抗震动性及加热效率中。
当展示并描述本发明的若干说明性实施例时，熟悉此项技术者将想起诸多变更及替代实施例。该等变更及替代是预期的且其不背离如所附申请专利范围所定义的本发明的精神及范畴。
【主要元件符号说明】
2             W层
2’           W层
4             AlN基板
6             电极
8             AlN盖
10            WC层
12            Au薄膜
14            封装
16            A1N盖
18            Au(或Pt)层
18’          Au(或Pt)层
20            Pt(或Au)层
20’          Pt(或Au)层
22            AlN盖
24            Au-Pt电路层/AlN盖
26            Au-Pt合金电路层
28            封装
30            AlN盖
32            AlN基板
34            导线
36            端子条/电极条
38            电极
40         导线端子/经线
42         圆形基板
44         电极
46         W线
48         中心线
50         电压源
52         安培计
54         电流源
56         伏特计
58         W的已知理论电阻—温度曲线
60         空心圆
62         实心圆
64         箭头(指示一气体或流体)
66         传感器
68         流动路径壁
70         电流源
70’       电流源
72         伏特计
74         上游传感器/自加热传感器
76         下游传感器
78         流体容器
80         流体
82         密封容器
84         压力计
86         气体槽

Claims (4)

1.一种温度感测系统，包含：
绝缘AlN基板(4)；
传导W层(2)，作为薄膜施加在该基板的顶部之上，该传导W层具有在该基板的1.00±0.07之内的膨胀系数，该传导W层不与该基板反应且与该基板不具有固体溶解性或相互扩散性；
信号源(70)，经调适以向所述传导W层直接施加非加热电流或电压致动信号；以及
传感器，经调适以感测在电流致动信号情况下所述传导W层的跨接电压对温度的响应或在电压致动信号情况下通过所述传导W层的电流对温度的响应，以作为所述传感器附近温度的指示。
2.如权利要求1所述的温度感测系统，其特征在于，其进一步包含在表层上具有额外传导W层(2)的额外绝缘基板，连接该信号源以对该额外传导W层施加非加热电信号，且连接传感器(72)以感测该额外传导W层指示其温度的响应，
该额外基板传导W层安置在一流体流动路径(64)中的该基板及传导W层的下游，其中该传导W层及额外传导W层之间的温度差对应于该流体流速。
3.如权利要求1所述的温度感测系统，其特征在于，所述传导W层包括分布在该基板上的多个导线，每个所述导线作为薄膜施加在所述基板的顶部之上。
4.如权利要求1所述的温度感测系统，其特征在于，所述系统还包括在所述传导W层之上的抗氧化的金、金—铂合金、铂或B2O3-SiO2保护层。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20220196488A1 (en) * 2020-12-21 2022-06-23 Commissariat A L'energie Atomique Et Aux Energies Alternatives Measurement core for measuring nuclear heating in a nuclear reactor and calorimetric sensor incorporating such a measurement core

Families Citing this family (86)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2005080877A1 (ja) * 2004-02-19 2005-09-01 Ngk Spark Plug Co., Ltd. グロープラグ
US20060013279A1 (en) * 2004-07-14 2006-01-19 Perten Instruments Inc. Grain moisture meter
GB0418218D0 (en) * 2004-08-16 2004-09-15 Tyco Electronics Ltd Uk Electrical device having a heat generating electrically resistive element and heat dissipating means therefor
US6973834B1 (en) * 2004-10-18 2005-12-13 A.T.C.T. Advanced Thermal Chips Technologies Ltd. Method and apparatus for measuring pressure of a fluid medium and applications thereof
JP4966526B2 (ja) 2005-09-07 2012-07-04 日立オートモティブシステムズ株式会社 流量センサ
US7679162B2 (en) * 2005-12-19 2010-03-16 Silicon Laboratories Inc. Integrated current sensor package
US20070158388A1 (en) * 2006-01-06 2007-07-12 Honeywell International, Inc. Apparatus and method for welding superalloys
US7892488B2 (en) * 2006-02-10 2011-02-22 Honeywell International, Inc. Thermal liquid flow sensor and method of forming same
US10309929B2 (en) * 2006-02-14 2019-06-04 Excellims Corporation Practical ion mobility spectrometer apparatus and methods for chemical and/or biological detection
US9523657B2 (en) * 2006-02-14 2016-12-20 Excellims Corporation Practical ion mobility spectrometer apparatus and methods for chemical and/or biological detection
US10073056B2 (en) * 2006-02-14 2018-09-11 Excellims Corporation Practical ion mobility spectrometer apparatus and methods for chemical and/or biological detection
US7510323B2 (en) * 2006-03-14 2009-03-31 International Business Machines Corporation Multi-layered thermal sensor for integrated circuits and other layered structures
KR100812504B1 (ko) * 2006-09-05 2008-03-11 성균관대학교산학협력단 전도성 고경도 탄소박막의 제조 방법 및 박막 전계 발광소자용 전극으로의 응용
US8770835B2 (en) * 2006-10-06 2014-07-08 Baker Hughes Incorporated Apparatus and methods for estimating a characteristic of a fluid downhole using thermal properties of the fluid
US10794862B2 (en) * 2006-11-28 2020-10-06 Excellims Corp. Practical ion mobility spectrometer apparatus and methods for chemical and/or biological detection
FR2912508B1 (fr) * 2007-02-12 2009-07-03 Commissariat Energie Atomique Sonde d'excitation thermique par contact, procede de fabrication et procede d'etalonnage de cette sonde.
US20080224817A1 (en) * 2007-03-15 2008-09-18 Sokudo Co., Ltd. Interlaced rtd sensor for zone/average temperature sensing
JP2008243774A (ja) * 2007-03-29 2008-10-09 Seiko Epson Corp 面ヒータを備える装置
US20080265444A1 (en) * 2007-04-26 2008-10-30 Heetronix Thin-film aluminum nitride encapsulant for metallic structures on integrated circuits and method of forming same
CN101334214A (zh) * 2007-06-25 2008-12-31 壁基国际有限公司 节能电热风机及其电热元件的制作方法
CA2700619A1 (en) * 2007-09-23 2009-07-09 Saint-Gobain Ceramics & Plastics, Inc. Heating element systems
CN101409961B (zh) * 2007-10-10 2010-06-16 清华大学 面热光源,其制备方法及应用其加热物体的方法
DE102007046900C5 (de) * 2007-09-28 2018-07-26 Heraeus Sensor Technology Gmbh Hochtemperatursensor und ein Verfahren zu dessen Herstellung
US7777160B2 (en) * 2007-12-17 2010-08-17 Momentive Performance Materials Inc. Electrode tuning method and apparatus for a layered heater structure
KR20100093598A (ko) * 2007-12-29 2010-08-25 생-고뱅 세라믹스 앤드 플라스틱스, 인코포레이티드 세라믹 가열 소자
MX2010007138A (es) * 2007-12-29 2010-08-11 Saint Gobain Ceramics Elementos ceramicos de calentamiento con estructura abierta y metodos para la fabricacion de los mismos.
FR2927233B1 (fr) * 2008-02-08 2011-11-11 Oreal Dispositif pour l'application d'un produit cosmetique, comportant un organe chauffant
US20100122980A1 (en) * 2008-06-13 2010-05-20 Tsinghua University Carbon nanotube heater
US20100116182A1 (en) * 2008-09-18 2010-05-13 Saint-Gobain Ceramics & Plastics, Inc. Resistance heater based air heating device
KR20100086799A (ko) * 2009-01-23 2010-08-02 삼성전자주식회사 마이크로 히터 및 그 제조 방법
TWI400984B (zh) * 2009-04-30 2013-07-01 Hon Hai Prec Ind Co Ltd 面熱源
TWI399120B (zh) * 2009-04-30 2013-06-11 Hon Hai Prec Ind Co Ltd 面熱源
TWI501686B (zh) * 2009-04-30 2015-09-21 Hon Hai Prec Ind Co Ltd 立體熱源
EP2441314A1 (de) * 2009-12-21 2012-04-18 Behr-Hella Thermocontrol GmbH Elektrisches heizelement für eine heizung und verfahren zur herstellung eines derartigen elektrischen heizelements
DE102010000042A1 (de) * 2010-01-11 2011-07-14 HE System Electronic GmbH & Co. KG, 90587 Elektrisches Heizungselement und ein Verfahren zu dessen Herstellung
EP2407005B1 (de) * 2010-03-30 2013-03-13 Behr-Hella Thermocontrol GmbH Elektrische heizung insbesondere für ein hybrid- oder elektrofahrzeug
US8547005B1 (en) 2010-05-18 2013-10-01 Superior Technical Ceramics, Inc. Multi-layer heater for an electron gun
US8651737B2 (en) 2010-06-23 2014-02-18 Honeywell International Inc. Sensor temperature sensing device
US9930728B2 (en) * 2011-01-03 2018-03-27 Textron Innovations Inc. Vacuum assisted conformal shape setting device
FR2977886B1 (fr) * 2011-07-13 2017-03-03 Centre Nat Rech Scient Capteur miniaturise a element chauffant et procede de fabrication associe.
DE102011051845B3 (de) * 2011-07-14 2012-10-25 Heraeus Sensor Technology Gmbh Messwiderstand mit Schutzrahmen
DE102012202374A1 (de) * 2012-02-16 2013-08-22 Webasto Ag Fahrzeugheizung und Verfahren zur Herstellung einer Fahrzeugheizung
US9103731B2 (en) * 2012-08-20 2015-08-11 Unison Industries, Llc High temperature resistive temperature detector for exhaust gas temperature measurement
DE102012216926A1 (de) * 2012-09-20 2014-03-20 Jumatech Gmbh Verfahren zur Herstellung eines Leiterplattenelements sowie Leiterplattenelement
WO2014062807A1 (en) 2012-10-17 2014-04-24 Robert Bosch Gmbh Multi-stack film bolometer
GB2515992A (en) 2013-03-22 2015-01-14 British American Tobacco Co Heating smokeable material
JP2015007625A (ja) * 2013-06-13 2015-01-15 ジーエム ネイムプレイト，インコーポレイテッドＧｍ Ｎａｍｅｐｌａｔｅ，Ｉｎｃｏｒｐｏｒａｔｅｄ ヒータを備えたガスセンサ
DE102014201640A1 (de) * 2014-01-30 2015-07-30 BSH Hausgeräte GmbH Temperaturmessung an einer Flächenheizung für ein Haushaltsgerät
US10018514B2 (en) * 2014-02-17 2018-07-10 Haier Us Appliance Solutions, Inc. Cooktop temperature sensors and methods of operation
US9891114B2 (en) * 2014-05-28 2018-02-13 Hamilton Sundstrand Corporation Flexible laminated thermocouple
US10718680B2 (en) * 2014-12-18 2020-07-21 Nitta Corporation Sensor sheet
EP3096585B1 (de) * 2015-05-18 2017-12-20 E.G.O. ELEKTRO-GERÄTEBAU GmbH Heizeinrichtung zum erhitzen von fluiden und verfahren zum betrieb einer solchen heizeinrichtung
WO2017004242A1 (en) * 2015-06-29 2017-01-05 Component Re-Engineering Company, Inc. Temperature sensing device and method for making same
EP3423683A1 (en) 2016-03-02 2019-01-09 Watlow Electric Manufacturing Company Heater element having targeted decreasing temperature resistance characteristics
US10228290B2 (en) 2016-04-13 2019-03-12 Board Of Regents, The University Of Texas System Systems and methods for wireless temperature sensing
PL3505877T3 (pl) * 2016-04-21 2021-04-06 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Wykrywanie poziomu atramentu
US10495521B2 (en) * 2016-04-26 2019-12-03 Kyocera Corporation Sensor substrate and sensor apparatus
CN106255243A (zh) * 2016-08-17 2016-12-21 电子科技大学 一种调节温度均匀性的蛇形薄膜加热器及其调温方法
US10366867B2 (en) * 2016-08-19 2019-07-30 Applied Materials, Inc. Temperature measurement for substrate carrier using a heater element array
DE102016116101A1 (de) 2016-08-30 2018-03-01 Innovative Sensor Technology Ist Ag Sensorelement und thermischer Strömungssensor zur Messung einer physikalischen Größe eines Messmediums
KR20180040362A (ko) * 2016-10-12 2018-04-20 삼성전자주식회사 열 확산층을 포함하는 전기 오븐
US20200003601A1 (en) * 2017-02-23 2020-01-02 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Fluid level sensor
JP2018146403A (ja) * 2017-03-06 2018-09-20 Koa株式会社 温度センサ素子
JP2019066453A (ja) 2017-09-29 2019-04-25 ミネベアミツミ株式会社 ひずみゲージ
JP6793103B2 (ja) 2017-09-29 2020-12-02 ミネベアミツミ株式会社 ひずみゲージ
JP2019066454A (ja) 2017-09-29 2019-04-25 ミネベアミツミ株式会社 ひずみゲージ、センサモジュール
JP2019066312A (ja) 2017-09-29 2019-04-25 ミネベアミツミ株式会社 ひずみゲージ
JP2019082424A (ja) * 2017-10-31 2019-05-30 ミネベアミツミ株式会社 ひずみゲージ
FR3075392B1 (fr) * 2017-12-14 2020-09-11 Thales Sa Surveillance d'un defaut dans un equipement electrique
DE102017130950A1 (de) * 2017-12-21 2019-06-27 Innovative Sensor Technology Ist Ag Thermischer Strömungssensor zum Bestimmen der Temperatur und der Strömungsgeschwindigkeit eines strömenden Messmediums
JP2019113411A (ja) 2017-12-22 2019-07-11 ミネベアミツミ株式会社 ひずみゲージ、センサモジュール
CN108287185B (zh) * 2018-01-09 2024-01-12 南京信息工程大学 一种探空湿度传感器、制备方法、探空湿度测量系统及测量方法
EP3546931B1 (de) * 2018-03-28 2021-07-21 Siemens Aktiengesellschaft Thermoresistiver gassensor, strömungssensor und wärmeleitfähigkeitssensor
JP2019184344A (ja) 2018-04-05 2019-10-24 ミネベアミツミ株式会社 ひずみゲージ及びその製造方法
WO2020009164A1 (ja) * 2018-07-04 2020-01-09 株式会社村田製作所 複合センサー
IT201800007178A1 (it) * 2018-07-13 2020-01-13 Apparecchiatura per la preparazione di una bevanda, comprendente un dispositivo di acquisizione di immagini
WO2020019120A1 (zh) * 2018-07-23 2020-01-30 湖北中烟工业有限责任公司 一种陶瓷发热体及其制备方法和用途
EP3855148A4 (en) 2018-10-23 2022-10-26 Minebea Mitsumi Inc. ACCELERATOR PEDAL, STEERING GEAR, 6-AXIS SENSOR, ENGINE, BUMPER AND THE LIKE
EP3671195A1 (de) * 2018-12-17 2020-06-24 Siemens Aktiengesellschaft Thermoresistiver gassensor
CN110285891A (zh) * 2019-07-29 2019-09-27 丹东鸭绿江敏感元件有限公司 热电阻感温元件及其制造方法和设备
DE102019122701A1 (de) * 2019-08-23 2021-02-25 Innovative Sensor Technology Ist Ag Füllstanddetektion mittels Heizstrukturen
WO2021080614A1 (en) 2019-10-25 2021-04-29 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Liquid level sensor package for replaceable liquid reservoir
US20210247218A1 (en) * 2020-02-10 2021-08-12 Hutchinson Technology Incorporated Systems And Methods To Increase Sensor Robustness
US11335792B2 (en) 2020-04-06 2022-05-17 Tokyo Electron Limited Semiconductor processing system with in-situ electrical bias and methods thereof
US11894240B2 (en) * 2020-04-06 2024-02-06 Tokyo Electron Limited Semiconductor processing systems with in-situ electrical bias
US11932531B2 (en) 2022-01-13 2024-03-19 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. Curved cantilever design to reduce stress in MEMS actuator

Family Cites Families (34)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2527739C3 (de) * 1975-06-21 1978-08-31 W.C. Heraeus Gmbh, 6450 Hanau Verfahren zur Herstellung eines elektrischen Meßwiderstandes für ein Widerstandsthermometer
US4239432A (en) * 1979-03-13 1980-12-16 Nolan Systems Inc. Article handling apparatus capable of reversibly loading and unloading articles in predetermined rows
JPS55126989A (en) * 1979-03-24 1980-10-01 Kyoto Ceramic Ceramic heater
JPS56106159A (en) * 1980-01-28 1981-08-24 Hitachi Ltd Production of sensor for detecting flow speed and flow rate
US4825693A (en) * 1982-09-30 1989-05-02 Honeywell Inc. Slotted diaphragm semiconductor device
JPS5968190A (ja) 1982-10-08 1984-04-18 日本碍子株式会社 ヒ−タ−
DE3302080A1 (de) * 1983-01-22 1984-07-26 Leybold-Heraeus GmbH, 5000 Köln Thermischer massendurchflussmesser, insbesondere fuer gase
EP0193015A3 (de) * 1985-02-26 1990-05-09 Novasina AG Sensor zur Messung der elektrischen Leitfähigkeit
JPS63138224A (ja) 1986-11-28 1988-06-10 Kyocera Corp 温度センサ
GB8704467D0 (en) * 1987-02-25 1987-04-01 Thorn Emi Appliances Electrically resistive tracks
JPH01102724U (zh) * 1987-12-26 1989-07-11
EP0408342B1 (en) * 1989-07-12 1995-09-27 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha Thin high temperature heater and method for manufacturing the same
JP2666865B2 (ja) * 1989-11-30 1997-10-22 信淳 渡辺 窒化アルミニウムセラミックスのメタライズ法
JP2992848B2 (ja) * 1991-08-21 1999-12-20 株式会社山武 熱伝導率検出器
US5221639A (en) * 1991-10-20 1993-06-22 Motorola, Inc. Method of fabricating resistive conductive patterns on aluminum nitride substrates
JP3203803B2 (ja) 1992-09-01 2001-08-27 株式会社デンソー サーミスタ式温度センサ
JP3483012B2 (ja) * 1994-07-01 2004-01-06 新光電気工業株式会社 セラミック基板製造用焼結体、セラミック基板およびその製造方法
US5640571A (en) * 1995-03-01 1997-06-17 Intel Corporation Interrupt steering for a computer system
JP3927250B2 (ja) 1995-08-16 2007-06-06 イー・アイ・デュポン・ドウ・ヌムール・アンド・カンパニー 窒化アルミニウム基板用厚膜導体ペースト組成物
DE19540194C1 (de) * 1995-10-30 1997-02-20 Heraeus Sensor Gmbh Widerstandsthermometer aus einem Metall der Platingruppe
JP3691649B2 (ja) * 1997-10-28 2005-09-07 日本特殊陶業株式会社 セラミックヒータ
JP3820706B2 (ja) 1997-10-30 2006-09-13 住友電気工業株式会社 窒化アルミニウムヒーター
JP3867393B2 (ja) * 1998-03-20 2007-01-10 株式会社デンソー マイクロヒータおよびその製造方法ならびにエアフローセンサ
US5997998A (en) 1998-03-31 1999-12-07 Tdk Corporation Resistance element
JPH11354260A (ja) 1998-06-11 1999-12-24 Shin Etsu Chem Co Ltd 複層セラミックスヒータ
US6103144A (en) * 1999-04-12 2000-08-15 Betzdearborn Inc. Halogen resistant copper corrosion inhibitors
US6316116B1 (en) * 1999-04-30 2001-11-13 Kabushiki Kaisha Toshiba Ceramic circuit board and method of manufacturing the same
US6239432B1 (en) 1999-05-21 2001-05-29 Hetron IR radiation sensing with SIC
US6403037B1 (en) * 2000-02-04 2002-06-11 Cepheid Reaction vessel and temperature control system
US6989574B2 (en) * 2000-08-24 2006-01-24 Heetronix High temperature circuit structures with thin film layer
US6576972B1 (en) * 2000-08-24 2003-06-10 Heetronix High temperature circuit structures with expansion matched SiC, AlN and/or AlxGa1-xN(x>0.69) circuit device
JP2002151236A (ja) * 2000-11-07 2002-05-24 Sumitomo Electric Ind Ltd 流体加熱用ヒータ
JP4248173B2 (ja) * 2000-12-04 2009-04-02 株式会社東芝 窒化アルミニウム基板およびそれを用いた薄膜基板
DE112005000939T5 (de) * 2004-03-22 2007-07-26 W.E.T. Automotive Systems Ag Heizelment für ein Fahrzeug und Verfahren zum Formen desselben

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20220196488A1 (en) * 2020-12-21 2022-06-23 Commissariat A L'energie Atomique Et Aux Energies Alternatives Measurement core for measuring nuclear heating in a nuclear reactor and calorimetric sensor incorporating such a measurement core
US11971312B2 (en) * 2020-12-21 2024-04-30 Commissariat A L'energie Atomique Et Aux Energies Alternatives Measurement core for measuring nuclear heating in a nuclear reactor and calorimetric sensor incorporating such a measurement core

Also Published As

Publication number Publication date
EP1518250A1 (en) 2005-03-30
US7106167B2 (en) 2006-09-12
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US20060082433A1 (en) 2006-04-20
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