CN1138308C - 利用光刻技术和汽相沉积技术制作薄膜热电偶 - Google Patents
利用光刻技术和汽相沉积技术制作薄膜热电偶 Download PDFInfo
- Publication number
- CN1138308C CN1138308C CNB001350307A CN00135030A CN1138308C CN 1138308 C CN1138308 C CN 1138308C CN B001350307 A CNB001350307 A CN B001350307A CN 00135030 A CN00135030 A CN 00135030A CN 1138308 C CN1138308 C CN 1138308C
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- thermocouple
- utilize
- photoetching technique
- techn
- make
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Landscapes
- Measuring Temperature Or Quantity Of Heat (AREA)
Abstract
利用光刻技术和汽相沉积技术制作薄膜热电偶，其特征是用光刻技术和汽相沉积技术制作的NiCr和NiSi两种不同材质的微米级薄膜热电偶。根据被测物体的实际需要，设计薄膜电偶位置、大小和形状。该薄膜电偶体积小、重量轻，并且有响应时间短、使用寿命长等优点，将在微电子技术和航空航天技术中得到广泛应用。
Description
本发明是利用光刻技术和汽相沉积技术，制作薄膜热电偶。
已知现有的测温元件热电偶是将两种不同的金属导体在一端相互焊接之后制成的一种温度测量的热工仪表，当工作端与冷端有温差时，冷端会产生热电势，计量这个电势与温差之间的关系就可以得出工作端的温度。根据IEC标准，目前常使用的热电偶有贵金属和廉金属二种材料，廉金属铜和廉铜热电偶大多用于1000℃以下的测温，镍铬和镍硅用于1300℃以下的测温，贵金属铂和铂铑热电偶用于1600℃以下的测温，利用这种热电偶无法对非常小尺寸上的发热情况进行准确测量，也无法对许多特殊场合进行温度测量，如高速旋转的发动机叶片和集成电路芯片等。
本发明的目的就是利用光刻技术和汽相沉积技术制作薄膜热电偶，它体积小、重量轻、并且具有响应时间短，使用寿命长等优点，将在微电子技术和航空航天技术中得到广泛应用。
本发明的内容：介绍制作薄膜热电偶的方法和产品，本发明的具体制作方法如下：
第1步，根据被测温物体的具体情况设计制作热电偶的位置、形状、大小，并完成设计图纸；
第2步，根据图纸设计制作母板；
第3步，在准备制作热电偶的位置上利用物理汽相沉积技术预镀导热绝缘层；
第4步，在导热绝缘层上涂上光刻胶利用光刻技术制作掩膜；
第5步，利用磁控溅射镀制热电偶的一种材料；
第6步，重复4、5制作热电偶的另一种材料并使两种材料有一个结合点，从而形成一对热电偶；
第7步、利用物理汽相沉积或化学汽相沉积技术镀制保护涂层；
由于利用光刻技术可以较为方便地在被测温元件上制作高精度掩膜即可制得几何尺寸为微米级薄膜热电偶。
本发明的薄膜热电偶是利用光刻技术和汽相沉积技术制作的两种不同材质的微米级薄膜结合在一起，替代已有的焊在一起的两种不同材质的几百毫米长金属电偶丝。
本发明的优点：
1、本发明是一种将光刻技术与溅射镀膜技术相结合制作热电侧，它的特点是制作的热电偶体积小、重量轻，可以根据被测温物体的结构、形状任意地设计、制作，几何尺寸最小可在微米量级的热电偶；又由于溅射技术制作的薄膜致密、坚固，制作的热电偶具有响应时间短，使用寿命长等优点。该产品将在微电子技术及航空航天技术中得到应用。
2、由于上述光刻技术和溅射技术镀膜的厚度都在微米或亚微米的量级，所以热电偶的热容量非常小，响应时间非常短。由于利用射频磁控溅射技术制作了保护涂层使得热电偶与空气隔离不易被腐蚀，同时也增加了抗磨擦性能，提高了热电偶使用寿命。附表1给出了本发明与传统热电偶的一些参数比较。
附表1
| 体积 | 重量 | 响应时间 | |
| 传统热电偶 | 几毫米-几百毫米 | 几克-几百克 | 秒级 |
| 本发明热电偶 | 微米级 | 毫克级 | 毫秒级 |
实施例在集成电路芯片上制作温度热电偶
第1步，在芯片上选择准备测温的部位，设计出热电偶的具体形状，并完成设计图纸；
第2步，根据图纸设计制作母板两块；
第3步，在准备制作热电偶的位置上，利用射频磁控溅射技术预镀0.5μ厚的SiO2绝缘层；
第4步，在导热绝缘导上均匀涂上BP212紫外区型光刻胶厚度约0.6μ，送入烤箱90℃烤30分钟，将母板盖在光刻胶上，紫外光曝光5分钟后，用0.5％NaOH溶液冲洗，再放入烤箱120℃烤45分钟。便制成了掩膜板；
第5步，利用直流磁控溅射镀制0.15μ的NiCr合金，用丙酮去胶；
第6步，换另一母板，及另一种NiSi合金重复第4步、第5步步骤，两种合金具有一个结合点，从而形成一对热电偶；
第7步，利用射频磁控溅射技术，在热电偶上镀制1μ厚的Al2O3保护层。
利用上述方法为高速旋转的叶片在静态时设计制作热电偶，以便随时测量高速旋转的叶片的温度变化，但设计时需考虑测温元件不能影响叶片配重和空气动力学特性。
Claims (2)
1、利用光刻技术和汽相沉积技术制作薄膜热电偶的方法，其特征在于本发明的具体方法如下：
第1步.根据被测温物体的具体情况设计制作热电偶的位置、形状、大小，并完成设计图纸；
第2步.根据图纸设计制作母板；
第3步.在准备制作热电偶的位置上利用物理气相沉积技术预镀导热绝缘层SiO2；
第4步.在导热绝缘层上涂上光刻胶利用光刻技术制作掩膜；
第5步.利用磁控溅射镀制热电偶的一种材料NiCr；
第6步.重复第4步和第5步制作热电偶的NiSi材料并使两种材料有一个结合点，从而形成一对热电偶；
第7步.利用物理气相沉积或化学汽相沉积技术镀制Al2O3金属氧化物作为保护涂层；
通过上述方法即可制得几何尺寸为微米级的薄膜热电偶。
2、利用光刻技术和汽相沉积技术制作的薄膜热电偶，其特征在于该薄膜热电偶是利用光刻技术和汽相沉积技术制作的NiCr和NiSi两种不同材质的微米级薄膜热电偶。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CNB001350307A CN1138308C (zh) | 2000-12-08 | 2000-12-08 | 利用光刻技术和汽相沉积技术制作薄膜热电偶 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CNB001350307A CN1138308C (zh) | 2000-12-08 | 2000-12-08 | 利用光刻技术和汽相沉积技术制作薄膜热电偶 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN1357930A CN1357930A (zh) | 2002-07-10 |
| CN1138308C true CN1138308C (zh) | 2004-02-11 |
Family
ID=4596542
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CNB001350307A Expired - Fee Related CN1138308C (zh) | 2000-12-08 | 2000-12-08 | 利用光刻技术和汽相沉积技术制作薄膜热电偶 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN1138308C (zh) |
Families Citing this family (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN100341165C (zh) * | 2002-12-10 | 2007-10-03 | 中国科学院理化技术研究所 | 超微型热电偶的电化学制备方法及其制备装置 |
| CN100351618C (zh) * | 2004-09-23 | 2007-11-28 | 大连理工大学 | 一种薄膜热电偶温度传感器 |
| WO2011084120A1 (en) | 2009-09-18 | 2011-07-14 | Northwestern University | Bimetallic integrated on-chip thermocouple array |
| CN102522490B (zh) * | 2011-11-21 | 2014-02-26 | 上海交通大学 | 玻璃微针热电偶的制备方法 |
| CN103439028A (zh) * | 2013-07-31 | 2013-12-11 | 南京化工特种设备检验检测研究所 | 搅拌器温度测试装置 |
| CN104748876A (zh) * | 2013-12-30 | 2015-07-01 | 陕西电器研究所 | 一种高温薄膜热电偶温度传感器 |
| CN103900728B (zh) * | 2014-04-23 | 2017-06-06 | 大连交通大学 | 一种陶瓷薄膜热电偶及其制备方法 |
| CN105698953B (zh) * | 2014-11-27 | 2018-08-28 | 北京大学 | 一种基于石墨烯无源热电偶的温度探测方法 |
| CN104655306A (zh) * | 2015-02-12 | 2015-05-27 | 西安交通大学 | 一种微型钨铼薄膜热电偶温度传感器芯片及其制作方法 |
| CN108543687A (zh) | 2018-03-21 | 2018-09-18 | 中信戴卡股份有限公司 | 一种高延展性周期变量合金保护膜及形成方法 |
| CN110407156B (zh) * | 2018-04-28 | 2022-01-07 | 华中科技大学 | 一种基于激光直写工艺在三维表面制备厚膜热电偶的方法 |
| CN110144559A (zh) * | 2019-05-17 | 2019-08-20 | 中信戴卡股份有限公司 | 一种金属表面保护层及其制备方法 |
-
2000
- 2000-12-08 CN CNB001350307A patent/CN1138308C/zh not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN1357930A (zh) | 2002-07-10 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN1138308C (zh) | 利用光刻技术和汽相沉积技术制作薄膜热电偶 | |
| EP3159666B1 (en) | Thermocouple for gas turbine environments | |
| US7004622B2 (en) | Systems and methods for determining conditions of articles and methods of making such systems | |
| Collins et al. | New technique for the fabrication of miniature thin film heat flux gauges | |
| JP2018091848A (ja) | 歪抵抗膜および歪センサ、ならびにそれらの製造方法 | |
| US7404331B2 (en) | Sensor assembly, transformers and methods of manufacture | |
| JPS6026162B2 (ja) | 薄膜ひずみ計およびその製造方法 | |
| CN103459998A (zh) | 位于成形的燃气涡轮发动机部件上的热电偶 | |
| CN102419217B (zh) | 一种金属薄膜微米尺度热电偶器件 | |
| CN104137196A (zh) | 薄膜型热敏电阻传感器 | |
| Schössler et al. | Effect of high temperature annealing on resistivity and temperature coefficient of resistance of sputtered platinum thin films of SiO2/Pt/SiOx interfaces | |
| JP2021503580A (ja) | ガスタービンエンジン温度の無線監視のための装置、システム、および方法 | |
| GB2615393A (en) | Composite film strain gauge based on magnetron sputtering and method for preparing the same | |
| Sun et al. | Room temperature phase transition of W‐doped VO2 by atomic layer deposition on 200 mm Si wafers and flexible substrates | |
| Kim et al. | Ultrathin Serpentine Insulation Layer Architecture for Ultralow Power Gas Sensor | |
| Kandpal et al. | Experimental study of chromium oxide thin films as an intermediate layer for Pt-based temperature sensor applications | |
| Noh et al. | Electrical properties of nickel oxide thin films for flow sensor application | |
| Zhang et al. | MEMS‐based platinum–platinum rhodium film temperature sensor on alumina substrate | |
| Huang et al. | MEMS-based Pt film temperature sensor chip on silicon substrate | |
| Wang et al. | Flexible MEMS Shear Stress Sensor with Improved Performance for Wind Tunnel Measurements | |
| CN207866908U (zh) | 一种利用薄膜沉积技术制作的超薄线圈 | |
| JPH0829226A (ja) | 熱式半導体フローセンサ及びその製造方法 | |
| Bittner et al. | Long-term stability of Ag and Cu thin films on glass, LTCC and alumina substrates | |
| CN109507227A (zh) | 测量复合样品中涂层的导热系数的方法 | |
| Wong et al. | Integrated high temperature sensors for advanced propulsion materials |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| C19 | Lapse of patent right due to non-payment of the annual fee | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |