Датчик температуры
Сущность изобретения: тонкопленочный медный терморезистор с защитным слоем из тугоплавкого металла сформирован на изолирующей подложке. Медные контакты терморезистора в виде пленочных площадок расположены на адгезионном слое из хрома, нанесенном на подложку и защитный слой. 2 ил.
Изобретение относится к микроэлектронике и может быть использовано в приборостроении в технологии изготовления термопреобразователей сопротивления.
Известен датчик температуры, содержащий стеклянную подложку, нанесенный на ее поверхность тонкопленочный медный терморезистор в форме меандра и являющиеся контактами коваровые выводы, пропущенные через стекло /1/. Толщина медной пленки tпл. > n100 нм, где n целое число. Датчик с термочувствительным элементом /ТЧЭ/ из меди имеет линейную характеристику в рабочем диапазоне температур /-50 +20oC/. Недостатком известного датчика является невозможность реализации в полной мере преимуществ тонкопленочной технологии формирования ТЧЭ, что приводит к большим размерам последнего. Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является датчик температуры, содержащий тонкопленочный медный терморезистор с защитным слоем, снабженный контактами из меди в виде пленочных площадок и расположенный на поверхности изолирующей подложки /2/. Недостатком известного датчика является изменение параметров терморезистора при длительной эксплуатации. Технический результат, создаваемый изобретением, состоит в повышении стабильности параметров датчика на основе медного терморезисторa. Указанный результат достигается тем, что контактные площадки расположены на адгезионном слое из хрома, нанесенном на подложку и защитный слой терморезистора, выполненный из тугоплавкого металла, при этом протяженность областей перекрытия контактных площадок и терморезистора составляет 0,1-0,3 мм, а толщина защитного слоя 0,03-0,05 мкм. В качестве материала защитного слоя может быть использован тугоплавкий металл из группы Cr, W, Мо, Ti c поверхностным сопротивлением s = 50-200 Ом/. Для улучшения адгезии к подложке контакты формируются на тонком адгезионном подслое из хрома. Для обеспечения надежного электрического контакта к резистивному слою контактные площадки сформированы с перекрытием относительно дорожек терморезистора. С этой целью адгезионный слой осаждают на поверхность подложки и часть защитного слоя так, что он образует на поверхности терморезистора "ступеньку". Протяженность взаимного перекрытия контактных площадок и резистивных участков составляет 0,1-0,3 мм. При меньшем размере перекрытия возможен разрыв электрической цепи, при размере перекрытия > 0,3 мм возрастают габаритные размеры датчика. Изобретение поясняется фиг.1, 2, на которых показан датчик температуры, вид спереди и сверху, соответственно. Датчик температуры содержит изолирующую подложку 1 из ситалла, на поверхности которой расположен выполненный в форме меандра термочувствительный медный резистор 2, снабженный подстроечными шунтирующими перемычками 3. Сверху терморезистор покрыт защитным слоем 4 хрома толщиной 0,03-0,05 мкм. Контактами к терморезистору 2 служат медные пленочные площадки 5, расположенные на адгезионном слое 6 из хрома. Протяженность (фиг.2) перекрытия контактных площадок 5 и дорожек терморезистора 2 составляет 0,1-0,03 мм. Контактные площадки 5 снабжены выводами (на фиг. не показаны) для подсоединения к электрической схеме термопреобразователя. В процессе изготовления на подложку 1 методом термического испарения в вакууме через трафарет или маску наносят резистивный медный слой 2, толщину которого с целью обеспечения высокого и воспроизводимого уровня ТКС выбирают не менее 1,5 мкм. Затем на поверхность слоя 2 напыляют тонкую защитную пленку 4 хрома толщиной 0,03-0,05 мкм. После этого, используя другую маску или трафарет, на поверхности подложки 1 в соответствующих местах и на части защитного слоя 4 методом напыления формируют адгезионный слой 6 хрома. На поверхность подслоя 6 методом термического испарения в вакууме наносится медная пленка толщиной 1,5 мкм, являющаяся контактом к резистивному слою. Следующий этап включает формирование методом фотолитографии топологии резистивного слоя /меандра с шунтирующими перемычками/, нанесение на резистивный слой неорганического диэлектрика, обслуживание контактных площадок и присоединение выводов, подгонку методом механического скрайбирования шунтирующих перемычек 3 и нанесение на датчик защитного органического покрытия. Датчик температуры характеризуется высокой точностью изготовления и надежностью работы.Формула изобретения
Датчик температуры, содержащий тонкопленочный медный терморезистор с защитным слоем, снабженный контактами из меди в виде площадок и расположенный на поверхности изолирующей подложки, отличающийся тем, что контактные площадки расположены на адгезионном слое из хрома, нанесенном на подложку и защитный слой терморезистора, выполненный из тугоплавкого металла, при этом протяженность областей перекрытия контактных площадок и терморезистора составляет 0,1 0,3 мм, а толщина защитного слоя 0,03 0,05 мкм.РИСУНКИ
Рисунок 1, Рисунок 2
Похожие патенты:
Устройство для измерения разности температур // 2030717
Изобретение относится к автоматизации животноводства
Устройство для измерения температуры // 1739212
Измеритель температуры // 1673877
Изобретение относится к термометрии и позволяет снизить динамическую погрешность и повысить надежность измерения температуры
Устройство для измерения температуры // 1624280
Изобретение относится к термометрии и позволяет повысить точность измерений
Цифровой термометр // 1615570
Изобретение относится к термометрии и позволяет повысить точность за счет уменьшения влияния на результат измерения изменения сопротивлений эталонных резисторов
Времяимпульсный измеритель температуры // 1435959
Изобретение относится к термометрии и позволяет увеличить быстродействие измерителя температуры путем сокращения интервалов времени между измерительными импульсами, а также повысить надежность измерителя
Изобретение относится к термометрии и позволяет улучшить метрологические характеристики материала чувствительного элемента
Датчик температуры // 2158419
Изобретение относится к микроэлектронике и может быть использовано в приборостроении в технологии изготовления термопреобразователей сопротивления
Датчик температуры // 2222790
Изобретение относится к микроэлектронике и может быть использовано в приборостроении
Изобретение относится к области измерительной техники и может быть использовано в медицинской диагностике для неинвазивного измерения температуры частей тела и внутренних органов биообъекта при контакте с поверхностью
Изобретение относится к области стабилизации и регулирования температуры и может быть использовано при изготовлении и настройке работоспособности серийных терморегулирующих устройств, обеспечивающих управление исполнительными органами в заданном диапазоне температур
Резистивный термометр // 2426975
Изобретение относится к резистивному термометру, состоящему из множества компонентов, по меньшей мере, включающему: по меньшей мере, одну подложку (1), состоящую, в основном, из материала, коэффициент теплового расширения которого, в основном, выше 10.5 ppm/K; по меньшей мере, один резистивный элемент (4), расположенный на подложке (1); и, по меньшей мере, один электроизолирующий разделительный слой (2), расположенный, в основном, между резистивным элементом (4) и подложкой (1)
Датчик температуры // 2086936
Устройство для измерения температуры среды // 2534633
Изобретение относится к области термометрии и может быть использовано для измерения температуры окружающей среды. Заявлено устройство для измерения температуры среды, в котором источник постоянного напряжения 1 подключен выходом к n-канальному коммутатору постоянного напряжения 6 и формирует ток опроса в измерительной цепи. Термопреобразователи 41-4n и эталонный резистор 5 соединены последовательно с образованием общей электрической цепи для протекания тока опроса. Введен (n+1)-канальный коммутатор 7, передающий поочередно информацию о падении напряжения на термопреобразователях и на эталонном резисторе на АЦП 2. Информация, преобразованная в цифровой код, поступает в контроллер 3. Коммутаторы 6 и 7 работают под управлением контроллера 3, программно. Ток опроса формируют в виде периодической последовательности прямоугольных импульсов со скважностью, при которой средний ток через термопреобразователь сопротивления не превышает допустимой величины. По полученному значению сопротивления термопреобразователя в исследуемой среде определяют температуру среды. Технический результат - повышение точности измерений. 1 ил.