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原文传递一种机械密封式微型热导检测器

专利名称：	一种机械密封式微型热导检测器
摘要：	一种机械密封式微型热导检测器，属于微电子机械系统领域。通过中心开槽的有机玻璃盖板与有机玻璃底座的螺栓固接，将位于其间的硅胶垫片、玻璃片、橡胶密封圈、硅基底压紧整合形成热导检测器的气体通路及微型热导池，并通过背部空气腔、大小橡胶圈形成的空气腔、悬空薄层氮化硅支撑层的设计最大化减小热敏电阻热损。同时，单一热导池中热敏电阻梳状结构的交错布置方式保证了电桥对角臂热敏电阻温度一致；螺栓连接密封规避了高温高压键合过程。从而使微型热导检测器设计在具有低功耗、高精度性能的基础上，简化了加工工艺，提高了稳定性及坚固性，有效节约了加工成本，提高了经济效益。
专利类型：	实用新型
国家地区组织代码：	北京;11
申请人：	北京工业大学
发明人：	夏国栋;贺鑫;马丹丹;王佳豪
专利状态：	有效
申请日期：	2018-12-14T00:00:00+0800
发布日期：	2019-11-22T00:00:00+0800
申请号：	CN201822104266.7
公开号：	CN209673693U
代理机构：	北京思海天达知识产权代理有限公司
代理人：	张立改
分类号：	G01N25/20(2006.01);G;G01;G01N;G01N25
申请人地址：	100124 北京市朝阳区平乐园100号
主权项：	1.一种机械密封式微型热导检测器，其特征在于，包括：最上端的有机玻璃盖板(1)、最下端的有机玻璃底座(6)、中间的硅基底(15)，还包括大橡胶密封圈(21)、小橡胶密封圈(20)、上硅胶垫片(10)、下硅胶垫片(14)、上玻璃片(11)、下玻璃片(13)，通过有机玻璃盖板与有机玻璃底座的螺栓固接形成机械密封，完成检测器制作；有机玻璃盖板(1)与有机玻璃底座(6)上均开设8个螺纹孔，利用固定螺栓(4)进行机械固定密封；有机玻璃盖板下表面加工有盖板开槽(2)，盖板开槽(2)内自上而下上硅胶垫片(10)与上玻璃片(11)依次置于其中；有机玻璃底座上表面加工底座开槽(7)，硅基底(15)、下玻璃片(13)及下硅胶垫片(14)自上而下依次置于其中；大橡胶密封圈(21)内放置两个小橡胶密封圈(20)，两个小橡胶密封圈(20)并排放置且与大橡胶密封圈(21)同平面；大橡胶密封圈(21)、小橡胶密封圈(20)位于上玻璃片(11)与硅基底(15)之间，机械密封后由两个小橡胶密封圈(20)、上玻璃片(11)与硅基底(15)三者围成的区域分别形成热导检测器的测量热导池和参考热导池；有机玻璃底座(6)上表面加工有第一管道槽道(9)，硅基底(15)上表面加工有第二管道槽道(22)和第三管道槽道(23)，第二管道槽道(22)和第三管道槽道(23)长度轴向串通在一起与测量热导池或参考热导池连通，且第二管道槽道(22)宽度方向的尺寸大于第三管道槽道(23)宽度方向的尺寸，且第二管道槽道(22)中插入毛细不锈钢管作为气体通道，使得硅基底(15)外与测量热导池或参考热导池连通，测量热导池和参考热导池均设有两个气体管道，记为参考气入口通道(16)、参考气出口通道(17)、待测气入口通道(18)、待测气出口通道(19)，参考气入口通道(16)、参考气出口通道(17)、待测气入口通道(18)、待测气出口通道(19)对应的毛细不锈钢管分别对应嵌入到第一管道槽道(9)中；在第二管道槽道(22)与不锈钢管之间的空隙处用环氧树脂密封；在硅基底上表面的测量热导池和参考热导池内均包括两个热敏电阻(24)，共四个热敏电阻(24)；每个热敏电阻(24)的两端分别由电极引线(25)引出到硅基底边缘并制作成8个电极焊盘(26)，在电极焊盘处连接焊线并通过有机玻璃底座上的焊线槽道(8)引出；测量热导池与参考热导池的四个热敏电阻将连接成惠斯通电桥。 2.按照权利要求1所述的一种机械密封式微型热导检测器，其特征在于，上玻璃片(11)厚度大于下玻璃片(13)，上玻璃片(11)下表面加工有橡胶圈定位槽(12)，用于放置大橡胶密封圈(21)、小橡胶密封圈(20)。 3.按照权利要求2所述的一种机械密封式微型热导检测器，其特征在于，硅基底上表面的大橡胶密封圈以及两个小橡胶密封圈之间均留有间隙；所述橡胶圈材质为普通氟橡胶或全氟醚橡胶。 4.按照权利要求1所述的一种机械密封式微型热导检测器，其特征在于，硅基底(15)自上而下依次为氮化硅、单晶硅、氮化硅三层材料构成，顶层氮化硅表面采用磁控溅射技术加工有热敏电阻(24)、电极引线(25)及电极焊盘(26)；所述硅基底(15)正对热敏电阻(24)位置处的下表面加工有背部空腔(27)，其中下表面的氮化硅层和中间的单晶硅被完全刻蚀掉，即热敏电阻(24)仅由上层的薄层氮化硅支撑。 5.按照权利要求1所述的一种机械密封式微型热导检测器，其特征在于，所述硅基底(15)上表面第三管道槽道(23)在宽度及深度方向均小于第二管道槽道(22)，两者在长度方向相通，并且连接位置正被位于其上的小橡胶密封圈(20)所覆盖。 6.按照权利要求1所述的一种机械密封式微型热导检测器，其特征在于，所述测量热导池和参考热导池内包含的2个热敏电阻(24)，每个热敏电阻为梳状结构，两个热敏电阻的梳状结构交错布置。
所属类别：	实用新型