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一种新型声表面波 温度 传感器

阅读：1025发布：2020-06-07

专利汇可以提供一种新型声表面波温度传感器专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本发明公开了一种新型声表面波温度传感器。该新型声表面波温度传感器包括：压电衬底；置于压电衬底上的电极；置于电极上的热膨胀材料；置于压电衬底下的声阻挡层。该声表面波器件采用常规的声表面波器件结构，该结构具有多层，在声表面波材料表面之上有一层薄薄的热膨胀材料，具有增加温度敏感度的功能。压电材料的下表面长一层声阻挡层，此声阻挡层选用石墨稀材料制得。实际应用中，可通过选择热膨胀系数大的材料，增加器件的温度响应，提高器件的温度敏感特性。，下面是一种新型声表面波温度传感器专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种新型声表面波温度传感器，包括：压电衬底；置于压电衬底上的电极；置于电极上的热膨胀材料；置于压电衬底下的声阻挡层。
石墨稀材料1：采用石墨稀材料作为声阻挡层，抑制压电衬底体波反射，提高温度敏感精度。
压电衬底2：主要可以采用石英晶体、铌酸锂晶体、钽酸锂晶体、ZnO多晶、AlN材料等具有压电性的材料，厚度为500-1500纳米，用于产生压电效应，在衬底表面传输声表面波；
电极材料3：电极材料主要采用铝、金、碳纳米管或导电碳浆，电极位于压电衬底之上，并与压电衬底紧密接触，用于同压电衬底相互作用以产生声电-电声信号转换，电极材料通过采用真空热蒸发或者纳米压印等方式制备于压电衬底2之上。
热膨胀材料4：热膨胀材料采用PMMA、硅胶等材料作为温度敏感材料，热膨胀材料随温度的变化其体积会发生变化，材料同压电材料接触层的应力会发生变化，进而影响声表面波的频率，起到提高温度敏感特性的作用。

说明书全文

一种新型声表面波温度 传感器

技术领域

[0001] 本发明涉及温度检测技术，同时涉及声表面波器件技术领域。

背景技术

[0002] 声表面波技术是由无力学家瑞利在研究地震波的过程中发现的一种能量集中在表面传播的声波。声表面波器件，包括：声表面波滤波器、声表面波传感器等器件，在现代射频通信领域、温度及压力等传感信号检测领域得到了广泛的应用。声表面波温度传感器在电力、汽车、家居、工业制造等行业具有广泛的应用前景，但是常规声表面波温度传感器精度相对较低。

发明内容

[0003] 本发明所要解决的技术问题是针对背景技术的缺陷，提供一种高灵敏度的声表面波温度传感器。

[0004] 本发明为解决上述技术问题，采用的技术方案如下：

[0005] 本发明公开了一种新型声表面波温度传感器。该新型声表面波温度传感器包括：压电衬底；置于压电衬底上的电极；置于电极上的热膨胀材料。所述压电层为具有压电性能的材料，从石英晶体、铌酸锂晶体、钽酸锂晶体、ZnO多晶、AlN材料中选择。所述压电衬底置于声阻挡层之上，声阻挡层材料为石墨稀。

[0006] 所述电极采用微纳加工或纳米压印方式实现。

[0007] 所述电极之上有一层绝缘的温度敏感膨胀层。

[0008] 所述器件采用如下的加工步骤：

[0009] 首先将压电材料进行清洗，然后在压电材料之上采用真空热蒸发或者纳米压印等方式制备一层声表面波电极，电极厚度约为50～100纳米。

[0010] 然后在器件的上表面涂覆一层光刻胶阻挡层，在压电材料背面覆盖一层石墨稀材料，覆盖完成后，去除器件上的光刻胶，漏出电极层，同时重新涂覆一层光刻胶，进行光刻，掩盖住电极端子，涂覆一层PMMA或者硅胶材料，材料的厚度范围在20～100纳米之间，然后去除电极端子处的光刻胶，然后进行划片。

[0011] 所述器件完成制作之后，进行封装测试工作，加工的器件应用于温度检测领域，具体可应用于电力行业等需采用无源无线进行温度检测的特定场景。

[0012] 采用石墨稀材料作为压电衬底的声阻挡层，使得加工的器件具有更高的稳定性，具有更广泛的应用场景。

[0013] 本发明采用以上技术方案与现有技术相比，具有以下技术效果：

[0014] 通过采用微纳加工或者纳米压印技术实现大规模生产的目的，采用压电材料作为温度敏感材料，采用声表面波的原理进行检测可以应用于无源无线的特殊场景，同时通过采用热膨胀材料作为温度增敏材料，可达到提高温度敏感性的目的，采用石墨稀材料作为声阻挡材料，提高器件的稳定性。这是本专利方法优于普通制作的声表面波器件的最重要因素。附图说明

[0015] 图1是一种新型声表面波温度传感器的截面图。

具体实施方式

[0016] 为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步说明。

[0017] 本发明公开了一种新型的声表面波温度传感器，该新型声表面波温度传感器包括：压电衬底；置于压电衬底上的电极；置于电极上的热膨胀材料；置于压电衬底下的声阻挡层。

[0018] 参照图1，示出了新型声表面波温度传感器的结构示意图，包括：

[0019] 石墨稀材料1：采用石墨稀材料作为声阻挡层，抑制压电衬底体波反射，提高温度敏感精度。

[0020] 压电衬底2：主要可以采用石英晶体、铌酸锂晶体、钽酸锂晶体、ZnO多晶、AlN材料等具有压电性的材料，厚度为500-1500纳米，用于产生压电效应，在衬底表面传输声表面波；

[0021] 电极材料3：电极材料主要采用铝、金、碳纳米管或导电碳浆，电极位于压电衬底之上，并与压电衬底紧密接触，用于同压电衬底相互作用以产生声电-电声信号转换，电极材料通过采用真空热蒸发或者纳米压印等方式制备于压电衬底2之上。

[0022] 热膨胀材料4：热膨胀材料采用PMMA、硅胶等材料作为温度敏感材料，热膨胀材料随温度的变化其体积会发生变化，材料同压电材料接触层的应力会发生变化，进而影响声表面波的频率，起到提高温度敏感特性的作用。

[0023] 对于前述的各方法实施例，为了描述简单，故将其都表述为一系列的动作组合，但是本领域的技术人员应该知悉，本发明并不受所描述的动作顺序的限制，因为根据本发明，某些步骤可以采用其他顺序或同时执行；其次，本领域技术人员也应该知悉，上述方法实施例均属于优选实施例，所涉及的动作和模块并不一定是本发明所必须的。

[0024] 对本发明公开的一种新型声表面波温度传感器，文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

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