一種雙面叉指電極、其加工方法及應(yīng)用
【專利摘要】本發(fā)明提供一種雙面叉指電極，該叉指電極設(shè)有基板，所述基板表面依次設(shè)有緩沖層和導(dǎo)電層；所述基板中設(shè)有通孔，通孔是通過(guò)沿基板厚度方向貫穿打孔形成的，通孔的上下兩個(gè)孔口的面積不相等；所述基板由金屬或非金屬材質(zhì)的材料中的任一種組成；所屬導(dǎo)電層為金屬層。
【專利說(shuō)明】
一種雙面叉指電極、其加工方法及應(yīng)用
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明屬于半導(dǎo)體傳感器技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種可滿足半導(dǎo)體傳感器高度集成 要求的雙面叉指電極及其加工方法和應(yīng)用。
【背景技術(shù)】
[0002] 半導(dǎo)體傳感器是利用半導(dǎo)體性質(zhì)易受外界條件影響這一特性制成的傳感器。根據(jù) 檢出對(duì)象，半導(dǎo)體傳感器可分為物理傳感器(檢出對(duì)象為光、溫度、磁、壓力、濕度等）、化學(xué) 傳感器（檢出對(duì)象為氣體分子、離子、有機(jī)分子等）、生物傳感器（檢出對(duì)象為生物化學(xué)物 質(zhì)）。半導(dǎo)體傳感器憑借靈敏度高、響應(yīng)速度快、體積小、重量輕、便于集成化、智能化，能使 檢測(cè)轉(zhuǎn)換一體化的優(yōu)點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于工業(yè)自動(dòng)化、遙測(cè)、工業(yè)機(jī)器人、家用電器、環(huán)境污染監(jiān) 測(cè)、醫(yī)療保健、醫(yī)藥工程和生物工程等領(lǐng)域。隨著科技水平的不斷提高，對(duì)傳感器的結(jié)構(gòu)也 提出了更高的要求，例如將叉指電極一側(cè)用于傳感器檢測(cè)，另一側(cè)用于電路，提高傳感器集 成化;或者一側(cè)用于濕度傳感，另一側(cè)用于溫度傳感使用，用于多因素同時(shí)檢測(cè)。而在現(xiàn)有 技術(shù)中，作為內(nèi)置半導(dǎo)體元件的叉指電極，通常包括基板、緩沖層、導(dǎo)體電路、導(dǎo)通孔中的幾 項(xiàng)，通常都是采用金屬基板，通過(guò)在表面電鍍金屬層的方式，再進(jìn)一步曝光顯影、蝕刻制備。 這種加工方式僅局限于金屬基板叉指電極的生產(chǎn)加工，局限性大，并且大多數(shù)叉指電極為 單面電極結(jié)構(gòu)，內(nèi)部不含通導(dǎo)孔，不能滿足對(duì)于傳感器高度集成的要求。
[0003] 另外，現(xiàn)用叉指電極的導(dǎo)電貫通孔結(jié)構(gòu)的制造工藝，現(xiàn)用叉指電極的導(dǎo)電貫通孔 結(jié)構(gòu)的制程，是先進(jìn)行鉆孔電鍍制造工藝后再進(jìn)行刻蝕制程，雖然流程簡(jiǎn)易卻常常出現(xiàn)以 下缺點(diǎn)：（1)打孔的厚度不均，造成電極制造工藝良率下降；（2)電鍍過(guò)程產(chǎn)生雜質(zhì)，造成 影像轉(zhuǎn)移及刻蝕良率下降；（3)打孔的尺寸穩(wěn)定降低，影響曝光對(duì)位；（4)因打孔而導(dǎo)致 基板結(jié)構(gòu)產(chǎn)生改變，易造成可撓性變差等，故現(xiàn)用叉指電極的導(dǎo)電貫通孔結(jié)構(gòu)的制造工藝 仍存在其改進(jìn)的空間。
[0004] 針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)所存在的不足，本發(fā)明提供一種雙面叉指電極及其加工方法和應(yīng) 用。
[0005]

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提出的技術(shù)方案為：一種雙面叉指電極，其特征在 于，該叉指電極設(shè)有基板，所述基板表面依次設(shè)有緩沖層和導(dǎo)電層;所述基板中設(shè)有通孔， 通孔是通過(guò)沿基板厚度方向貫穿打孔形成的，通孔的上下兩個(gè)孔口的面積不相等;所述基 板由金屬或非金屬材質(zhì)的材料中的任一種組成;所屬導(dǎo)電層為金屬層。
[0007] 通過(guò)在基板設(shè)置上下孔口面積不等的通孔結(jié)構(gòu)，不僅實(shí)現(xiàn)叉指電極正反兩面電路 的通導(dǎo)，可有效避免現(xiàn)有柱形孔填孔工藝復(fù)雜、操作穩(wěn)定性差、質(zhì)量不可控等問(wèn)題。并且通 過(guò)在基板的表面均設(shè)置導(dǎo)電層的方式，獲得了雙面的叉指電極結(jié)構(gòu)，正面作為叉指電極的 探測(cè)器，背面作為電路管理模塊或雙面均作為探測(cè)器，達(dá)到了傳感器高度集成的要求。
[0008] 所述基板可在單面或雙面設(shè)置緩沖層和導(dǎo)電層;所述的通孔的內(nèi)壁上依次設(shè)有緩 沖層、導(dǎo)電層，所述通孔中設(shè)有填充有銅柱或銀柱。優(yōu)選的，所屬通孔填充的為銅柱，通過(guò)電 鍍銅的方式，使得通孔的下口被封閉，獲得盲孔，再進(jìn)一步電鍍，使得盲孔被充滿，形成銅柱 或銀柱。
[0009] 所述非金屬材質(zhì)的材料可為陶瓷、玻璃、PS、PET、PC、PMMA及其聚合物中的任一種； 所述的導(dǎo)電層為Ag、Cu、Au、Al、Ni、Fe中的一種形成的金屬層或其中至少兩種形成的 合金層。
[0010] 所述緩沖層為Cu、Ni、Ti、Mo、W中的至少兩種形成的合金層;所述基板的厚度為 0.1-lmm，所述的緩沖層的厚度為5-50μηι;所述的導(dǎo)電層的厚度為5-50μηι。
[0011 ] 所述雙面叉指電極在25° C電路的表面電阻率值為1.60 X 10-8-2.20 X 10-8 Ω · m。
[0012] 所述通孔的上孔口為任意形狀的幾何圖形，和上孔口等面積的圓的直徑設(shè)為dl， dl為50-150μηι ;孔口為任意形狀的幾何圖形，和下孔口等面積的圓的直徑設(shè)為d2，d2為10-40um〇
[0013] 本發(fā)明還提供一種雙面叉指電極的加工方法，應(yīng)用于上述的雙面叉指電極，所述 雙面叉指電極加工方法包括： S1:選擇上述任一種金屬或非金屬材質(zhì)材質(zhì)的材料作為基板，按照需求將基板裁成相 應(yīng)尺寸； S2:通過(guò)激光在基板上打出通孔，實(shí)現(xiàn)基板正反兩面聯(lián)通； S3:利用磁控濺射的方法，在基板的單面或雙面以及通孔的內(nèi)表面鍍上Cu、Ni、Ti、Mo、W 中的至少兩種金屬材料，形成緩沖層； S4:電鍍金屬到所述緩沖層表面形成導(dǎo)電層； S5:將線路圖形轉(zhuǎn)移到所述導(dǎo)電層； S6:蝕刻液中蝕刻處理，獲得含通孔的單面或雙面叉指電極。
[0014] 步驟S2通過(guò)激光打孔的方式沿基板厚度方向貫穿打孔，取代了傳統(tǒng)的鉆鑿打孔的 方式，可有效避免因打孔的厚度不均而造成叉指電極制造工藝良率下降，因打孔的尺寸穩(wěn) 定降低而影響曝光對(duì)位，因打孔而導(dǎo)致基板結(jié)構(gòu)產(chǎn)生改變?cè)斐煽蓳闲宰儾畹葐?wèn)題。
[0015] 步驟S3中，相比現(xiàn)有技術(shù)中的通過(guò)物理氣相沉積的方式獲得緩沖層，磁控濺射工 藝可以在陶瓷、玻璃、樹(shù)脂等各種絕緣材料上附著金屬導(dǎo)電材料，極大叉指電極生產(chǎn)工藝的 通用性，并且緩沖層與基板間的結(jié)合力更強(qiáng)，穩(wěn)定性更好。磁控濺射方法具體為:濺射的靶 材為高純金屬，金屬的直徑為25_45mm、厚度為3_6mm。革E和基板之間的距離為l〇 -16cm，工 作氣體為99. 99wt%的高純氮?dú)夂?9. 99wt%的高純氬氣，分別使用質(zhì)量流量計(jì)控制；基 板在放入真空室之前，分別用丙酮、酒精、去離子水超聲清洗，濺射前將真空室氣壓抽到IX l(T 6-4Xl(T6Pa，并充入氬氣預(yù)濺射12-17min以清洗靶面。隨后通入氮?dú)?，控制總濺射氣壓 在1 X 10_3-3 X 10_3 Pa，控制氮?dú)馀c氬氣的比例為2:1，濺射功率控制在lKw-1.25Kw，濺射時(shí) 間為0.5-1.5h。
[0016] 步驟S5中將線路圖形轉(zhuǎn)移到所述導(dǎo)電層的方法為在所述基板的底面和所述導(dǎo)電 層表面涂覆感光油墨，采用菲林曝光和顯影形成線路圖案;具體地，涂覆感光油墨的工藝參 數(shù)為:入料傳送速度為1.0-2. Om/min，涂布速度為1.8-2.8 m/min，烘烤時(shí)間為6-8m/min，烘 烤溫度為80-95°C;采用LDI曝光機(jī)對(duì)線路板進(jìn)行曝光，曝光機(jī)曝光能量為8-10mJ;在曝光 時(shí)對(duì)導(dǎo)電層蝕刻補(bǔ)償為ο. 5-2μηι。
[0017] 步驟S5中將線路圖形轉(zhuǎn)移到所述導(dǎo)電層的另一種方法為通過(guò)光刻的方式，在所述 導(dǎo)電層表面旋涂光刻膠，在曝光機(jī)下曝光和顯影形成線路圖案;具體為:光刻膠選取負(fù)膠， 勻膠機(jī)設(shè)定轉(zhuǎn)速1100_1500r/min和時(shí)間30-55s，在導(dǎo)電層上形成負(fù)膠涂層;將基片放在55-75 °C的熱板上，烘5-8min，然后進(jìn)行圖形曝光，曝光時(shí)間5-8秒，再將基片放在90-110 °C的熱 板上，烘3-5min，之后在無(wú)掩模版的情況下曝光10-20s，兩次曝光功率都保持在65-80W，隨 后進(jìn)行顯影。
[0018] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于： (1)本發(fā)明通過(guò)改進(jìn)叉指電極結(jié)構(gòu)，將叉指電極設(shè)置為雙面結(jié)構(gòu)，并在基板設(shè)置上下開(kāi) 孔面積不等的通孔，達(dá)到了叉指電極高度集成的要求。
[0019] (2)本發(fā)明針對(duì)雙面叉指電極結(jié)構(gòu)的制造特點(diǎn)，結(jié)合現(xiàn)有的磁控濺射處理工藝的 優(yōu)勢(shì)，對(duì)基板金屬或非金屬材質(zhì)的基板均可實(shí)現(xiàn)表面金屬化制備，能夠在長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)獲得具 有均勻的金屬膜厚分布的薄膜緩沖層，為叉指電極的優(yōu)異特性奠定基礎(chǔ)； (3) 本發(fā)明的叉指電極的導(dǎo)電層采用電鍍獲得的，厚度可控，純度高，具有導(dǎo)電性能好、 電信號(hào)基線穩(wěn)定、抗干擾能力強(qiáng)、可多次使用等優(yōu)點(diǎn)，可以為進(jìn)一步探究與雙面叉指電極相 關(guān)的結(jié)構(gòu)提供便利； (4) 本發(fā)明通過(guò)在基板設(shè)置上下孔口面積不等的通孔結(jié)構(gòu)，不僅實(shí)現(xiàn)叉指電極正反兩 面電路的通導(dǎo)，可有效避免現(xiàn)有柱形孔填孔工藝復(fù)雜、操作穩(wěn)定性差、質(zhì)量不可控等問(wèn)題。
[0020] (5)本發(fā)明采用技術(shù)方案具有兼容性好、效率高、制造方便等特點(diǎn)，可以充分利用 現(xiàn)有的設(shè)備和資源，對(duì)從高分子聚合材料向叉指電極的發(fā)展具有重要意義； (6)本發(fā)明的產(chǎn)品因其具有高度集成的特點(diǎn)，可廣泛應(yīng)用于工業(yè)自動(dòng)化、遙測(cè)、工業(yè)機(jī) 器人、家用電器、環(huán)境污染監(jiān)測(cè)、醫(yī)療保健、醫(yī)藥工程和生物工程等領(lǐng)域。
[0021]
【附圖說(shuō)明】
[0022] 圖1是本發(fā)明叉指電極的剖視圖。
[0023] 圖2是本發(fā)明叉指電極的局部示意圖。
[0024] 圖3是本發(fā)明實(shí)施例2、3叉指電極的剖視圖。
【具體實(shí)施方式】
[0025] 為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合具體實(shí)施例，并參照 附圖和對(duì)比例，對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。
[0026] 實(shí)施例1 本實(shí)施例提供一種雙面叉指電極，該叉指電極設(shè)有基板1，所述基板1表面依次設(shè)有緩 沖層2和導(dǎo)電層3;所述基板1中設(shè)有通孔11，通孔11是通過(guò)沿基板1厚度方向貫穿打孔形成 的，通孔的上下兩個(gè)孔口的面積不相等;所述基板1由非金屬材質(zhì)的材料中組成;所屬導(dǎo)電 層3為金屬層。
[0027] 所述基板在雙面設(shè)置緩沖層和導(dǎo)電層;所述的通孔的內(nèi)壁上依次設(shè)有緩沖層、導(dǎo) 電層，所述通孔中設(shè)有填充有銅柱； 所述非金屬材質(zhì)的材料為氧化鋁陶瓷;所述的導(dǎo)電層為Cu。
[0028]所述緩沖層為Cu、Ni兩種金屬形成的合金層;所述基板的厚度為0.1mm，所述的緩 沖層的厚度為ΙΟμπι;所述的導(dǎo)電層的厚度為ΙΟμπι。
[0029] 所述雙面叉指電極在25°C電路的表面電阻率值為1.80Χ10_8Ω · m。
[0030] 所述通孔的上孔口為任意形狀的幾何圖形，和上孔口等面積的圓的直徑設(shè)為dl， dl為80μηι;孔口為任意形狀的幾何圖形，和下孔口等面積的圓的直徑設(shè)為d2，d2為30μηι。
[0031] 實(shí)施例2 本實(shí)施例提供一種雙面叉指電極，該叉指電極設(shè)有基板1，所述基板1表面依次設(shè)有緩 沖層2和導(dǎo)電層3;所述基板1中設(shè)有通孔11，通孔11是通過(guò)沿基板1厚度方向貫穿打孔形成 的，通孔的上下兩個(gè)孔口的面積不相等;所述基板1由非金屬材質(zhì)的材料中組成;所屬導(dǎo)電 層3為金屬層。
[0032] 所述基板在雙面設(shè)置緩沖層和導(dǎo)電層;所述的通孔的內(nèi)壁上依次設(shè)有緩沖層、導(dǎo) 電層，所述通孔中設(shè)有填充有銀柱； 所述非金屬材質(zhì)的材料為氧化鋁陶瓷;所述的導(dǎo)電層為Cu。
[0033]所述緩沖層為Cu、Ni兩種金屬形成的合金層;所述基板的厚度為0.1mm，所述的緩 沖層的厚度為ΙΟμπι;所述的導(dǎo)電層的厚度為ΙΟμπι。
[0034] 所述雙面叉指電極在25°C電路的表面電阻率值為2.14X10-8Ω · m。
[0035] 所述通孔的上孔口為任意形狀的幾何圖形，和上孔口等面積的圓的直徑設(shè)為dl， dl為80μηι;孔口為任意形狀的幾何圖形，和下孔口等面積的圓的直徑設(shè)為d2，d2為30μηι。
[0036] 實(shí)施例3 本實(shí)施例提供一種雙面叉指電極，該叉指電極設(shè)有基板1，所述基板1表面依次設(shè)有緩 沖層2和導(dǎo)電層3;所述基板1中設(shè)有通孔11，通孔11是通過(guò)沿基板1厚度方向貫穿打孔形成 的，通孔的上下兩個(gè)孔口的面積不相等;所述基板1由非金屬材質(zhì)的材料中組成;所屬導(dǎo)電 層3為金屬層。
[0037] 所述基板在雙面設(shè)置緩沖層和導(dǎo)電層;所述的通孔的內(nèi)壁上依次設(shè)有緩沖層、導(dǎo) 電層，所述通孔中設(shè)有填充有銅柱； 所述非金屬材質(zhì)的材料為氧化鋁陶瓷;所述的導(dǎo)電層為Cu。
[0038]所述緩沖層為Ti、W兩種金屬形成的合金層;所述基板的厚度為0.48mm，所述的緩 沖層的厚度為15μηι;所述的導(dǎo)電層的厚度為15μηι。
[0039] 所述雙面叉指電極在25°C電路的表面電阻率值為1.92Χ10-8Ω · m。
[0040] 所述通孔的上孔口為任意形狀的幾何圖形，和上孔口等面積的圓的直徑設(shè)為dl， dl為80μηι ;孔口為任意形狀的幾何圖形，和下孔口等面積的圓的直徑設(shè)為d2，d2為30μηι。
[0041] 實(shí)施例4 本實(shí)施例提供一種雙面叉指電極，該叉指電極設(shè)有基板1，所述基板1表面依次設(shè)有緩 沖層2和導(dǎo)電層3;所述基板1中設(shè)有通孔11，通孔11是通過(guò)沿基板1厚度方向貫穿打孔形成 的，通孔的上下兩個(gè)孔口的面積不相等;所述基板1由非金屬材質(zhì)的材料中組成;所屬導(dǎo)電 層3為金屬層。
[0042]所述基板在雙面設(shè)置緩沖層和導(dǎo)電層;所述的通孔的內(nèi)壁上依次設(shè)有緩沖層、導(dǎo) 電層，所述通孔中設(shè)有填充有銀柱； 所述非金屬材質(zhì)的材料為氧化鋁陶瓷;所述的導(dǎo)電層為Cu。
[0043]所述緩沖層為Mo、W兩種金屬形成的合金層;所述基板的厚度為0.48mm，所述的緩 沖層的厚度為20μηι;所述的導(dǎo)電層的厚度為20μηι。
[0044] 所述雙面叉指電極在25°C電路的表面電阻率值為2.02Χ10_8Ω · m。
[0045] 所述通孔的上孔口為任意形狀的幾何圖形，和上孔口等面積的圓的直徑設(shè)為dl， dl為80μηι ;孔口為任意形狀的幾何圖形，和下孔口等面積的圓的直徑設(shè)為d2，d2為30μηι。
[0046] 實(shí)施例5 本實(shí)施例提供一種雙面叉指電極，該叉指電極設(shè)有基板1，所述基板1表面依次設(shè)有緩 沖層2和導(dǎo)電層3;所述基板1中設(shè)有通孔11，通孔11是通過(guò)沿基板1厚度方向貫穿打孔形成 的，通孔的上下兩個(gè)孔口的面積不相等;所述基板1由非金屬材質(zhì)的材料中組成;所屬導(dǎo)電 層3為金屬層。
[0047] 所述基板在雙面設(shè)置緩沖層和導(dǎo)電層;所述的通孔的內(nèi)壁上依次設(shè)有緩沖層、導(dǎo) 電層，所述通孔中設(shè)有填充有銅柱； 所述非金屬材質(zhì)的材料為氧化鋁陶瓷;所述的導(dǎo)電層為Cu。
[0048]所述緩沖層為Ti、Mo兩種金屬形成的合金層;所述基板的厚度為0.88mm，所述的緩 沖層的厚度為30μηι;所述的導(dǎo)電層的厚度為15μηι。
[0049] 所述雙面叉指電極在25°C電路的表面電阻率值為1.89Χ10_8Ω · m。
[0050] 所述通孔的上孔口為任意形狀的幾何圖形，和上孔口等面積的圓的直徑設(shè)為dl， dl為80μηι ;孔口為任意形狀的幾何圖形，和下孔口等面積的圓的直徑設(shè)為d2，d2為30μηι。
[0051] 實(shí)施例6 本實(shí)施例提供一種雙面叉指電極，該叉指電極設(shè)有基板1，所述基板1表面依次設(shè)有緩 沖層2和導(dǎo)電層3;所述基板1中設(shè)有通孔11，通孔11是通過(guò)沿基板1厚度方向貫穿打孔形成 的，通孔的上下兩個(gè)孔口的面積不相等;所述基板1由非金屬材質(zhì)的材料中組成;所屬導(dǎo)電 層3為金屬層。
[0052] 所述基板在雙面設(shè)置緩沖層和導(dǎo)電層;所述的通孔的內(nèi)壁上依次設(shè)有緩沖層、導(dǎo) 電層，所述通孔中設(shè)有填充有銀柱； 所述非金屬材質(zhì)的材料為氧化鋁陶瓷;所述的導(dǎo)電層為Cu。
[0053]所述緩沖層為Cu、Ni兩種金屬形成的合金層;所述基板的厚度為0.88mm，所述的 緩沖層的厚度為20μηι;所述的導(dǎo)電層的厚度為30μηι。
[0054] 所述雙面叉指電極在25°C電路的表面電阻率值為2.13Χ10_8Ω · m。
[0055] 所述通孔的上孔口為任意形狀的幾何圖形，和上孔口等面積的圓的直徑設(shè)為dl， dl為80μηι ;孔口為任意形狀的幾何圖形，和下孔口等面積的圓的直徑設(shè)為d2，d2為30μηι。
[0056] 實(shí)施例7 本實(shí)施例為應(yīng)用于實(shí)施例1所述的一種雙面叉指電極的加工方法，所述雙面叉指電極 加工方法包括： S1:選擇氧化鋁陶瓷材料作為基板，按照需求將基板裁成相應(yīng)尺寸； S2:通過(guò)激光在基板上打出通孔，實(shí)現(xiàn)基板正反兩面聯(lián)通； S3:利用磁控濺射的方法，在基板的雙面以及通孔的內(nèi)表面鍍上Cu、Ni兩種金屬材料， 形成緩沖層； S4:電鍍金屬到所述緩沖層表面形成導(dǎo)電層； S5:將線路圖形轉(zhuǎn)移到所述雙面的導(dǎo)電層； 步驟S3中的磁控濺射方法具體為:濺射的靶材為高純金屬，金屬的直徑為35_、厚度 為5mm。靶和基板之間的距離為13cm，工作氣體為99. 99wt%的高純氮?dú)夂?9. 99wt%的高 純氬氣，分別使用質(zhì)量流量計(jì)控制;基板在放入真空室之前，分別用丙酮、酒精、去離子水超 聲清洗，濺射前將真空室氣壓抽到2Xl(T 6Pa，并充入氬氣預(yù)濺射15min以清洗靶面。隨后通 入氮?dú)?，控制總濺射氣壓在1 X 1(T3 Pa，控制氮?dú)馀c氬氣的比例為2: 1，濺射功率控制在 l.lKw，濺射時(shí)間為lh。
[0057] 步驟S5中將線路圖形轉(zhuǎn)移到所述導(dǎo)電層的方法為在所述基板的底面和所述導(dǎo)電 層表面涂覆感光油墨，采用菲林曝光和顯影形成線路圖案;具體地，涂覆感光油墨的工藝參 數(shù)為:入料傳送速度為1.5m/min，涂布速度為2.3 m/min，烘烤時(shí)間為7m/min，烘烤溫度為90 °C;采用LDI曝光機(jī)對(duì)線路板進(jìn)行曝光，曝光機(jī)曝光能量為9mJ;在曝光時(shí)對(duì)導(dǎo)電層蝕刻補(bǔ) 償為 1 ·5μηι〇
[0058] 本實(shí)施例制備的雙面叉指電極為一面是叉指電極，另一面也是叉指電極傳感頭。 可用于一側(cè)檢測(cè)干濕度，另一側(cè)檢測(cè)溫度。
[0059] 實(shí)施例8 本實(shí)施例為應(yīng)用于實(shí)施例2所述的一種雙面叉指電極的加工方法，所述雙面叉指電極 加工方法包括： S1:選擇氧化鋁陶瓷材料作為基板，按照需求將基板裁成相應(yīng)尺寸； S2:通過(guò)激光在基板上打出通孔，實(shí)現(xiàn)基板正反兩面聯(lián)通； S3:利用磁控濺射的方法，在基板雙面以及通孔的內(nèi)表面鍍上Cu、Ni兩種金屬材料，形 成緩沖層； S4:電鍍金屬到所述緩沖層表面形成導(dǎo)電層； S5:將線路圖形轉(zhuǎn)移到所述其中一面的導(dǎo)電層。
[0060] 步驟S3中的磁控濺射方法具體為:濺射的靶材為高純金屬，金屬的直徑為45mm、 厚度為6mm。靶和基板之間的距離為16cm，工作氣體為99. 99wt%的高純氮?dú)夂?9. 99wt% 的高純氬氣，分別使用質(zhì)量流量計(jì)控制;基板在放入真空室之前，分別用丙酮、酒精、去離子 水超聲清洗，派射前將真空室氣壓抽到4Xl(T 6Pa，并充入氬氣預(yù)濺射17min以清洗靶面。隨 后通入氮?dú)猓刂瓶倿R射氣壓在1 X l(T3Pa，控制氮?dú)馀c氬氣的比例為2:1，濺射功率控制在 1.25Kw，濺射時(shí)間為0.5h。
[0061] 步驟S5中將線路圖形轉(zhuǎn)移到所述導(dǎo)電層的方法為通過(guò)光刻的方式，在所述導(dǎo)電層 表面旋涂光刻膠，在曝光機(jī)下曝光和顯影形成線路圖案;具體為:光刻膠選取負(fù)膠，勻膠機(jī) 設(shè)定轉(zhuǎn)速1500r/min和時(shí)間45s，在導(dǎo)電層上形成負(fù)膠涂層;將基片放在65°C的熱板上，烘 6min，然后進(jìn)行圖形曝光，曝光時(shí)間7秒，再將基片放在100°C的熱板上，烘3min，之后在無(wú)掩 模版的情況下曝光15s，兩次曝光功率都保持在75W，隨后進(jìn)行顯影。
[0062] 本實(shí)施例制備的雙面叉指電極為一面是叉指電極，一面是電路4的叉指電極。用于 集成檢測(cè)干濕度的傳感器。
[0063] 實(shí)施例9 本實(shí)施例為應(yīng)用于實(shí)施例3所述的一種雙面叉指電極的加工方法，所述雙面叉指電極 加工方法包括:S1:選擇氧化鋁陶瓷材料作為基板，按照需求將基板裁成相應(yīng)尺寸； S2:通過(guò)激光在基板上打出通孔，實(shí)現(xiàn)基板正反兩面聯(lián)通； S3:利用磁控濺射的方法，在基板的單面以及通孔的內(nèi)表面鍍上Ti、W兩種金屬材料，形 成緩沖層； S4:電鍍金屬到所述緩沖層表面形成導(dǎo)電層； S5:將線路圖形轉(zhuǎn)移到所述導(dǎo)電層； 步驟S3中的磁控濺射方法具體為:濺射的靶材為高純金屬，金屬的直徑為25_、厚度 為3mm。靶和基板之間的距離為10cm，工作氣體為99. 99wt%的高純氮?dú)夂?9. 99wt%的高 純氬氣，分別使用質(zhì)量流量計(jì)控制;基板在放入真空室之前，分別用丙酮、酒精、去離子水超 聲清洗，濺射前將真空室氣壓抽到IX l(T6Pa，并充入氬氣預(yù)濺射12min以清洗靶面。隨后通 入氮?dú)猓刂瓶倿R射氣壓在1 X l(T3Pa，控制氮?dú)馀c氬氣的比例為2:1，濺射功率控制在lKw， 濺射時(shí)間為〇.5h。
[0064] 步驟S5中將線路圖形轉(zhuǎn)移到所述導(dǎo)電層的方法為在所述基板的底面和所述導(dǎo)電 層表面涂覆感光油墨，采用菲林曝光和顯影形成線路圖案;具體地，涂覆感光油墨的工藝參 數(shù)為:入料傳送速度為1.5m/min，涂布速度為2.3 m/min，烘烤時(shí)間為7m/min，烘烤溫度為90 °C;采用LDI曝光機(jī)對(duì)線路板進(jìn)行曝光，曝光機(jī)曝光能量為9mJ;在曝光時(shí)對(duì)導(dǎo)電層蝕刻補(bǔ) 償為 1 ·5μηι〇
[0065] 本實(shí)施例制備的雙面叉指電極為一面是叉指電極，一面是電路4的叉指電極。用于 集成檢測(cè)干濕度的傳感器。
[0066] 實(shí)施例10 本實(shí)施例為應(yīng)用于實(shí)施例1所述的一種雙面叉指電極的加工方法，所述雙面叉指電極 加工方法包括： S1:選擇氧化鋁陶瓷材料作為基板，按照需求將基板裁成相應(yīng)尺寸； S2:通過(guò)激光在基板上打出通孔，實(shí)現(xiàn)基板正反兩面聯(lián)通； S3:利用磁控濺射的方法，在基板的雙面以及通孔的內(nèi)表面鍍上Cu、Ni兩種金屬材料， 形成緩沖層； S4:電鍍金屬到所述緩沖層表面形成導(dǎo)電層； S5:將線路圖形轉(zhuǎn)移到所述雙面的導(dǎo)電層； 步驟S2中的磁控濺射方法具體為:濺射的靶材為高純金屬，金屬的直徑為35_、厚度 為5mm。靶和基板之間的距離為13cm，工作氣體為99. 99wt%的高純氮?dú)夂?9. 99wt%的高 純氬氣，分別使用質(zhì)量流量計(jì)控制;基板在放入真空室之前，分別用丙酮、酒精、去離子水超 聲清洗，濺射前將真空室氣壓抽到2Xl(T6Pa，并充入氬氣預(yù)濺射15min以清洗靶面。隨后通 入氮?dú)?，控制總濺射氣壓在1 X 1(T3 Pa，控制氮?dú)馀c氬氣的比例為2: 1，濺射功率控制在 l.lKw，濺射時(shí)間為1.25h。
[0067] 步驟S4中將線路圖形轉(zhuǎn)移到所述導(dǎo)電層的方法為通過(guò)光刻的方式，在所述導(dǎo)電層 表面旋涂光刻膠，在曝光機(jī)下曝光和顯影形成線路圖案;具體為:光刻膠選取負(fù)膠，勻膠機(jī) 設(shè)定轉(zhuǎn)速1500r/min和時(shí)間45s，在導(dǎo)電層上形成負(fù)膠涂層;將基片放在65°C的熱板上，烘 6min，然后進(jìn)行圖形曝光，曝光時(shí)間7秒，再將基片放在100°C的熱板上，烘3min，之后在無(wú)掩 模版的情況下曝光15s，兩次曝光功率都保持在75W，隨后進(jìn)行顯影。
[0068] 本實(shí)施例雙面叉指電極為一面是叉指電極，另一面也是叉指電極傳感頭?？捎糜?一側(cè)檢測(cè)氣體分子濃度，另一側(cè)檢測(cè)干濕度。
[0069] 對(duì)比例1 本實(shí)施例提供一種陶瓷基板叉指電極，該叉指電極從下往上依次為:基板、緩沖層和導(dǎo) 電層;其中，所述基板材料為陶瓷;所述的導(dǎo)電層為Cu。
[0070] 所述緩沖層為Mo、W中形成的合金層(Mo、W質(zhì)量比為1:1);所述基板的厚度為 0.48mm，所述的緩沖層的厚度為50μηι ;所述的導(dǎo)電層的厚度為45μηι。
[0071] 所述陶瓷基板叉指電極在25°C電路的表面電阻率值為3.56Χ10-5Ω ·πι。
[0072] 對(duì)比例2 本實(shí)施例提供一種陶瓷基板叉指電極，該叉指電極從下往上依次為:基板、緩沖層和導(dǎo) 電層;其中，所述基板材料為陶瓷;所述的導(dǎo)電層為Ni。
[0073] 所述緩沖層為Mo、W中形成的合金層(Mo、W質(zhì)量比為1:1);所述基板的厚度為 1mm，所述的緩沖層的厚度為25μηι ;所述的導(dǎo)電層的厚度為22μηι。
[0074] 所述陶瓷基板叉指電極在25°C電路的表面電阻率值為2.4Χ10-6Ω · m。
[0075] 對(duì)比例3 本實(shí)施例為應(yīng)用于實(shí)施例1所述的一種雙面叉指電極的加工方法，所述雙面叉指電極 加工方法包括： S1:選擇氧化鋁陶瓷材料作為基板，按照需求將基板裁成相應(yīng)尺寸； S2:通過(guò)激光在基板上打出通孔，實(shí)現(xiàn)基板正反兩面聯(lián)通； S3:利用磁控濺射的方法，在基板的雙面以及通孔的內(nèi)表面鍍上Cu、Ni兩種金屬材料， 形成緩沖層； S4:電鍍金屬到所述緩沖層表面形成導(dǎo)電層； S5:將線路圖形轉(zhuǎn)移到所述雙面的導(dǎo)電層； 步驟S2中的磁控濺射方法具體為:濺射的靶材為高純金屬，金屬的直徑為40_、厚度為 8mm。靶和基板之間的距離為5cm，工作氣體為99. 99wt%的高純氮?dú)夂?9. 99wt%的高純 氬氣，分別使用質(zhì)量流量計(jì)控制;基板在放入真空室之前，分別用丙酮、酒精、去離子水超聲 清洗，派射前將真空室氣壓抽到lXl(T 3Pa，并充入氬氣預(yù)濺射15min以清洗靶面。隨后通入 氮?dú)?，控制總濺射氣壓在20Pa，控制氮?dú)馀c氬氣的比例為2:1，濺射功率控制在1.5Kw，派射 時(shí)間為lh。
[0076] 步驟S4中將線路圖形轉(zhuǎn)移到所述導(dǎo)電層的方法為在所述基板的底面和所述導(dǎo)電 層表面涂覆感光油墨，采用菲林曝光和顯影形成線路圖案;具體地，涂覆感光油墨的工藝參 數(shù)為:入料傳送速度為1.5m/min，涂布速度為2.3 m/min，烘烤時(shí)間為7m/min，烘烤溫度為90 °C;采用LDI曝光機(jī)對(duì)線路板進(jìn)行曝光，曝光機(jī)曝光能量為9mJ;在曝光時(shí)對(duì)導(dǎo)電層蝕刻補(bǔ) 償為 1 ·5μηι〇
[0077] 實(shí)驗(yàn)例 層間結(jié)合強(qiáng)度測(cè)試。采用GB/T 5270-2005對(duì)緩沖層與導(dǎo)電層、緩沖層與基板間的結(jié)合 強(qiáng)度進(jìn)行測(cè)試。
[0078] 1.1對(duì)緩沖層(未形成叉指電極前)進(jìn)行鋼球摩擦拋光實(shí)驗(yàn)，其結(jié)果如表1所示。
[0079] 表1緩沖層(未形成叉指電極前)鋼球摩擦拋光實(shí)驗(yàn)結(jié)果
1.2對(duì)電極單體進(jìn)行熱震實(shí)驗(yàn)(300°C )，觀察表面形態(tài)，其結(jié)果如表2所示。
[0080] 表2電極單體熱震實(shí)驗(yàn)(300°C)表面形態(tài)觀察結(jié)果
以上所述的具體實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和有益效果進(jìn)行了進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō) 明，所應(yīng)理解的是，以上所述僅為本發(fā)明的具體實(shí)施例而已，并不用于限制本發(fā)明，凡在本 發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所做的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范 圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種雙面叉指電極，其特征在于，該叉指電極設(shè)有基板（1)，所述基板表面依次設(shè)有 緩沖層(2)和導(dǎo)電層(3);所述基板中設(shè)有通孔（11)，通孔是通過(guò)沿基板厚度方向貫穿打孔 形成的，通孔的上下兩個(gè)孔口的面積不相等;所述基板由金屬或非金屬材質(zhì)的材料中的任 一種組成;所屬導(dǎo)電層為金屬層。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述雙面叉指電極，其特征在于，所述基板（1)可在單面或雙面設(shè) 置緩沖層(2)和導(dǎo)電層(3);所述的通孔(11)的內(nèi)壁上依次設(shè)有緩沖層(2)、導(dǎo)電層(3)，所述 通孔中設(shè)有填充有銅柱或銀柱。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述雙面叉指電極，其特征在于，所述非金屬材質(zhì)的材料可為陶 瓷、玻璃、PS、PET、PC、PMMA及其聚合物中的任一種;所述的導(dǎo)電層為Ag、Cu、Au、Al、Ni、 Fe中的一種形成的金屬層或其中至少兩種形成的合金層。4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述雙面叉指電極，其特征在于，所述緩沖層為Cu、Ni、Cu、Ni、Ti、 Mo、W中的至少兩種形成的合金層;所述基板的厚度為0.1-lmm，所述的緩沖層的厚度為5-50μηι;所述的導(dǎo)電層的厚度為5-50μηι。5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述雙面叉指電極，其特征在于，所述雙面叉指電極在25°C電路的 表面電阻率值為1.60X 10-8-2.20X 10-8Ω · m。6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙面叉指電極，其特征在于:所述通孔的上孔口為任意形狀 的幾何圖形，和上孔口等面積的圓的直徑設(shè)為dl，dl為50-150μπι;孔口為任意形狀的幾何圖 形，和下孔口等面積的圓的直徑設(shè)為d2，d2為10-40μηι。7. -種雙面叉指電極加工方法，應(yīng)用于如權(quán)利要求1至6中任意一項(xiàng)所述的雙面叉指 電極，其特征在于，所述雙面叉指電極加工方法包括： S1:選擇上述任一種金屬或非金屬材質(zhì)材質(zhì)的材料作為基板，按照需求將基板裁成相 應(yīng)尺寸； S2:通過(guò)激光在基板上打出通孔，實(shí)現(xiàn)基板正反兩面聯(lián)通； S3:利用磁控濺射的方法，在基板的單面或雙面以及通孔的內(nèi)表面鍍上Cu、Ni、Ti、Mo、W 中的至少兩種金屬材料，形成緩沖層； S4:電鍍金屬到所述緩沖層表面形成導(dǎo)電層； S5:將線路圖形轉(zhuǎn)移到所述導(dǎo)電層； S6:蝕刻液中蝕刻處理，獲得含通孔的單面或雙面叉指電極。8. 根據(jù)權(quán)利要求7的一種雙面叉指電極加工方法，其特征在于，步驟S3中的磁控濺射方 法具體為:濺射的靶材為高純金屬，金屬的直徑為25-45mm、厚度為3-6mm;8.靶和基板之 間的距離為l〇-16cm，工作氣體為99. 99wt%的高純氮?dú)夂?9. 99wt%的高純氬氣，分別使 用質(zhì)量流量計(jì)控制;基板在放入真空室之前，分別用丙酮、酒精、去離子水超聲清洗，濺射前 將真空室氣壓抽到lXl(T 6-4Xl(T6Pa，并充入氬氣預(yù)濺射12-17min以清洗靶面； 隨后通入氮?dú)?，控制總濺射氣壓在1 X 10-3-3 X 10_3 Pa，控制氮?dú)馀c氬氣的比例為2:1， 濺射功率控制在lKw-1.25Kw，濺射時(shí)間為0.5-1.5h。9. 根據(jù)權(quán)利要求7的一種雙面叉指電極加工方法，其特征在于，步驟S5中將線路圖形轉(zhuǎn) 移到所述導(dǎo)電層的方法為在所述基板的底面和所述導(dǎo)電層表面涂覆感光油墨，采用菲林曝 光和顯影形成線路圖案;具體地，涂覆感光油墨的工藝參數(shù)為:入料傳送速度為1.0-2.0m/ 11^11，涂布速度為1.8-2.8 111/1^11，烘烤時(shí)間為6-8111/1^11，烘烤溫度為80-95°(：;采用〇)1曝 光機(jī)對(duì)線路板進(jìn)行曝光，曝光機(jī)曝光能量為8-10mJ;在曝光時(shí)對(duì)導(dǎo)電層蝕刻補(bǔ)償為0.5-2μ m〇10.根據(jù)根據(jù)權(quán)利要求7的一種雙面叉指電極加工方法，其特征在于，步驟S5中將線路 圖形轉(zhuǎn)移到所述導(dǎo)電層的另一種方法為通過(guò)光刻的方式，在所述導(dǎo)電層表面旋涂光刻膠， 在曝光機(jī)下曝光和顯影形成線路圖案；具體為：光刻膠選取負(fù)膠，勻膠機(jī)設(shè)定轉(zhuǎn)速1100-1500r/min和時(shí)間30-55s，在導(dǎo)電層上形成負(fù)膠涂層;將基片放在55-75°C的熱板上，烘5-8min，然后進(jìn)行圖形曝光，曝光時(shí)間5-8秒，再將基片放在90-110 °C的熱板上，烘3-5min，之 后在無(wú)掩模版的情況下曝光10-20S，兩次曝光功率都保持在65-80W，隨后進(jìn)行顯影。
【文檔編號(hào)】G01D5/12GK106017515SQ201610365590
【公開(kāi)日】2016年10月12日
【申請(qǐng)日】2016年5月28日
【發(fā)明人】黃興橋, 崔皓博
【申請(qǐng)人】惠州市力道電子材料有限公司