一种多孔硅基热敏薄膜及其制备方法 |
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| 申请号 | CN201510810814.6 | 申请日 | 2015-11-23 | 公开(公告)号 | CN105460881A | 公开(公告)日 | 2016-04-06 |
| 申请人 | 陈桂兴; | 发明人 | 陈桂兴; | ||||
| 摘要 | 本 发明 涉及一种多孔 硅 基热敏 薄膜 及其制备方法，属于热敏薄膜制备技术领域；其中原料的各组分的重量份为 硅片 80~85份、 氢氟酸 100~120份、 乙醇 100~120份、 氧 化 钒 3~5份、 铜 1~3份、聚甲基 丙烯酸 酯1~2份，其制备方法为将氢氟酸和乙醇混合，然后将硅片浸泡在 混合液 中， 电解 腐蚀 20~25min得多孔硅基片；将氧化钒 磁控溅射 在基片表面，厚度为0.15~0.25cm；在两端 镀 一层铜金属，溅射本底 真空 为0.15~0.25MPa，溅射功率为80~100W，时间为15~20min；最后再外表面镀上一层0.5~0.6mm的聚甲基丙烯酸酯薄膜，即得成品；提供一种多孔硅基热敏薄膜，该热敏薄膜孔隙率高，绝热性能佳，且生产工艺简单，制备成本较低，可适于工业化的大规模生产。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种多孔硅基热敏薄膜，其特征在于：原料各组分的重量份为： |
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| 说明书全文 | 一种多孔硅基热敏薄膜及其制备方法技术领域[0001] 本发明涉及一种热敏薄膜及其制备方法，具体涉及一种多孔硅基热敏薄膜及其制备方法，属于热敏薄膜制备技术领域。 背景技术[0002] 微机电系统（MEMS， Micro-Electro-Mechanical System），也叫做微电子机械系统、微系统、微机械等，是在微电子技术（半导体制造技术）基础上发展起来的，融合了光刻、腐蚀、薄膜、LIGA、硅微加工、非硅微加工和精密机械加工等技术制作的高科技电子机械器件。 [0003] 微机电系统是集微传感器、微执行器、微机械结构、微电源微能源、信号处理和控制电路、高性能电子集成器件、接口、通信等于一体的微型器件或系统。MEMS是一项革命性的新技术，广泛应用于高新技术产业，是一项关系到国家的科技发展、经济繁荣和国防安全的关键技术。 [0004] MEMS侧重于超精密机械加工，涉及微电子、材料、力学、化学、机械学诸多学科领域。它的学科面涵盖微尺度下的力、电、光、磁、声、表面等物理、化学、机械学的各分支。 [0005] MEMS是一个独立的智能系统，可大批量生产，其系统尺寸在几毫米乃至更小，其内部结构一般在微米甚至纳米量级。常见的产品包括MEMS加速度计、MEMS麦克风、微马达、微泵、微振子、MEMS光学传感器、MEMS压力传感器、MEMS陀螺仪、MEMS湿度传感器、MEMS气体传感器等等以及它们的集成产品。 [0006] 其中，MEMS热敏传感器在很多领域都广泛应用，而MEMS热敏传感器中的热敏薄膜的是传感器的关键元件。CN201410260345.0公开一种取向热敏薄膜电阻的制备方法，该方法将硝酸镧、乙酸锰和硝酸铝为原料，分别溶解在冰醋酸和乙二醇甲醚中，得到纯清溶液，通过旋涂法沉积在(100)取向的镍酸镧基底上，预处理挥发有机物，多次重复旋涂得到所需膜厚，经过最终热处理，得到取向热敏薄膜；CN201210316181.X公开了一种悬空热敏薄膜电阻的加工方法，属于微机电系统技术领域。该方法以普通硅片作为基片，生长底层SiO2膜或Si3N4膜；溅射热敏元件薄膜和金属电连接膜后，通过在正反面的特定位置、形状和深度的刻蚀，得到以SiO2膜或Si3N4膜为隔热层的悬空热敏薄膜电阻。 [0007] 由于多孔硅的特殊结构使其拥有远低于硅的热导率，不仅可以在其表面沉积连续的薄膜，还可以形成高质量的外延层，为进一步在多孔硅绝热层上制备传感器提供了条件。因此，采用多孔硅作为绝热层以替代传统的热绝缘结构，可以大大提高微热敏传感器的灵敏度和稳定性。 [0008] 但是目前该技术还不成熟，工业化生产受到一定的限制。 发明内容[0009] 本发明针对现有技术存在的问题，提供一种多孔硅基热敏薄膜，该热敏薄膜孔隙率高，绝热性能佳，且生产工艺简单，制备成本较低，可适于工业化的大规模生产。 [0010] 为了解决上述问题，本发明所采用的技术方案是：一种多孔硅基热敏薄膜，原料的各组分的重量份为： 硅片80~85份、氢氟酸100~120份、乙醇100~120份、氧化钒3~5份、铜1~3份、聚甲基丙烯酸酯1~2份； 硅片80~83份、氢氟酸100~110份、乙醇100~110份、氧化钒4~5份、铜2~3份、聚甲基丙烯酸酯1.5~2份； 硅片83~85份、氢氟酸110~120份、乙醇110~120份、氧化钒3~4份、铜1~2份、聚甲基丙烯酸酯1~1.5份； 硅片83份、氢氟酸110份、乙醇110份、氧化钒4份、铜2份、聚甲基丙烯酸酯1.5份； 硅片84份、氢氟酸115份、乙醇116份、氧化钒3.5份、铜1.5份、聚甲基丙烯酸酯1.4份； 硅片81份、氢氟酸105份、乙醇105份、氧化钒4.5份、铜2.5份、聚甲基丙烯酸酯1.8份。 [0011] 所述的氢氟酸的体积浓度为30%~40%，乙醇为无水乙醇。 [0012] 本发明的另外一个目的是提供一种多孔硅基热敏薄膜的制备方法，包括以下步骤：将氢氟酸和乙醇混合，然后将硅片浸泡在混合液中，电解腐蚀20~25 min得多孔硅基片；将氧化钒磁控溅射在基片表面，厚度为0.15~0.25cm；在两端镀一层铜金属，溅射本底真空为0.15~0.25MPa，溅射功率为80~100W，时间为15~20min；最后再外表面镀上一层0.5~ 0.6mm的聚甲基丙烯酸酯薄膜，即得成品。 [0013] 本发明的有益效果是：本发明提供的多孔硅基热敏薄膜孔隙率高，绝热性能佳，且生产工艺简单，制备成本较低，可适于工业化的大规模生产。 具体实施方式[0014] 下面通过实施例对本发明做进一步详细说明，这些实施例仅用来说明本发明，并不限制本发明的范围。 [0015] 实施例1一种多孔硅基热敏薄膜，原料的各组分的重量份为： 硅片80份、氢氟酸100份、乙醇100份、氧化钒3份、铜1份、聚甲基丙烯酸酯1份。 [0016] 其制备方法，包括以下步骤：将氢氟酸和乙醇混合，然后将硅片浸泡在混合液中，电解腐蚀20min得多孔硅基片；将氧化钒磁控溅射在基片表面，厚度为0.15cm；在两端镀一层铜金属，溅射本底真空为 0.15MPa，溅射功率为80W，时间为15min；最后再外表面镀上一层0.5mm的聚甲基丙烯酸酯薄膜，即得成品。 [0017] 实施例2一种多孔硅基热敏薄膜，原料的各组分的重量份为： 硅片85份、氢氟酸120份、乙醇120份、氧化钒5份、铜3份、聚甲基丙烯酸酯2份。 [0018] 其制备方法，包括以下步骤：将氢氟酸和乙醇混合，然后将硅片浸泡在混合液中，电解腐蚀25 min得多孔硅基片；将氧化钒磁控溅射在基片表面，厚度为0.25cm；在两端镀一层铜金属，溅射本底真空为 |
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