[發明專利]柔性薄膜Ni電阻傳感器及其制備方法

無效

• 申請號: 200810060765.9
• 申請日: 2008-04-18
• 公開（公告）號: CN101290240A
• 公開（公告）日: 2008-10-22
• 發明（設計）人: 朱精敏;諶輝;周鳳麗
• 申請（專利權）人: 杭州精誠光電子有限公司;朱精敏
• 主分類號: G01F1/69
• 分類號: G01F1/69;G01K7/16;H01C7/00
• 代理公司: 杭州中成專利事務所有限公司
• 代理人: 盛輝地

1、一種柔性基體薄膜鎳電阻傳感器的制備方法，其特征是：所述的柔性基體薄膜鎳電阻傳感器，包括基片、附在基片上的電阻線條、焊接盤，基片為耐高溫聚酰亞胺柔性薄膜，厚度25～75um；基片上的電阻線條為沉積在聚酰亞胺柔性薄膜基片上的厚度1.5～5um的鎳薄膜，光刻成柵狀的電阻線條；電阻線條和焊接盤的邊緣涂覆聚合物保護層，露出焊點端頭，使薄膜鎳電阻線條與大氣隔絕防止氧化和玷污；薄膜鎳電阻傳感器電阻值設置為0℃時20～100Ω，傳感器的總厚度35～85um；在耐高溫聚酰亞胺薄膜基片上，用真空蒸發鎳膜的方法制得導電層后，采用電化學方法加厚鎳膜，再采用光刻方法制成電阻器圖案，再次采用電化學方法調整阻值、涂覆保護層、固化和老化處理而成，制備步驟如下：

·在聚酰亞胺薄膜基片上鍍鎳：用真空蒸發鎳膜的方法，使聚酰亞胺薄膜表面沉積上鎳膜導電層；

·電鍍加厚鎳膜：將上述附有鎳導電層的聚酰亞胺薄膜放入電鍍槽陰極，控制陰極電流密度0.8～1.5A/dm²，電鍍液PH值3.8～4.4，溫度15～55℃，所用陽極鎳為99.999％純度，制得厚度為1.5～5微米的鎳薄膜基片；

·光刻電阻線條圖案：將加厚后的附有鎳導電層的聚酰亞胺薄膜基片，光刻柵狀電阻線條圖案，根據光刻母版的設計，一版可光刻幾十只至百只器件單元；

·檢查光刻后的膜片：在顯微鏡下逐個檢查光刻后的膜片，在圖案有缺陷的單元上打上記號，圖案缺陷包括斷線、搭線、線條毛糙或缺損、線條中有明顯針孔；

·修正單元電阻值：對合格的圖案單元進行電鍍修正阻值，將單元電阻焊接盤引出，接電橋測量單元電阻值，然后采用正、負電鍍的方法進行阻值修正；

·薄膜鎳電阻單元基片涂覆保護層：經修正阻值后的電阻單元用印刷法涂覆耐高溫的保護膠，保護膠對鎳和聚酰亞胺膜有較好的結合力，涂膠范圍是覆蓋電阻線條和焊點的邊緣，僅露出焊點端頭，使薄膜鎳電阻線條與大氣隔絕防止氧化和玷污；

·保護膠固化及薄膜鎳電阻老化：涂好保護膠的薄膜鎳電阻基片送入爐子進行固化，同時使鎳膜的空隙塌陷晶體結構老化，條件是：N₂氣或Ar氣保護氣氛下，升溫到聚酰亞胺能承受的最高溫度保溫1小時，自然冷卻；

·電阻檢測：固化老化熱處理后進行電阻檢測，每一規格中電阻誤差在±1％以內；

·薄膜鎳電阻單元基片安裝固定：把膜片分割成相應尺寸的各電阻單元，對用于氣體或液體介質中的傳感器，將薄膜鎳電阻單元基片插入開窗金屬框固定安裝，獲得柔性薄膜鎳電阻傳感器成品單元。

2、根據權利要求1所述的制備方法，其特征是：所述修正單元電阻值，用專用夾具接觸單元的引出焊接盤，接電橋測量阻值，對于阻值高于期望值的單元，接電鍍電路的負極，補充沉積鎳原子，不時關斷電鍍電源進行阻值測量，當阻值達到設置值時，停止電鍍；對于阻值低于期望值的單元，接電鍍電路的正極，鎳原子隨著電流溶入電鍍液，電阻值增大，達到設置值時停止電鍍。

3、根據權利要求1或2所述的制備方法，其特征是：所述電阻測量電橋的四臂中的二臂分別為被測電阻單元和已知阻值的同樣性質的成品鎳薄膜電阻，另二臂為精密固定電阻，以防止溫度使測量產生大的誤差。

4、根據權利要求1所述的制備方法，其特征是：所述保護膠選用PI樹脂膠液，保護膠固化后形成的膠膜厚度為3～10um。

5、根據權利要求1所述的制備方法，其特征是：所述電鍍鎳的鍍液配方為：單位g/L，硫酸鎳180、磷酸38、氯化鈉10、十二烷基硫酸鈉0.1、硫酸鈉60、硫酸鎂35。