[發明專利]表面聲波感測器的制作方法

無效

• 申請號: 200810301711.7
• 申請日: 2008-05-21
• 公開（公告）號: CN101587099A
• 公開（公告）日: 2009-11-25
• 發明（設計）人: 周代栩
• 申請（專利權）人: 鴻富錦精密工業(深圳)有限公司;鴻海精密工業股份有限公司
• 主分類號: G01N29/34
• 分類號: G01N29/34;G01N29/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及一種表面聲波感測器的制作方法。

背景技術

隨著生活水平的提升，人們越來越重視環境質量的管理，各式各樣的感 測器產品開始因應而生，其中，表面聲波感測器由于靈敏度高、可靠性高， 體積輕巧以及低廉的價格等優勢，被大量的開發成許多感測器元件(請參見 P3K-3?Surface?Acoustic?Waves?in?an?Infinite?Plate?of?Functionally?Graded? Materials，Ultrasonics?Symposium，2006.IEEE，2-6Oct.2006，Page(s)：2242- 2245)。例如：用于偵測空氣粒子的氣體感測器、檢測水溶液的液體感測器、 用于測量環境因子的壓力、溫度、濕度感測器，以及使用于生物體上的各類 生物感測器等。該等感測器配合特定的感測薄膜，可在功能與待測目標物上 做更進一步的細分。

表面聲波感測器包括一壓電基材、設置于壓電基材表面的輸入叉指電極 (Interdigital?Transducers，IDT)、輸出叉指電極以及設置于壓電基材表面且位 于輸入叉指電極與輸出叉指電極之間的感測薄膜，該感測薄膜用于吸附氣體 或液體中的微量待測分子。當在輸入叉指電極加上交流信號后，壓電基材因 逆壓電效應產生應變，將電能轉為聲波能，進而產生表面聲波，經由壓電基 材的壓電材料傳遞聲波能至輸出叉指電極，再通過正壓電效應將聲波信號轉 為電信號輸出，以提供給外部儀器精確地解讀感測薄膜表面上的信號的變化 情形。當表面聲波傳播至壓電基材時，感測薄膜的吸附造成感測薄膜上微量 的質量改變，由于質量加載效應(mass?loading?effect)影響，通過吸附特定 氣體的感測薄膜的聲波能，將會改變其原先的傳播特性，而使得聲波的相位 速度與衰減量產生某程度的漂移量，偵測這些諧振頻率的漂移信號即可定量 分析其吸附在壓電材料表面的待測分子濃度。

感測薄膜通常采用化學氣相沉積法(Chemical?Vapor?Deposition，CVD) 形成于壓電基材表面，然而，這種方法易造成感測薄膜表面不均勻，且與待 測物接觸面積較小。

發明內容

有鑒于此，有必要提供一種感測薄膜表面均勻且與待測物接觸面積較大 的表面聲波感測器的制作方法。

一表面聲波感測器制作方法，包括以下步驟：提供一壓電基材，其表面 形成有輸入叉指電極和輸出叉指電極；在輸入叉指電極與輸出叉指電極之間 的壓電基材表面鍍一感測材料層；采用紫外線基納米壓印方法在該感測材料 層表面制作預定圖案，以形成感測薄膜，得到一表面聲波感測器，該紫外線 基納米壓印方法包括以下步驟：在該感測材料層表面涂布一層有機過渡層， 在該有機過渡層的表面涂布一層壓印層，該壓印層為具有紫外固化性質的高 分子材料或有機溶液，提供一納米壓印模仁，該納米壓印模仁包括一基片及 設置于基片表面的多個凸起，該多個凸起組成該預定圖案，該多個凸起之間 形成有空腔，將該模仁的多個凸起對準該壓印層，并向該壓印層移動，使該 壓印層的材料充滿該多個凸起之間的空腔，利用紫外光束照射該壓印層，使 壓印層固化，脫模，移走該模仁，除去殘留在該壓印層凹下去部分的材料及 對應于該凹下去部分的有機過渡層，將該有機過渡層所形成的圖案轉移至該 感測材料層，及去除該感測材料層表面的該壓印層和有機過渡層的殘余部分， 得到具有預定圖案的感測薄膜。

相對于現有技術，該表面聲波感測器的制作方法采用納米壓印方法在感 測材料層表面形成的預定圖案的精度可達到納米級，因此可使感測薄膜表面 均勻；且由于感測薄膜表面形成之圖案尺寸精度為納米級，可使其與待測物 質具有較大的接觸面積，提高感測效率及精度。另外，利用納米壓印方法形 成感測薄膜制程簡單，適用于批量生產。

附圖說明

圖1是本發明實施例表面聲波感測器的制作方法的流程圖。

圖2是表面形成有叉指電極的壓電基材的立體示意圖。

圖3是表面形成有叉指電極和感測材料層的壓電基材的立體示意圖。

圖4是圖1的制作方法中感測薄膜形成方法的過程示意圖。

圖5是由圖1所示方法所制作的表面聲波感測器的立體示意圖。

圖6是圖1中的制作方法中感測薄膜另一種形成方法的過程示意圖。

具體實施方式

下面將結合附圖對本發明作進一步詳細說明。