[發(fā)明專利]一種石英微機(jī)械傳感器電極蒸鍍用的掩膜工裝

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310611998.4
• 申請日: 2013-11-26
• 公開（公告）號: CN103668054A
• 公開（公告）日: 2014-03-26
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 陳艷;孟麗娜;金小鋒;鄒江波;閆海;郭亞北;于慧;路文一
• 申請（專利權(quán)）人: 北京遙測技術(shù)研究所;航天長征火箭技術(shù)有限公司
• 主分類號: C23C14/04
• 分類號: C23C14/04
• 代理公司: 中國航天科技專利中心 11009
• 代理人: 褚鵬蛟

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種石英微機(jī)械傳感器電極蒸鍍用的掩膜工裝。

背景技術(shù)

微機(jī)械傳感器是采用微電子和微機(jī)械加工技術(shù)制造出來的新型傳感器，與傳統(tǒng)的傳感器相比，它具有體積小、重量輕、成本低、功耗低、可靠性高、適于批量化生產(chǎn)、易于集成和實(shí)現(xiàn)智能化的特點(diǎn)。同時，在微米量級的特征尺寸使得它可以完成某些傳統(tǒng)機(jī)械傳感器所不能實(shí)現(xiàn)的功能。石英晶體由于其具有絕緣性好、溫度穩(wěn)定性好、機(jī)械性能良好、品質(zhì)因數(shù)高以及易于制造加工等優(yōu)點(diǎn)，廣泛用于制備微機(jī)械傳感器。如石英微機(jī)械陀螺、石英微機(jī)械加速度計、微機(jī)械石英壓力傳感器等。由于石英晶體的絕緣性與壓電性，制備這些傳感器時必須在其表面與側(cè)面制備出分離的電極，表面電極可以通過蒸鍍電極膜層后光刻得到，側(cè)面電極的制備一般都是通過掩膜板遮蓋住表面電極后進(jìn)行二次蒸鍍得到。

真空蒸發(fā)鍍膜工藝由于其設(shè)備操作簡單，厚度控制方便，生長機(jī)理單純等特點(diǎn)。已經(jīng)廣泛應(yīng)用于制備微機(jī)械石英傳感器電極膜層的制備。但是為了提高電極膜層與石英基片的結(jié)合力，通常要對基片施加100℃左右的烘烤溫度，而且在蒸發(fā)過程中由于蒸發(fā)舟的加熱也會對基片進(jìn)行加溫，這個過程的溫升速率大，最終的溫度可大于200℃。通常使用的不銹鋼金屬掩膜板此時會出現(xiàn)較大的變形，使得對表面電極遮擋保護(hù)不好而發(fā)生短路現(xiàn)象。一般解決金屬掩膜板在蒸發(fā)過程中的變形都是采用復(fù)雜的工裝對掩膜板進(jìn)行壓緊固定，但這種工裝機(jī)加困難，不適于大批量基片生產(chǎn)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是：提供一種結(jié)構(gòu)簡單、便于機(jī)加制作的石英微機(jī)械傳感器電極蒸鍍用的掩膜工裝，同時能夠很好地實(shí)現(xiàn)對石英微機(jī)械傳感器電極的雙面掩膜蒸鍍。

本發(fā)明包括如下技術(shù)方案：

一種石英微機(jī)械傳感器電極蒸鍍用的掩膜工裝，包括上掩膜板、下掩膜板和固定夾具；所述上掩膜板包括第一框架和第一薄板；第一薄板通過激光焊接方式固定在第一框架的下表面；所述第一框架上形成第一錐形孔，第一錐形孔的上端直徑比下端直徑大；所述下掩膜板包括第二框架和第二薄板；第二薄板通過激光焊接方式固定在第二框架的上表面；所述第二框架上形成第二錐形孔，第二錐形孔的上端直徑比下端直徑小；在第二框架橫向上形成吸氣孔；在第二框架上靠近所述第二薄板的外邊緣的圓周方向上形成吸氣槽，且吸氣槽與吸氣孔相通；第一薄板與待加工基片的上表面接觸；第二薄板與待加工基片的下表面接觸；通過所述固定夾具將上掩膜板、待加工基片和下掩膜板固定；在第一薄板和第二薄板上分別形成與石英微機(jī)械傳感器電極形狀對應(yīng)的圖形；第一框架、第一薄板、第二框架、第二薄板和固定夾具的材料相同。

第一框架、第一薄板、第二框架、第二薄板和固定夾具均為因瓦合金材料。

所述第一薄板和第二薄板的厚度為40微米至130微米。

本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有如下優(yōu)點(diǎn)：

本發(fā)明上下掩膜板的薄板與框架焊接在一起，框架結(jié)構(gòu)簡單，便于機(jī)加制作，并且與框架焊接在一起，減少了薄板與框架的對準(zhǔn)固定，便于生產(chǎn)操作。

本發(fā)明的工裝通過采用上下掩膜板能實(shí)現(xiàn)基片的雙面對準(zhǔn)，雙面掩膜蒸鍍，相對于單面掩膜蒸鍍，使基片可以在鍍膜機(jī)中翻轉(zhuǎn)鍍膜，這樣只需進(jìn)行一次抽真空便能完成基片的兩面掩膜蒸鍍電極，不僅提高生產(chǎn)效率，減少工序時間，而且可以提高膜層質(zhì)量。

本發(fā)明的第一框架、第一薄板、第二框架、第二薄板和固定夾具的材料相同，使得整個結(jié)構(gòu)隨溫升變形相同，對基片上的圖形能夠起到非常好的掩膜作用。

附圖說明

圖1a為本發(fā)明的石英微機(jī)械傳感器電極蒸鍍用的掩膜工裝的組裝圖；

圖1b為本發(fā)明的石英微機(jī)械傳感器電極蒸鍍用的掩膜工裝的分解圖；

圖2a為上掩膜板的下表面結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2b為上掩膜板中的第一框架立體示意圖；

圖3a為下掩膜板的上表面結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3b為下掩膜板中的第二框架立體示意圖。

具體實(shí)施方式

下面就結(jié)合附圖對本發(fā)明做進(jìn)一步介紹。