一種熱敏薄膜及其導線制作方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及微機電系統(MEMS)領域，具體涉及一種基于柔性基底的熱敏薄膜及其導線制作方法。
【背景技術】
[0002]制作在柔性基底上的MEMS(Micro-Electro_Mechanical System，微機電系統)器件可以貼附在任意形狀及尺寸的物體表面，可以探測非平面物體表面上的剪切力、壓力、溫度和濕度等物理參數的實時分布。因此，具有良好性能的柔性基底對于傳感器件的性能非常重要。
[0003]聚酰亞胺(PI，PolyimideFilm)薄膜，是一種耐高溫有機聚合物薄膜，呈黃色透明狀。它是目前世界上性能最好的薄膜類絕緣材料，具有優良的力學性能、電性能、化學穩定性以及很高的抗輻射性能、耐高溫和耐低溫性能(-269°C至+400°C )。PI材料有著作為柔性基底的良好條件，一般是在PI上形成所需敏感元件(如熱敏薄膜))及其附件(如連接導線)，因此敏感元件及其附件的牢固附著不脫落非常重要。
[0004]PI材料一般有兩種，一種是液態聚酰亞胺前聚體，一種是固態聚酰亞胺膜。因為要進行后續加工都需要將柔性基底附著于硬性基底之上，因此液態聚酰亞胺形成PI柔性基底時必須在硬性基底上先涂覆一層犧牲層，然后通過多次涂布和升溫固化形成PI柔性基底，然后再在PI柔性基底上形成熱敏薄膜及其連接導線。但該方法過程，耗時耗力而且有可能出現氣泡和不均勻的失敗現象，從而影響后續加工得到的熱敏薄膜及其連接導線的附著力。如果采用將固態聚酰亞胺膜直接貼在硬性基底上形成PI柔性基底，雖然相對于前一種方法可以省略了固化的繁瑣操作，但是在貼的時候由于PI膜本身的不平整很容易在在PI和膠之間產生氣泡，也影響后續加工得到的熱敏薄膜及其連接導線的附著力。
[0005]因此，現有方法的兩種處理方式都各有缺陷，影響熱敏薄膜及其連接導線的性能。
【發明內容】
[0006]本發明所要解決的技術問題是提供一種熱敏薄膜及其導線制作方法，能獲得性能更好的熱敏薄膜及其連接導線。
[0007]為解決上述技術問題，本發明提供的技術方案如下:
本發明提供一種熱敏薄膜及其導線制作方法，包括:選擇聚酰亞胺PI膠帶作為柔性基底材料，將所述PI膠帶貼附于玻璃基片，對所述PI膠帶表面進行清洗和烘干；漩涂光刻膠，曝光顯影形成薄膜熱敏電阻光刻膠圖形；濺射薄膜并在同一濺射腔內對薄膜進行熱處理；剝離形成薄膜熱敏電阻；漩涂光刻膠，曝光顯影形成所述薄膜的連接導線光刻膠圖形；電鍍所述薄膜的連接導線；將所述PI膠帶從玻璃基片上釋放。
[0008]優選的，所述對所述薄膜熱敏電阻光刻膠圖形進行熱處理之前包括:濺射一層鉻連接層。
[0009]優選的，所述濺射鉻連接層、濺射熱敏薄膜和對熱敏薄膜進行熱處理在同一腔體內進行。
[0010]優選的，所述漩涂光刻膠，曝光顯影形成所述薄膜的連接導線光刻膠圖形之前包括:濺射一層鈦/銅種子層；所述電鍍所述薄膜的連接導線之后包括:去掉所述鈦/銅種子層O
[0011]優選的，所述將所述PI膠帶從玻璃基片上釋放之后還包括:在表面沉積Parylene保護層。
[0012]優選的，所述PI膠帶是聚酰亞胺薄膜帶有機壓敏硅膠。
[0013]優選的，將所述PI膠帶從玻璃基片上釋放具體為:利用甲苯將所述PI膠帶從玻璃基片上釋放。
[0014]優選的，所述去掉所述鈦/銅種子層具體為:利用硫酸和硫酸加雙氧水溶液去掉所述鈦/銅種子層。
[0015]從上述技術方案可以看出，本發明具有以下技術效果:本發明方案，用PI膠帶代替了傳統方法使用的聚酰亞胺前聚體固化形成PI膜或者PI固化膜(固態聚酰亞胺膜)。相對于聚酰亞胺前聚體固化形成PI膜，使用PI膠帶的方法顯得更便捷，PI膜的整體厚度均勻性更好，而且最重要的是膠和PI本來就是一體，所以不會出現影響后續加工的氣泡，這樣得到的熱敏薄膜與及其連接導線與柔性基底的附著力更強。相對于PI固化膜，PI膠帶與基體的貼合更加牢固和平整，不會出現氣泡，這就保證了后續工藝過程的有效性和成品率，即能有效提高熱敏薄膜及其連接導線與柔性基底的附著力。
[0016]進一步的，本發明方案，進行熱處理之前會先濺射一層鉻連接層，由于濺射工藝采用三靶磁控濺射沉積設備，只需將鉻和鎳靶同時放在濺射腔體內即可，故連接層的增加并沒有使工藝工程變得復雜，但卻大大增加了鎳與PI的連接強度。
[0017]進一步的，熱處理對于作為敏感元件的熱敏薄膜性能極為重要，本發明方案中，在濺射腔體內同時進行熱處理就避免了鎳薄膜暴露于空氣中氧化而使熱敏薄膜電阻增大和TCR (temperature coefficient of resistance，電阻溫度系數)減小。而且，本發明利用同一設備和條件，加工效率更高。
[0018]進一步的，本發明方案中，電鍍之前濺射鈦/銅種子層，使得電鍍銅更加平整致密，與基底連接得更加緊密牢固。
【附圖說明】
[0019]為了更清楚地說明本發明實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發明的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其它的附圖。
[0020]圖1是本發明方法的第一流程示意圖；
圖2是本發明方法的第二流程示意圖；
圖3是本發明基于柔性基底的熱敏薄膜及其連接導線加工流程示意圖；
圖4是本發明4.92 μ m寬度薄膜熱敏電阻的電鏡示意圖。
[0021]其中，圖3中:1-PI膠帶2-玻璃基底3-反轉光刻膠4_鉻鎳薄膜5_鈦銅薄膜6-正性光刻膠7-電鍍銅。
【具體實施方式】
[0022]下面將結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有作出創造性勞動前提下所獲得的所有其它實施例，都屬于本發明保護的范圍。
[0023]本發明提供一種熱敏薄膜及其導線制作方法，能獲得性能更好的熱敏薄膜及其連接導線。
[0024]下面結合附圖，詳細介紹本發明技術方案的內容。
[0025]圖1是本發明方法的第一流程示意圖。包括步驟:
101、選擇PI膠帶作為柔性基底材料，將所述PI膠帶貼附于玻璃基片，對所述PI膠帶表面進行清洗和烘干；
102、漩涂光刻膠，曝光顯影形成薄膜熱敏電阻光刻膠圖形；
103、濺射薄膜并在同一濺射腔內對薄膜進行熱處理；
104、剝離形成薄膜熱敏電阻；
105、漩涂光刻膠，曝光顯影形成所述薄膜的連接導線光刻膠圖形；
106、電鍍所述薄膜的連接導線；
107、將所述PI膠帶從玻璃基片上釋放。
[0026]圖2是本發明方法的第二流程示意圖。圖2相對于圖1更詳細介紹了方法處理過程，包括步驟:
201、選擇PI膠帶作為柔性基底材料，將所述PI膠帶貼附于玻璃基片，對所述PI膠帶表面進行清洗和烘干；
202、漩涂光刻膠，曝光顯影形成薄膜熱敏電阻光刻膠圖形；
203、濺射一層鉻連接層，濺射熱敏薄膜和對熱敏薄膜進行熱處理；
204、剝離形成薄膜熱敏電阻；
205、濺射一層鈦/銅種子層；
206、漩涂光刻膠，曝光顯影形成所述薄膜的連接導線光刻膠圖形；
207、電鍍所述薄膜的連接導線；
208、去掉所述鈦/銅種子層；
209、利用甲苯浸泡將所述PI膠帶從玻璃基片上釋放；
210、在表面沉積Parylene保護層。
[0027]圖3是本發明本實施例提出的基于柔性基底的熱敏薄膜及其連接導線的制作方法，更詳細描述了本發明方案。圖3中:1-PI膠帶2-玻璃基底3-反轉光刻膠4-鉻鎳薄膜5-鈦銅薄膜6-正性光刻膠7-電鍍銅。而圖4