激光微加工微結(jié)構(gòu)體及超薄型Pt膜溫度傳感器的研究.pdf

1、隨著MEMS技術(shù)的飛速發(fā)展，具有高靈敏度、高穩(wěn)定性、可靠性好、在微小空間具有檢測能力的微傳感器及相關(guān)微結(jié)構(gòu)體已成為當(dāng)今微電子技術(shù)領(lǐng)域中的研究熱點。本文采用激光微加工技術(shù)研制了多種微結(jié)構(gòu)體以及超薄型Pt膜溫度傳感器。 本文闡述了激光微加工的特點、工作原理以及系統(tǒng)構(gòu)成，并對激光微加工技術(shù)作了系統(tǒng)的研究。研究了激光劃片工藝參數(shù)與Al<,2>O<,3>陶瓷基體刻槽深度和寬度之間的關(guān)系，以及激光調(diào)阻工藝參數(shù)與Pt薄膜調(diào)阻精度的關(guān)系。通過對

2、具體激光微加工技術(shù)的研究，為采用激光微加工制作微結(jié)構(gòu)體提供充實的依據(jù)。 采用激光劃片控制軟件進行圖形設(shè)計，并采用激光劃片機制作了風(fēng)速、氣體和溫度等多種傳感器的掩模板和鍍膜夾具，實現(xiàn)了這些傳感器的磁控濺射方法制作，明顯減小各種傳感器的尺寸，提高了傳感器的敏感性能；制作了微機械機器人的夾具、懸臂梁等微器件，減小了機器人的尺寸。通過微觀分析研究了激光微加工中工藝參數(shù)對加工件的影響。 本文研制的超薄型Pt膜溫度傳感器具有基體超薄

3、、尺寸小、穩(wěn)定性好、響應(yīng)時間快和可靠性高等優(yōu)點，靈敏度和Pt熱電阻一致。薄膜基體采用電化學(xué)腐蝕方法生成的Al<,2>O<,3>陶瓷，厚度小于0.1mm，傳感器的表面尺寸可達到3mm×2mm，整個傳感器體積比傳統(tǒng)Pt膜溫度傳感器小了兩個數(shù)量級以上。采用激光調(diào)阻技術(shù)對超薄型Pt膜溫度傳感器進行了圖形設(shè)計和加工，調(diào)制的Pt電阻有50Ω和100Ω。為了解決傳統(tǒng)引線焊接方式所容易出現(xiàn)的引線脫落的問題，采用激光劃片技術(shù)在電極上刻引線槽，實現(xiàn)了引線和