【《无线无源LC谐振应变传感器的制备工艺分析综述》1700字】

无线无源LC谐振应变传感器的制备工艺分析综述本文采用MEMS工艺中的光刻、刻蚀方法对传感器进行制备。整个制备过程主要分为以下步骤：（1）选定传感器中的螺旋电感与叉指电容的几何尺寸参数，运用CAD进行工程制图，设计出光刻工艺所需要的掩模板。（2）在柔性聚酰亚胺单面覆铜膜上采用光刻的方法制备所需要的图形单元。（3）采用刻蚀铜的工艺进行刻蚀，得到所需要的图形单元。根据之前的优化设计，得到了相应的平面螺旋电感与又指电容以及LC谐振传感器的具体几何尺寸，运用CAD工程制图软件画出了所需要的光刻掩模图形，如图4-1所示。图4-1部分平面叉指电容、平面螺旋电感、LC谐振回路的光刻掩模板图形单元工程制图完毕后，送到专业的制作掩模板公司进行掩模板制作。基底材料选用的是聚酰亚胺单层覆铜膜，其介电常数为3.5，介质材料厚度为25μm，覆铜厚度为0.018mm。准备完前面的光刻掩模和基底材料后，开始光刻与刻蚀制备。本论文中因为后面采用的是刻蚀铜工艺，所以选用了正性光刻胶AZ6112，整个光刻过程如下：步骤操作清洗基片分别在烧杯中装入适量的内酮、无水乙醇、去离子水，首先用棉签蘸适量丙酮在基片表面进行清洗，然后把清洗完的基片放入无水乙醇中冲洗去除残留丙酮，再用去离子水对基片进行冲洗，冲洗去除残留无水乙醇，最后用氮气枪进行吹干。烘烤基片此步骤主要是为了让基片表面干燥，防止后续步骤涂光刻胶附着失败。把加热板升温到100摄氏度，然后把基片放到加热板上3-5分钟。此时间由基片材料所决定。涂光刻胶为了使光刻胶在基片上均匀的分布，首先要进行匀胶步骤，设置涂胶机旋转步骤，前转5秒1000转匀胶，后转30秒3000转。光刻胶烘烤把涂完光刻胶的基片放到温度为100摄氏度的加热板上，烘烤60秒。曝光采用半手动光刻机，把掩模板放到光刻机的掩模夹上，打开掩模夹真空开关，然后把涂好胶的基片放到承片台上，打开吸片真空开关，然后手动调节基片与掩模板的位置，使掩模板上的图形正好与基片位置一致，然后选择曝光时间参数设置，根据重复实验过程，得到当时的实验条件下，正胶Az6112的曝光时间参数为9秒，设定好曝光时间后，开始曝光。图形单元显影在烧杯中倒入适量显影液，把基片放入到显影液中显影14秒，然后迅速放到去离子水中进行清洗。观察基片图形在高倍显微镜下观察光刻完的图形，检查其是否符合与所设计的图形一致，图形是否套刻准确，图形线条边缘是否整齐，是否有黑点污渍，以及是否有划伤和浮胶，如有不一致，重复上述过程。坚膜在120摄氏度的加热板上烘烤5．10分钟。由于显影时，光刻胶膜会发生软化、膨胀，显影后就要进行坚膜步骤，坚膜后可以使胶膜与金属层之间的粘贴更加牢光刻工艺中的清洗、曝光、显影步骤最为重要。清洗基片决定了基片的洁净程度，为后续图形的准确转移提供了安全的基底。曝光时间的设定也很重要，如果曝光过长、过短都会使图形单元的线宽发生偏差，过曝光会使线宽变窄（以正性光刻胶为例）。显影时间的控制也很重要，如果在把基片从显影液转移到去离子水中的过程，时间过长的话有可能会导致过显影，这样也会影响图形的线条准确性，因此在基片从显影液往去离子水转移的过程要迅速，特别是在制备线宽较窄的图形单元时。完成光刻工艺后，下面就可以进行刻蚀工艺，把需要的图形刻蚀出来，选用的是湿法刻蚀，实验步骤如下：把配好的FeC13腐蚀液放在水浴缸里，加热到45摄氏度，并保持45摄氏度的水浴温度，然后把己经完成光刻的基片放入腐蚀液中，腐蚀时间参数为200秒，然后再进行上述清洗步骤，用丙酮去胶，然后用无水乙醇冲洗去除残余丙酮，再用去离子水进行去除残留乙醇冲洗，烘干，再在高倍显微镜下观察图形单元，观察侧蚀情况，以及边缘线条是否符合要求。到此整个光刻、刻蚀工艺完毕。整个光刻、刻蚀工艺流程如图4·2所示，经过以上工艺制备后，可以得到平面螺旋电感、平面叉指电容和LC谐振应变传感器，传感器和平面叉指电容后续经过外面企业的协作加工完成了保护层加工和背部穿孔工艺，实物如图4-3、图4-4、图4-5所示。图4-2光刻、刻蚀工艺流程图图4-3平面叉指电容实物图图4-4平面螺旋电感实物图图4-5LC谐振应变传感器实物图图4-3、图4-4、图4-5中