微型化磁通门传感器的制作方法

专利名称：微型化磁通门传感器的制作方法
技术领域：
本发明涉及的是一种微机电技术领域的磁敏传感器的制作方法，具体是一种 基于微机电系统(MEMS)技术的微型化磁通门传感器的制作方法。
背景技术：
磁敏传感器是一个既能传感磁场又能从中获取信息的固态器件，它把与磁感 应强度有关的信息转换成电信号。利用磁敏传感器进行磁场的探测和测量，尤其 是对弱磁场的探测和测量，在汽车电子、工业过程控制、生物医学、航空航天等 具有非常重要的应用前景和技术价值。作为高灵敏度的弱磁场传感器，可广泛用 于舰船和车辆等的电子指南针和导航系统、空间星际间的磁场测量和应用、飞行 器和微卫星的飞行姿态控制、潜艇探测、地球物理勘探、封装检测等。当前对弱 磁传感器的需求迫使科学家提高磁敏传感器的灵敏度、微型化并与电路系统集 成。磁通门传感器作为一种弱磁场检测器件，早在第二次世界大战时已用于潜艇 的探测，近年来在卫星发射、运载火箭、航天器等更是作为姿态敏感器而被广泛 使用。传统的磁通门传感器使用一个坚固的骨架作为基座，将软磁带状磁芯固定 于骨架上，然后在其上缠绕线圈。其结果是体积大、高重量、灵敏度低及长期稳 定性差。90年代以来，微机电系统(MEMS)技术的飞速发展，为微型化磁通门传 感器的研制提供了一条有效可靠的途径。采用MEMS技术研制微型化、集成化的 磁通门传感器成为国内外研究开发的热点。与传统的磁通门传感器相比较，MEMS 磁通门传感器结构紧凑，体积小、质量轻，安装调试简单，不怕震动撞击，受环 境温度变化影响小。采用MEMS技术研制的微型化磁通门传感器，可广泛应用于 航空航天、车辆、坦克和飞行器的导航和定位、潜艇和金属物体的探测及通信卫 星上。
经对现有技术的文献检索发现，T. M. Liakopouls等(Trifon M. Liak叩oulos andChongH. Ahn)在《SENSORS AND ACTUATORS》(传感器与执行器)(VOL. 77， pp. 66-72， 1999)上发表了 " A Micro —Fluxgate Magnetic Sensor UsingMicromachined Planar Solenoid Coils"(采用微机械平面螺线管线圈的微型化 磁通门传感器)一文，该文提及了由坡莫合金作为磁芯的平面螺线管线圈的微型 化磁通门传感器。作者采用UV—LIGA厚胶工艺和电镀工艺，在玻璃上研制出了 平面型3 —维磁芯螺线管线圈，用作激励和接收线圈。磁芯为矩形一环形结构， 是采用电镀技术电镀的坡莫合金。该磁通门传感器由玻璃衬底、铜螺线管线圈、 坡莫合金磁芯以及光刻胶组成，采用平行磁通门结构设计，激励线圈与接收线圈 处于平行位置，器件具有低的测量范围。另外，作者采用光刻胶作绝缘层，光刻 胶具有机械性能差、强度低、绝缘性差及热稳定性差等缺点，受外界冲击影响大。

发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种微型化磁通门传感器的制 作方法，使得到的微型化磁通门传感器具有宽广的线性测量范围、较低的功耗、 好的热稳定性、体积小、重量轻、不怕震动撞击及批量化生产等特点，可广泛应 用于航空航天、车辆和飞行器等的导航和定位、潜艇和金属物体的探测及通信卫 星上。
本发明是通过以下技术方案实现的，本发明采用微机电系统(MEMS)技术， 首先在衬底材料上制作双面套刻对准符号，以便曝光时提高对准精度；采用准一 LIGA光刻技术和微电镀技术制备激励线圈和接收线圈；采用物理刻蚀技术去除 底层，避免湿法刻蚀工艺带来的钻蚀现象；采用微电镀技术制备NiFe磁芯材料； 采用聚酰亚胺做绝缘材料，聚酰亚胺不仅起绝缘作用，还起到支撑、包裹的作用； 采用精密抛光工艺，有效解决了激励线圈和接收线圈上、下层线圈的互联问题。
本发明所涉及微型化磁通门传感器的制作方法，包括如下步骤-
第一步、在清洗处理过的玻璃衬底的一面溅射Cr层，甩正胶、烘干；曝光、 显影；刻蚀Cr层；去光刻胶，甩聚酰亚胺、烘干固化，得到双面套刻对准符号；
第二步、在玻璃衬底的另一面淀积Cr/Cu底层，下面工艺(第三歩到第九步) 均在此面上进行；
第三步、甩正胶、烘干；双面套刻曝光、显影，得到激励线圈和接收线圈的 底层线圈的光刻胶图形；电镀底层线圈；甩正胶、烘干；双面套刻曝光、显影， 得到连接导体的光刻胶图形；电镀连接导体；甩正胶、烘干；双面套刻曝光、显 影，得到引脚的光刻胶图形；电镀引脚；去光刻胶，刻蚀Cr/Cu底层；
第四步、甩聚酰亚胺、烘干固化；抛光聚酰亚胺，直到连接导体和引脚暴露为止；
第五步、溅射Cr/Cu/Cr底层；甩正胶、烘干；双面套刻曝光、显影，得到
电镀磁芯的光刻胶图形；刻蚀Cr层；电镀磁芯；去光刻胶；
第六步、甩正胶、烘干；双面套刻曝光、显影，得到电镀激励线圈和接收线 圈的连接导体及引脚的光刻胶图形；刻蚀Cr层；电镀连接导体和引脚；去光刻 胶，刻蚀Cr层，刻蚀Cr/Cu层底；
第七步、甩聚酰亚胺、烘干固化；抛光聚酰亚胺，直到引脚和连接导体暴露 为止；
第八步、溅射Cr/Cu底层；甩正胶、烘干；双面套刻曝光、显影，得到电镀
激励线圈和接收线圈的顶层线圈及引脚的光刻胶图形；电镀顶层线圈和引脚； 第九步、去光刻胶，刻蚀Cr/Cu底层，真空磁场退火。
所述第一步，具体为在清洗处理过的玻璃衬底的一面溅射Cr层，厚度为 100 —300nm，甩正胶，光刻胶厚度为5 — 10y m,光刻胶烘干温度为95°C，时间 为30分钟；将衬底曝光、显影后，采用化学湿法工艺刻蚀Cr层；去光刻胶，甩 聚酰亚胺并烘干固化，厚度为3 — 5um，得到双面套刻对准符号。
第二步中，所述Cr/Cu底层，厚度为80—100nm。
所述第三步，具体为甩正胶，光刻胶厚度为10 — 20um，光刻胶烘干温度 为90—95'C，时间为60分钟；双面套刻曝光、显影，得到电镀激励线圈和接收 线圈的底层线圈的光刻胶图形；然后电镀激励线圈和接收线圈的底层线圈，厚度 为10—20nm，电镀材料为铜；甩正胶，光刻胶的厚度为10um，光刻胶烘干温 度为90—95'C，时间为60分钟；双面套刻曝光与显影后，得到连接导体的光刻 胶图形；电镀连接导体，厚度为10iim，电镀材料为铜；甩正胶，光刻胶的厚度 为5"m，光刻胶烘干温度为90'C，时间为30分钟；双面套刻曝光与显影后，得 到引脚的光刻胶图形；电镀引脚，厚度为10ym，电镀材料为铜；用丙酮去除所 有的光刻胶，用Ar等离子体刻蚀工艺刻蚀Cr/Cu底层。
所述第四步和第七步中，甩聚酰亚胺，厚度为40ixm;烘干固化聚酰亚胺； 抛光聚酰亚胺，直到连接导体和引脚暴露为止。
所述第五步，具体为溅射Cr/Cu/Cr底层，厚度为20nm/150nm/30nm;甩 正胶，光刻胶的厚度为10—20um，光刻胶烘干温度为90—95。C，时间为60分 钟；双面套刻曝光与显影，得到电镀NiFe磁芯的光刻胶图形；采用化学湿法工艺刻蚀Cr层；电镀NiFe磁芯，厚度为10—20um;用丙酮去除所有光刻胶。
所述第六步，具体为甩正胶，光刻胶的厚度为20 — 30!xm，光刻胶烘干温 度为90—95。C，时间为90分钟；双面套刻曝光与显影，得到电镀激励线圈和接 收线圈的连接导体及引脚的光刻胶图形；采用化学湿法工艺刻蚀Cr层；电镀连 接导体和引脚，厚度为20 — 30um，电镀材料为铜；用丙酮去除光刻胶，采用化 学湿法工艺刻蚀Cr层，用Ar等离子体刻蚀工艺刻蚀Cr/Cu层底。
所述第八步，具体为溅射Cr/Cu底层，厚度为80 — 100nm;甩正胶，光刻 胶厚度为10 — 20ixm，光刻胶烘干温度为90—95。C，时间为60分钟；双面套刻 曝光与显影，得到电镀激励线圈和接收线圈的顶层线圈及引脚的光刻胶图形；电 镀顶层线圈和引脚，厚度为10—20ixm，电镀材料为铜。
所述第九步，具体为去除光刻胶，用Ar等离子体刻蚀工艺刻蚀Cr/Cu底 层，将得到的微型化磁通门传感器在真空炉中25(TC下磁场退火3小时。
本发明与现有技术相比，具有以下有益的效果
(1) 本发明改变了传统采用绕线方法制作磁芯结构螺线管型磁通门传感器， 而采用微机电系统技术研制微型化磁通门传感器，微机电系统技术可以与大规模 集成电路完全兼容，易于大批量生产，重复性好；
(2) 本发明采用Ar等离子体刻蚀工艺刻蚀底层，避免了湿法刻蚀出现钻蚀 现象，得到均匀的激励线圈和接收线圈；
(3) 本发明采用聚酰亚胺为绝缘层，聚酰亚胺具有很好的热稳定性、优异 的机械性能及良好的抗环境影响能力；
(4) 本发明采用聚酰亚胺材料作为密封材料，密封包裹整个磁通门传感器， 避免了长时间工作状态下线圈和磁芯在空气中的氧化，延长了磁通门传感器的使 用寿命；
(5) 本发明采用精密抛光技术，提高了传感器加工工艺过程中基片的平整 度，有效地解决了激励线圈和接收线圈上下层连接出现断路的问题，同时又解决 了传感器的均匀性和成品率；
(6) 本发明采用微机电系统技术研制微型化磁通门传感器，与传统磁通门 传感器相比稳定性好、重复性高，没有安装调试过程，更加牢固，不易受环境温 度变化和外加应力影响；
(7) 本发明采用微机电系统技术，可以直接在单轴微型化磁通门传感器的
8基础上实现二轴微型化磁通门传感器，提供更多的磁测量功能，不需要额外的制 造工艺和安装调试过程；可以实现磁通门传感器阵列；
(8)本发明采用微机电系统技术，工艺过程可直接与接口电路集成制造构 成不同用途的磁通门传感器产品，广泛应用于各种便携式电子产品如手机、笔记 本电脑的GPS定位、导弹惯性制导系统、小卫星方位姿态控制等。
具体实施例方式
下面对本发明的实施例作详细说明本实施例在以本发明技术方案为前提下 进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限 于下述的实施例。
以下实施例制备得到的基于微机电系统技术的微型化磁通门传感器，由衬 底、激励线圈、接收线圈、磁芯、聚酰亚胺绝缘材料和引脚组成，闭合的矩形磁 芯上对称绕制两组相连的三维螺线管激励线圈，与激励线圈垂直绕制一组三维螺 线管接收线圈。激励线圈和接收线圈均位于衬底上，由底层线圈、顶层线圈通过 连接导体连接形成，激励线圈和接收线圈两端连接引脚，激励线圈和接收线圈的 底层线圈、顶层线圈、连接导体均通过聚酰亚胺绝缘材料与磁芯绝缘隔离。磁芯 为电镀的NiFe合金材料。
实施例1
(1) 、在清洗处理过的玻璃衬底的一面(称为反面)溅射Cr层，厚度为100nm， 甩正胶，光刻胶厚度为5um，光刻胶烘干温度为95'C，时间为30分钟；将衬底 曝光、显影后，采用化学湿法工艺刻蚀Cr层；去光刻胶，甩聚酰亚胺并烘干固 化，厚度为3um，得到双面套刻对准符号；
(2) 、在衬底的另一面(称为正面)淀积Cr/Cu底层，厚度为80tim。下面 工艺均在正面上进行；
(3) 、甩正胶，光刻胶厚度为10um，光刻胶烘干温度为95°C，时间为60 分钟；双面套刻曝光、显影，得到电镀激励线圈和接收线圈的底层线圈的光刻胶 图形；然后电镀激励线圈和接收线圈的底层线圈，厚度为10um，电镀材料为铜； 甩正胶，光刻胶的厚度为10um，光刻胶烘干温度为95'C，时间为60分钟；双 面套刻曝光与显影后，得到连接导体的光刻胶图形；电镀连接导体，厚度为lOum， 电镀材料为铜；甩正胶，光刻胶的厚度为5iim，光刻胶烘干温度为95°C，时间 为30分钟；双面套刻曝光与显影后，得到引脚的光刻胶图形；电镀引脚，厚度为10um，电镀材料为铜；用丙酮去除所有的光刻胶，用Ar等离子体刻蚀工艺 刻蚀Cr/Cu底层；
(4) 、甩聚酰亚胺，厚度为40ym;烘干固化聚酰亚胺；抛光聚酰亚胺，直 到连接导体和引脚暴露为止；
(5) 、溅射Cr/Cu/Cr底层，厚度为20皿/150nm/30nra;甩正胶，光刻胶的 厚度为10um，光刻胶烘干温度为95'C，时间为60分钟；双面套刻曝光与显影， 得到电镀NiFe磁芯的光刻胶图形；采用化学湿法工艺刻蚀Cr层；电镀NiFe磁 芯，厚度为10um;用丙酮去除所有光刻胶；
(6) 、甩正胶，光刻胶的厚度为20ym，光刻胶烘干温度为95°C，时间为 90分钟；双面套刻曝光与显影，得到电镀激励线圈和接收线圈的连接导体及引 脚的光刻胶图形；采用化学湿法工艺刻蚀Cr层；电镀连接导体和引脚，厚度为 20um，电镀材料为铜；用丙酮去除光刻胶，采用化学湿法工艺刻蚀Cr层，用 Ar等离子体刻蚀工艺刻蚀Cr/Cu层底；
(7) 、甩聚酰亚胺，厚度为40um;烘干固化聚酰亚胺；抛光聚酰亚胺，直 到引脚和连接导体暴露为止；
(8) 、溅射Cr/Cu底层，厚度为80nm;甩正胶，光刻胶厚度为10ixm，光刻 胶烘干温度为95'C，时间为60分钟；双面套刻曝光与显影，得到电镀激励线圈 和接收线圈的顶层线圈及引脚的光刻胶图形；电镀顶层线圈和引脚，厚度为 10nm，电镀材料为铜；
(9) 、去除光刻胶，用Ar等离子体刻蚀工艺刻蚀Cr/Cu底层，将得到的微 型化磁通门传感器在真空炉中25(TC下磁场退火3小时。
本实施例制得的基于微机电系统技术的微型化磁通门传感器，尺寸小于 6ramx5ram，当激励线圈中通一频率为40 KHz、电流幅值为300mA的交流电流时， 接收线圈能够探测到士50nT以下的磁场，线性量程为士100"T。
实施例2
(1 )、在清洗处理过的玻璃衬底的一面(称为反面)溅射Cr层，厚度为200nm， 甩正胶，光刻胶厚度为8ixm，光刻胶烘干温度为95'C，时间为30分钟；将衬底 曝光、显影后，采用化学湿法工艺刻蚀Cr层；去光刻胶，甩聚酰亚胺并烘干固 化，厚度为4um，得到双面套刻对准符号；
(2)、在衬底的另一面(称为正面)淀积Cr/Cu底层，厚度为90nrn。下面工艺均在正面上进行；
(3) 、甩正胶，光刻胶厚度为15ym，光刻胶烘干温度为92°C，时间为60 分钟；双面套刻曝光、显影，得到电镀激励线圈和接收线圈的底层线圈的光刻胶 图形；然后电镀激励线圈和接收线圈的底层线圈，厚度为15iim，电镀材料为铜； 甩正胶，光刻胶的厚度为10um，光刻胶烘干温度为92°C，时间为60分钟；双 面套刻曝光与显影后，得到连接导体的光刻胶图形；电镀连接导体，厚度为10 U m， 电镀材料为铜；甩正胶，光刻胶的厚度为5um，光刻胶烘干温度为90°C，时间 为30分钟；双面套刻曝光与显影后，得到引脚的光刻胶图形；电镀引脚，厚度 为10um，电镀材料为铜；用丙酮去除所有的光刻胶，用Ar等离子体刻蚀工艺 刻蚀Cr/Cu底层；
(4) 、甩聚酰亚胺，厚度为40um;烘干固化聚酰亚胺；抛光聚酰亚胺，直
到连接导体和引脚暴露为止；
(5) 、溅射Cr/Cu/Cr底层，厚度为20nm/150nm/30nm;甩正胶，光刻胶的 厚度为15ym，光刻胶烘干温度为92'C，时间为60分钟；双面套刻曝光与显影， 得到电镀NiFe磁芯的光刻胶图形；采用化学湿法工艺刻蚀Cr层；电镀NiFe磁 芯，厚度为15ym;用丙酮去除所有光刻胶；
(6) 、甩正胶，光刻胶的厚度为25um，光刻胶烘干温度为92°C，时间为 90分钟；双面套刻曝光与显影，得到电镀激励线圈和接收线圈的连接导体及引 脚的光刻胶图形；采用化学湿法工艺刻蚀Cr层；电镀连接导体和引脚，厚度为 25ym，电镀材料为铜；用丙酮去除光刻胶，采用化学湿法工艺刻蚀Cr层，用 Ar等离子体刻蚀工艺刻蚀Cr/Cu层底；
(7) 、甩聚酰亚胺，厚度为40um;烘干固化聚酰亚胺；抛光聚酰亚胺，直 到引脚和连接导体暴露为止；
(8) 、溅射Cr/Cu底层，厚度为90nm;甩正胶，光刻胶厚度为15um，光刻 胶烘干温度为92"C，时间为60分钟；双面套刻曝光与显影，得到电镀激励线圈 和接收线圈的顶层线圈及引脚的光刻胶图形；电镀顶层线圈和引脚，厚度为 15nm，电镀材料为铜；
(9) 、去除光刻胶，用Ar等离子体刻蚀工艺刻蚀Cr/Cu底层，将得到的微 型化磁通门传感器在真空炉中25(TC下磁场退火3小时。
本实施例制得的基于微机电系统技术的微型化磁通门传感器，尺寸小于6mmx5rara，当激励线圈中通一频率为40 KHz、电流幅值为300mA的交流电流时， 接收线圈能够探测到土50nT以下的磁场，线性量程为土150ixT。 实施例3
(1 )、在清洗处理过的玻璃衬底的一面(称为反面)溅射Cr层，厚度为300nm， 甩正胶，光刻胶厚度为10um，光刻胶烘干温度为95。C，时间为30分钟；将衬 底曝光、显影后，采用化学湿法工艺刻蚀Cr层；去光刻胶，甩聚酰亚胺并烘干 固化，厚度为5um，得到双面套刻对准符号；
(2) 、在衬底的另一面(称为正面)淀积Cr/Cu底层，厚度为80-100nm。 下面工艺均在正面上进行；
(3) 、甩正胶，光刻胶厚度为20ym，光刻胶烘干温度为90'C，时间为60 分钟；双面套刻曝光、显影，得到电镀激励线圈和接收线圈的底层线圈的光刻胶 图形；然后电镀激励线圈和接收线圈的底层线圈，厚度为20"m，电镀材料为铜； 甩正胶，光刻胶的厚度为10wm，光刻胶烘干温度为90°C，时间为60分钟；双 面套刻曝光与显影后，得到连接导体的光刻胶图形；电镀连接导体,厚度为lOum， 电镀材料为铜；甩正胶，光刻胶的厚度为5ym，光刻胶烘干温度为9(TC，时间 为30分钟；双面套刻曝光与显影后，得到引脚的光刻胶图形；电镀引脚，厚度 为10ixm，电镀材料为铜；用丙酮去除所有的光刻胶，用Ar等离子体刻蚀工艺 刻蚀Cr/Cu底层；
(4) 、甩聚酰亚胺，厚度为40um;烘干固化聚酰亚胺；抛光聚酰亚胺，直 到连接导体和引脚暴露为止；
(5) 、溅射Cr/Cu/Cr底层，厚度为20nm/150nm/30nm;甩正胶，光刻胶的 厚度为20um，光刻胶烘干温度为9(TC，时间为60分钟；双面套刻曝光与显影， 得到电镀NiFe磁芯的光刻胶图形；采用化学湿法工艺刻蚀Cr层；电镀NiFe磁 芯，厚度为20um;用丙酮去除所有光刻胶；
(6) 、甩正胶，光刻胶的厚度为30um，光刻胶烘干温度为9(TC，时间为 90分钟；双面套刻曝光与显影，得到电镀激励线圈和接收线圈的连接导体及引 脚的光刻胶图形；采用化学湿法工艺刻蚀Cr层；电镀连接导体和引脚，厚度为 30iim，电镀材料为铜；用丙酮去除光刻胶，采用化学湿法工艺刻蚀Cr层，用 Ar等离子体刻蚀工艺刻蚀Cr/Cu层底；
(7) 、甩聚酰亚胺，厚度为40ym;烘干固化聚酰亚胺；抛光聚酰亚胺，直到引脚和连接导体暴露为止；
(8) 、溅射Cr/Cu底层，厚度为100nm;甩正胶，光刻胶厚度为20um，光 刻胶烘干温度为9(TC，时间为60分钟；双面套刻曝光与显影，得到电镀激励线 圈和接收线圏的顶层线圈及引脚的光刻胶图形；电镀顶层线圈和引脚，厚度为 20um，电镀材料为铜；
(9) 、去除光刻胶，用Ar等离子体刻蚀工艺刻蚀Cr/Cu底层，将得到的微 型化磁通门传感器在真空炉中25(TC下磁场退火3小时。
本实施例制得的基于微机电系统技术的微型化磁通门传感器，尺寸小于 6腿x5mm，当激励线圈中通一频率为40 KHz、电流幅值为300mA的交流电流时， 接收线圈能够探测到士50nT以下的磁场，线性量程为士200uT。
上述实施例中，所述的Cr/Cu底层，其制备参数为基底的真空为3X 10—4Pa， 溅射条件选择为溅射Ar气压和溅射功率分别为0. 67 Pa和600W，氩气流量为 50SCCM。
所述的采用化学湿法工艺刻蚀Cr层，其中采用的溶液浓度为HCI: H2O=30:70， 温度为45。C。
所述的烘干固化聚酰亚胺，具体参数为甩聚酰亚胺时先低速800转/分钟 维持10秒，再快速2000转/分钟维持30秒，然后进行烘干，固化工艺为120°C、 180°C、 22(TC各1小时，然后于25(TC氩气气氛下固化2小时，最后随炉冷却。
权利要求
1、一种微型化磁通门传感器的制作方法，其特征在于，包括如下步骤第一步、在清洗处理过的玻璃衬底的一面溅射Cr层，甩正胶、烘干；曝光、显影；刻蚀Cr层；去光刻胶，甩聚酰亚胺、烘干固化，得到双面套刻对准符号；第二步、在玻璃衬底的另一面淀积Cr/Cu底层，下面工艺均在此面上进行；第三步、甩正胶、烘干；双面套刻曝光、显影，得到激励线圈和接收线圈的底层线圈的光刻胶图形；电镀底层线圈；甩正胶、烘干；双面套刻曝光、显影，得到连接导体的光刻胶图形；电镀连接导体；甩正胶、烘干；双面套刻曝光、显影，得到引脚的光刻胶图形；电镀引脚；去光刻胶，刻蚀Cr/Cu底层；第四步、甩聚酰亚胺、烘干固化；抛光聚酰亚胺，直到连接导体和引脚暴露为止；第五步、溅射Cr/Cu/Cr底层；甩正胶、烘干；双面套刻曝光、显影，得到电镀磁芯的光刻胶图形；刻蚀Cr层；电镀磁芯；去光刻胶；第六步、甩正胶、烘干；双面套刻曝光、显影，得到电镀激励线圈和接收线圈的连接导体及引脚的光刻胶图形；刻蚀Cr层；电镀连接导体和引脚；去光刻胶，刻蚀Cr层，刻蚀Cr/Cu层底；第七步、甩聚酰亚胺、烘干固化；抛光聚酰亚胺，直到引脚和连接导体暴露为止；第八步、溅射Cr/Cu底层；甩正胶、烘干；双面套刻曝光、显影，得到电镀激励线圈和接收线圈的顶层线圈及引脚的光刻胶图形；电镀顶层线圈和引脚；第九步、去光刻胶，刻蚀Cr/Cu底层，真空磁场退火。
2、 根据权利要求1所述的微型化磁通门传感器的制作方法，其特征是，所 述第一步，具体为在清洗处理过的玻璃衬底的一面溅射O层，厚度为100 — 300nm，甩正胶，光刻胶厚度为5 — 10 u m，光刻胶烘干温度为95°C，时间为30 分钟；将衬底曝光、显影后，采用化学湿法工艺刻蚀Cr层；去光刻胶，甩聚酰 亚胺并烘干固化，厚度为3—5ym，得到双面套刻对准符号。
3、 根据权利要求1所述的微型化磁通门传感器的制作方法，其特征是，第 二步中，所述Cr/Cu底层，厚度为80 — 100nm。
4、 根据权利要求1所述的微型化磁通门传感器的制作方法，其特征是，所述第三步，具体为甩正胶，光刻胶厚度为10—20um，光刻胶烘干温度为90 一95。C，时间为60分钟；双面套刻曝光、显影，得到电镀激励线圈和接收线圈 的底层线圈的光刻胶图形；然后电镀激励线圈和接收线圈的底层线圈，厚度为 10—20pm，电镀材料为铜；甩正胶，光刻胶的厚度为10iim，光刻胶烘干温度 为90—95。C，时间为60分钟；双面套刻曝光与显影后，得到连接导体的光刻胶 图形；电镀连接导体，厚度为10ym，电镀材料为铜；甩正胶，光刻胶的厚度为 5ixm，光刻胶烘干温度为9(TC，时间为30分钟；双面套刻曝光与显影后，得到 引脚的光刻胶图形；电镀引脚，厚度为10ym，电镀材料为铜；用丙酮去除所有 的光刻胶，用Ar等离子体刻蚀工艺刻蚀Cr/Cu底层。
5、 根据权利要求1所述的微型化磁通门传感器的制作方法，其特征是，所 述第四步和第七步中，甩聚酰亚胺，厚度为40nm;烘干固化聚酰亚胺；抛光聚 酰亚胺，直到连接导体和引脚暴露为止。
6、 根据权利要求1所述的微型化磁通门传感器的制作方法，其特征是，所 述第五步，具体为溅射Cr/Cu/Cr底层，厚度为20nm/150nm/30nm;甩正胶， 光刻胶的厚度为10 — 20um，光刻胶烘干温度为90—95。C，时间为60分钟；双 面套刻曝光与显影，得到电镀NiFe磁芯的光刻胶图形；采用化学湿法工艺刻蚀 Cr层；电镀NiFe磁芯，厚度为10—20um;用丙酮去除所有光刻胶。
7、 根据权利要求1所述的微型化磁通门传感器的制作方法，其特征是，所 述第六步，具体为甩正胶，光刻胶的厚度为20—30ym，光刻胶烘干温度为90 一95'C，时间为90分钟；双面套刻曝光与显影，得到电镀激励线圈和接收线圈 的连接导体及引脚的光刻胶图形；采用化学湿法工艺刻蚀Cr层；电镀连接导体 和引脚，厚度为20—30ym，电镀材料为铜；用丙酮去除光刻胶，采用化学湿法 工艺刻蚀Cr层，用Ar等离子体刻蚀工艺刻蚀Cr/Cu层底。
8、 根据权利要求1所述的微型化磁通门传感器的制作方法，其特征是，所 述第八步，具体为溅射Cr/Cu底层，厚度为80 — 100nm;甩正胶，光刻胶厚度 为10—20um,光刻胶烘干温度为90—95。C，时间为60分钟；双面套刻曝光与 显影，得到电镀激励线圈和接收线圈的顶层线圈及引脚的光刻胶图形；电镀顶层 线圈和引脚，厚度为10—20um，电镀材料为铜。
9、 根据权利要求1所述的微型化磁通门传感器的制作方法，其特征是，所 述第九步，具体为去除光刻胶，用Ar等离子体刻蚀工艺刻蚀Cr/Cu底层，将得到的微型化磁通门传感器在真空炉中250'C下磁场退火3小时。
10、根据权利要求1所述的微型化磁通门传感器的制作方法，其特征是，所 述的烘干固化聚酰亚胺，具体参数为甩聚酰亚胺时先低速800转/分钟维持10 秒，再快速2000转/分钟维持30秒，然后进行烘干，固化工艺为120°C、 180°C、 22(TC各1小时，然后于25(TC氩气气氛下固化2小时，最后随炉冷却。
全文摘要
一种微机电技术领域的微型化磁通门传感器的制作方法，具体如下制作双面套刻符号；溅射底层；甩正胶、曝光、显影；电镀激励线圈和接收线圈的底层线圈、连接导体和引脚；去光刻胶和底层；甩聚酰亚胺、固化及抛光；溅射底层；甩正胶、曝光、显影；电镀磁芯、连接导体和引脚；去正胶和底层；甩聚酰亚胺、固化及抛光；溅射底层；甩正胶、曝光、显影；电镀激励线圈和接收线圈的顶层线圈和引脚；去光刻胶和底层；磁场退火。本发明解决了传统磁通门传感器的稳定性、重复性差、批量化的问题，制造工艺与大规模集成电路工艺兼容，可以和接口电路集成制造，在许多新的领域具有广泛应用。
文档编号B81C1/00GK101481080SQ20091004610
公开日2009年7月15日 申请日期2009年2月12日 优先权日2009年2月12日
发明者文 丁, 勇 周, 周志敏, 冲 雷 申请人:上海交通大学