一种双面叉指电极、其加工方法及应用
【专利摘要】本发明提供一种双面叉指电极，该叉指电极设有基板，所述基板表面依次设有缓冲层和导电层；所述基板中设有通孔，通孔是通过沿基板厚度方向贯穿打孔形成的，通孔的上下两个孔口的面积不相等；所述基板由金属或非金属材质的材料中的任一种组成；所属导电层为金属层。
【专利说明】
一种双面叉指电极、其加工方法及应用
技术领域
[0001] 本发明属于半导体传感器技术领域，具体涉及一种可满足半导体传感器高度集成 要求的双面叉指电极及其加工方法和应用。
【背景技术】
[0002] 半导体传感器是利用半导体性质易受外界条件影响这一特性制成的传感器。根据 检出对象，半导体传感器可分为物理传感器(检出对象为光、温度、磁、压力、湿度等）、化学 传感器（检出对象为气体分子、离子、有机分子等）、生物传感器（检出对象为生物化学物 质）。半导体传感器凭借灵敏度高、响应速度快、体积小、重量轻、便于集成化、智能化，能使 检测转换一体化的优点，广泛应用于工业自动化、遥测、工业机器人、家用电器、环境污染监 测、医疗保健、医药工程和生物工程等领域。随着科技水平的不断提高，对传感器的结构也 提出了更高的要求，例如将叉指电极一侧用于传感器检测，另一侧用于电路，提高传感器集 成化;或者一侧用于湿度传感，另一侧用于温度传感使用，用于多因素同时检测。而在现有 技术中，作为内置半导体元件的叉指电极，通常包括基板、缓冲层、导体电路、导通孔中的几 项，通常都是采用金属基板，通过在表面电镀金属层的方式，再进一步曝光显影、蚀刻制备。 这种加工方式仅局限于金属基板叉指电极的生产加工，局限性大，并且大多数叉指电极为 单面电极结构，内部不含通导孔，不能满足对于传感器高度集成的要求。
[0003] 另外，现用叉指电极的导电贯通孔结构的制造工艺，现用叉指电极的导电贯通孔 结构的制程，是先进行钻孔电镀制造工艺后再进行刻蚀制程，虽然流程简易却常常出现以 下缺点：（1)打孔的厚度不均，造成电极制造工艺良率下降；（2)电镀过程产生杂质，造成 影像转移及刻蚀良率下降；（3)打孔的尺寸稳定降低，影响曝光对位；（4)因打孔而导致 基板结构产生改变，易造成可挠性变差等，故现用叉指电极的导电贯通孔结构的制造工艺 仍存在其改进的空间。
[0004] 针对现有技术所存在的不足，本发明提供一种双面叉指电极及其加工方法和应 用。
[0005]
【发明内容】
[0006] 为解决上述技术问题，本发明提出的技术方案为：一种双面叉指电极，其特征在 于，该叉指电极设有基板，所述基板表面依次设有缓冲层和导电层;所述基板中设有通孔， 通孔是通过沿基板厚度方向贯穿打孔形成的，通孔的上下两个孔口的面积不相等;所述基 板由金属或非金属材质的材料中的任一种组成;所属导电层为金属层。
[0007] 通过在基板设置上下孔口面积不等的通孔结构，不仅实现叉指电极正反两面电路 的通导，可有效避免现有柱形孔填孔工艺复杂、操作稳定性差、质量不可控等问题。并且通 过在基板的表面均设置导电层的方式，获得了双面的叉指电极结构，正面作为叉指电极的 探测器，背面作为电路管理模块或双面均作为探测器，达到了传感器高度集成的要求。
[0008] 所述基板可在单面或双面设置缓冲层和导电层;所述的通孔的内壁上依次设有缓 冲层、导电层，所述通孔中设有填充有铜柱或银柱。优选的，所属通孔填充的为铜柱，通过电 镀铜的方式，使得通孔的下口被封闭，获得盲孔，再进一步电镀，使得盲孔被充满，形成铜柱 或银柱。
[0009] 所述非金属材质的材料可为陶瓷、玻璃、PS、PET、PC、PMMA及其聚合物中的任一种； 所述的导电层为Ag、Cu、Au、Al、Ni、Fe中的一种形成的金属层或其中至少两种形成的 合金层。
[0010] 所述缓冲层为Cu、Ni、Ti、Mo、W中的至少两种形成的合金层;所述基板的厚度为 0.1-lmm，所述的缓冲层的厚度为5-50μηι;所述的导电层的厚度为5-50μηι。
[0011 ] 所述双面叉指电极在25° C电路的表面电阻率值为1.60 X 10-8-2.20 X 10-8 Ω · m。
[0012] 所述通孔的上孔口为任意形状的几何图形，和上孔口等面积的圆的直径设为dl， dl为50-150μηι ;孔口为任意形状的几何图形，和下孔口等面积的圆的直径设为d2，d2为10-40um〇
[0013] 本发明还提供一种双面叉指电极的加工方法，应用于上述的双面叉指电极，所述 双面叉指电极加工方法包括： S1:选择上述任一种金属或非金属材质材质的材料作为基板，按照需求将基板裁成相 应尺寸； S2:通过激光在基板上打出通孔，实现基板正反两面联通； S3:利用磁控溅射的方法，在基板的单面或双面以及通孔的内表面镀上Cu、Ni、Ti、Mo、W 中的至少两种金属材料，形成缓冲层； S4:电镀金属到所述缓冲层表面形成导电层； S5:将线路图形转移到所述导电层； S6:蚀刻液中蚀刻处理，获得含通孔的单面或双面叉指电极。
[0014] 步骤S2通过激光打孔的方式沿基板厚度方向贯穿打孔，取代了传统的钻凿打孔的 方式，可有效避免因打孔的厚度不均而造成叉指电极制造工艺良率下降，因打孔的尺寸稳 定降低而影响曝光对位，因打孔而导致基板结构产生改变造成可挠性变差等问题。
[0015] 步骤S3中，相比现有技术中的通过物理气相沉积的方式获得缓冲层，磁控溅射工 艺可以在陶瓷、玻璃、树脂等各种绝缘材料上附着金属导电材料，极大叉指电极生产工艺的 通用性，并且缓冲层与基板间的结合力更强，稳定性更好。磁控溅射方法具体为:溅射的靶 材为高纯金属，金属的直径为25_45mm、厚度为3_6mm。革E和基板之间的距离为l〇 -16cm，工 作气体为99. 99wt%的高纯氮气和99. 99wt%的高纯氩气，分别使用质量流量计控制；基 板在放入真空室之前，分别用丙酮、酒精、去离子水超声清洗，溅射前将真空室气压抽到IX l(T 6-4Xl(T6Pa，并充入氩气预溅射12-17min以清洗靶面。随后通入氮气，控制总溅射气压 在1 X 10_3-3 X 10_3 Pa，控制氮气与氩气的比例为2:1，溅射功率控制在lKw-1.25Kw，溅射时 间为0.5-1.5h。
[0016] 步骤S5中将线路图形转移到所述导电层的方法为在所述基板的底面和所述导电 层表面涂覆感光油墨，采用菲林曝光和显影形成线路图案;具体地，涂覆感光油墨的工艺参 数为:入料传送速度为1.0-2. Om/min，涂布速度为1.8-2.8 m/min，烘烤时间为6-8m/min，烘 烤温度为80-95°C;采用LDI曝光机对线路板进行曝光，曝光机曝光能量为8-10mJ;在曝光 时对导电层蚀刻补偿为ο. 5-2μηι。
[0017] 步骤S5中将线路图形转移到所述导电层的另一种方法为通过光刻的方式，在所述 导电层表面旋涂光刻胶，在曝光机下曝光和显影形成线路图案;具体为:光刻胶选取负胶， 匀胶机设定转速1100_1500r/min和时间30-55s，在导电层上形成负胶涂层;将基片放在55-75 °C的热板上，烘5-8min，然后进行图形曝光，曝光时间5-8秒，再将基片放在90-110 °C的热 板上，烘3-5min，之后在无掩模版的情况下曝光10-20s，两次曝光功率都保持在65-80W，随 后进行显影。
[0018] 与现有技术相比，本发明的优点在于： (1)本发明通过改进叉指电极结构，将叉指电极设置为双面结构，并在基板设置上下开 孔面积不等的通孔，达到了叉指电极高度集成的要求。
[0019] (2)本发明针对双面叉指电极结构的制造特点，结合现有的磁控溅射处理工艺的 优势，对基板金属或非金属材质的基板均可实现表面金属化制备，能够在长时间内获得具 有均匀的金属膜厚分布的薄膜缓冲层，为叉指电极的优异特性奠定基础； (3) 本发明的叉指电极的导电层采用电镀获得的，厚度可控，纯度高，具有导电性能好、 电信号基线稳定、抗干扰能力强、可多次使用等优点，可以为进一步探究与双面叉指电极相 关的结构提供便利； (4) 本发明通过在基板设置上下孔口面积不等的通孔结构，不仅实现叉指电极正反两 面电路的通导，可有效避免现有柱形孔填孔工艺复杂、操作稳定性差、质量不可控等问题。
[0020] (5)本发明采用技术方案具有兼容性好、效率高、制造方便等特点，可以充分利用 现有的设备和资源，对从高分子聚合材料向叉指电极的发展具有重要意义； (6)本发明的产品因其具有高度集成的特点，可广泛应用于工业自动化、遥测、工业机 器人、家用电器、环境污染监测、医疗保健、医药工程和生物工程等领域。
[0021]
【附图说明】
[0022] 图1是本发明叉指电极的剖视图。
[0023] 图2是本发明叉指电极的局部示意图。
[0024] 图3是本发明实施例2、3叉指电极的剖视图。
【具体实施方式】
[0025] 为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照 附图和对比例，对本发明进一步详细说明。
[0026] 实施例1 本实施例提供一种双面叉指电极，该叉指电极设有基板1，所述基板1表面依次设有缓 冲层2和导电层3;所述基板1中设有通孔11，通孔11是通过沿基板1厚度方向贯穿打孔形成 的，通孔的上下两个孔口的面积不相等;所述基板1由非金属材质的材料中组成;所属导电 层3为金属层。
[0027] 所述基板在双面设置缓冲层和导电层;所述的通孔的内壁上依次设有缓冲层、导 电层，所述通孔中设有填充有铜柱； 所述非金属材质的材料为氧化铝陶瓷;所述的导电层为Cu。
[0028]所述缓冲层为Cu、Ni两种金属形成的合金层;所述基板的厚度为0.1mm，所述的缓 冲层的厚度为ΙΟμπι;所述的导电层的厚度为ΙΟμπι。
[0029] 所述双面叉指电极在25°C电路的表面电阻率值为1.80Χ10_8Ω · m。
[0030] 所述通孔的上孔口为任意形状的几何图形，和上孔口等面积的圆的直径设为dl， dl为80μηι;孔口为任意形状的几何图形，和下孔口等面积的圆的直径设为d2，d2为30μηι。
[0031] 实施例2 本实施例提供一种双面叉指电极，该叉指电极设有基板1，所述基板1表面依次设有缓 冲层2和导电层3;所述基板1中设有通孔11，通孔11是通过沿基板1厚度方向贯穿打孔形成 的，通孔的上下两个孔口的面积不相等;所述基板1由非金属材质的材料中组成;所属导电 层3为金属层。
[0032] 所述基板在双面设置缓冲层和导电层;所述的通孔的内壁上依次设有缓冲层、导 电层，所述通孔中设有填充有银柱； 所述非金属材质的材料为氧化铝陶瓷;所述的导电层为Cu。
[0033]所述缓冲层为Cu、Ni两种金属形成的合金层;所述基板的厚度为0.1mm，所述的缓 冲层的厚度为ΙΟμπι;所述的导电层的厚度为ΙΟμπι。
[0034] 所述双面叉指电极在25°C电路的表面电阻率值为2.14X10-8Ω · m。
[0035] 所述通孔的上孔口为任意形状的几何图形，和上孔口等面积的圆的直径设为dl， dl为80μηι;孔口为任意形状的几何图形，和下孔口等面积的圆的直径设为d2，d2为30μηι。
[0036] 实施例3 本实施例提供一种双面叉指电极，该叉指电极设有基板1，所述基板1表面依次设有缓 冲层2和导电层3;所述基板1中设有通孔11，通孔11是通过沿基板1厚度方向贯穿打孔形成 的，通孔的上下两个孔口的面积不相等;所述基板1由非金属材质的材料中组成;所属导电 层3为金属层。
[0037] 所述基板在双面设置缓冲层和导电层;所述的通孔的内壁上依次设有缓冲层、导 电层，所述通孔中设有填充有铜柱； 所述非金属材质的材料为氧化铝陶瓷;所述的导电层为Cu。
[0038]所述缓冲层为Ti、W两种金属形成的合金层;所述基板的厚度为0.48mm，所述的缓 冲层的厚度为15μηι;所述的导电层的厚度为15μηι。
[0039] 所述双面叉指电极在25°C电路的表面电阻率值为1.92Χ10-8Ω · m。
[0040] 所述通孔的上孔口为任意形状的几何图形，和上孔口等面积的圆的直径设为dl， dl为80μηι ;孔口为任意形状的几何图形，和下孔口等面积的圆的直径设为d2，d2为30μηι。
[0041] 实施例4 本实施例提供一种双面叉指电极，该叉指电极设有基板1，所述基板1表面依次设有缓 冲层2和导电层3;所述基板1中设有通孔11，通孔11是通过沿基板1厚度方向贯穿打孔形成 的，通孔的上下两个孔口的面积不相等;所述基板1由非金属材质的材料中组成;所属导电 层3为金属层。
[0042]所述基板在双面设置缓冲层和导电层;所述的通孔的内壁上依次设有缓冲层、导 电层，所述通孔中设有填充有银柱； 所述非金属材质的材料为氧化铝陶瓷;所述的导电层为Cu。
[0043]所述缓冲层为Mo、W两种金属形成的合金层;所述基板的厚度为0.48mm，所述的缓 冲层的厚度为20μηι;所述的导电层的厚度为20μηι。
[0044] 所述双面叉指电极在25°C电路的表面电阻率值为2.02Χ10_8Ω · m。
[0045] 所述通孔的上孔口为任意形状的几何图形，和上孔口等面积的圆的直径设为dl， dl为80μηι ;孔口为任意形状的几何图形，和下孔口等面积的圆的直径设为d2，d2为30μηι。
[0046] 实施例5 本实施例提供一种双面叉指电极，该叉指电极设有基板1，所述基板1表面依次设有缓 冲层2和导电层3;所述基板1中设有通孔11，通孔11是通过沿基板1厚度方向贯穿打孔形成 的，通孔的上下两个孔口的面积不相等;所述基板1由非金属材质的材料中组成;所属导电 层3为金属层。
[0047] 所述基板在双面设置缓冲层和导电层;所述的通孔的内壁上依次设有缓冲层、导 电层，所述通孔中设有填充有铜柱； 所述非金属材质的材料为氧化铝陶瓷;所述的导电层为Cu。
[0048]所述缓冲层为Ti、Mo两种金属形成的合金层;所述基板的厚度为0.88mm，所述的缓 冲层的厚度为30μηι;所述的导电层的厚度为15μηι。
[0049] 所述双面叉指电极在25°C电路的表面电阻率值为1.89Χ10_8Ω · m。
[0050] 所述通孔的上孔口为任意形状的几何图形，和上孔口等面积的圆的直径设为dl， dl为80μηι ;孔口为任意形状的几何图形，和下孔口等面积的圆的直径设为d2，d2为30μηι。
[0051] 实施例6 本实施例提供一种双面叉指电极，该叉指电极设有基板1，所述基板1表面依次设有缓 冲层2和导电层3;所述基板1中设有通孔11，通孔11是通过沿基板1厚度方向贯穿打孔形成 的，通孔的上下两个孔口的面积不相等;所述基板1由非金属材质的材料中组成;所属导电 层3为金属层。
[0052] 所述基板在双面设置缓冲层和导电层;所述的通孔的内壁上依次设有缓冲层、导 电层，所述通孔中设有填充有银柱； 所述非金属材质的材料为氧化铝陶瓷;所述的导电层为Cu。
[0053]所述缓冲层为Cu、Ni两种金属形成的合金层;所述基板的厚度为0.88mm，所述的 缓冲层的厚度为20μηι;所述的导电层的厚度为30μηι。
[0054] 所述双面叉指电极在25°C电路的表面电阻率值为2.13Χ10_8Ω · m。
[0055] 所述通孔的上孔口为任意形状的几何图形，和上孔口等面积的圆的直径设为dl， dl为80μηι ;孔口为任意形状的几何图形，和下孔口等面积的圆的直径设为d2，d2为30μηι。
[0056] 实施例7 本实施例为应用于实施例1所述的一种双面叉指电极的加工方法，所述双面叉指电极 加工方法包括： S1:选择氧化铝陶瓷材料作为基板，按照需求将基板裁成相应尺寸； S2:通过激光在基板上打出通孔，实现基板正反两面联通； S3:利用磁控溅射的方法，在基板的双面以及通孔的内表面镀上Cu、Ni两种金属材料， 形成缓冲层； S4:电镀金属到所述缓冲层表面形成导电层； S5:将线路图形转移到所述双面的导电层； 步骤S3中的磁控溅射方法具体为:溅射的靶材为高纯金属，金属的直径为35_、厚度 为5mm。靶和基板之间的距离为13cm，工作气体为99. 99wt%的高纯氮气和99. 99wt%的高 纯氩气，分别使用质量流量计控制;基板在放入真空室之前，分别用丙酮、酒精、去离子水超 声清洗，溅射前将真空室气压抽到2Xl(T 6Pa，并充入氩气预溅射15min以清洗靶面。随后通 入氮气，控制总溅射气压在1 X 1(T3 Pa，控制氮气与氩气的比例为2: 1，溅射功率控制在 l.lKw，溅射时间为lh。
[0057] 步骤S5中将线路图形转移到所述导电层的方法为在所述基板的底面和所述导电 层表面涂覆感光油墨，采用菲林曝光和显影形成线路图案;具体地，涂覆感光油墨的工艺参 数为:入料传送速度为1.5m/min，涂布速度为2.3 m/min，烘烤时间为7m/min，烘烤温度为90 °C;采用LDI曝光机对线路板进行曝光，曝光机曝光能量为9mJ;在曝光时对导电层蚀刻补 偿为 1 ·5μηι〇
[0058] 本实施例制备的双面叉指电极为一面是叉指电极，另一面也是叉指电极传感头。 可用于一侧检测干湿度，另一侧检测温度。
[0059] 实施例8 本实施例为应用于实施例2所述的一种双面叉指电极的加工方法，所述双面叉指电极 加工方法包括： S1:选择氧化铝陶瓷材料作为基板，按照需求将基板裁成相应尺寸； S2:通过激光在基板上打出通孔，实现基板正反两面联通； S3:利用磁控溅射的方法，在基板双面以及通孔的内表面镀上Cu、Ni两种金属材料，形 成缓冲层； S4:电镀金属到所述缓冲层表面形成导电层； S5:将线路图形转移到所述其中一面的导电层。
[0060] 步骤S3中的磁控溅射方法具体为:溅射的靶材为高纯金属，金属的直径为45mm、 厚度为6mm。靶和基板之间的距离为16cm，工作气体为99. 99wt%的高纯氮气和99. 99wt% 的高纯氩气，分别使用质量流量计控制;基板在放入真空室之前，分别用丙酮、酒精、去离子 水超声清洗，派射前将真空室气压抽到4Xl(T 6Pa，并充入氩气预溅射17min以清洗靶面。随 后通入氮气，控制总溅射气压在1 X l(T3Pa，控制氮气与氩气的比例为2:1，溅射功率控制在 1.25Kw，溅射时间为0.5h。
[0061] 步骤S5中将线路图形转移到所述导电层的方法为通过光刻的方式，在所述导电层 表面旋涂光刻胶，在曝光机下曝光和显影形成线路图案;具体为:光刻胶选取负胶，匀胶机 设定转速1500r/min和时间45s，在导电层上形成负胶涂层;将基片放在65°C的热板上，烘 6min，然后进行图形曝光，曝光时间7秒，再将基片放在100°C的热板上，烘3min，之后在无掩 模版的情况下曝光15s，两次曝光功率都保持在75W，随后进行显影。
[0062] 本实施例制备的双面叉指电极为一面是叉指电极，一面是电路4的叉指电极。用于 集成检测干湿度的传感器。
[0063] 实施例9 本实施例为应用于实施例3所述的一种双面叉指电极的加工方法，所述双面叉指电极 加工方法包括:S1:选择氧化铝陶瓷材料作为基板，按照需求将基板裁成相应尺寸； S2:通过激光在基板上打出通孔，实现基板正反两面联通； S3:利用磁控溅射的方法，在基板的单面以及通孔的内表面镀上Ti、W两种金属材料，形 成缓冲层； S4:电镀金属到所述缓冲层表面形成导电层； S5:将线路图形转移到所述导电层； 步骤S3中的磁控溅射方法具体为:溅射的靶材为高纯金属，金属的直径为25_、厚度 为3mm。靶和基板之间的距离为10cm，工作气体为99. 99wt%的高纯氮气和99. 99wt%的高 纯氩气，分别使用质量流量计控制;基板在放入真空室之前，分别用丙酮、酒精、去离子水超 声清洗，溅射前将真空室气压抽到IX l(T6Pa，并充入氩气预溅射12min以清洗靶面。随后通 入氮气，控制总溅射气压在1 X l(T3Pa，控制氮气与氩气的比例为2:1，溅射功率控制在lKw， 溅射时间为〇.5h。
[0064] 步骤S5中将线路图形转移到所述导电层的方法为在所述基板的底面和所述导电 层表面涂覆感光油墨，采用菲林曝光和显影形成线路图案;具体地，涂覆感光油墨的工艺参 数为:入料传送速度为1.5m/min，涂布速度为2.3 m/min，烘烤时间为7m/min，烘烤温度为90 °C;采用LDI曝光机对线路板进行曝光，曝光机曝光能量为9mJ;在曝光时对导电层蚀刻补 偿为 1 ·5μηι〇
[0065] 本实施例制备的双面叉指电极为一面是叉指电极，一面是电路4的叉指电极。用于 集成检测干湿度的传感器。
[0066] 实施例10 本实施例为应用于实施例1所述的一种双面叉指电极的加工方法，所述双面叉指电极 加工方法包括： S1:选择氧化铝陶瓷材料作为基板，按照需求将基板裁成相应尺寸； S2:通过激光在基板上打出通孔，实现基板正反两面联通； S3:利用磁控溅射的方法，在基板的双面以及通孔的内表面镀上Cu、Ni两种金属材料， 形成缓冲层； S4:电镀金属到所述缓冲层表面形成导电层； S5:将线路图形转移到所述双面的导电层； 步骤S2中的磁控溅射方法具体为:溅射的靶材为高纯金属，金属的直径为35_、厚度 为5mm。靶和基板之间的距离为13cm，工作气体为99. 99wt%的高纯氮气和99. 99wt%的高 纯氩气，分别使用质量流量计控制;基板在放入真空室之前，分别用丙酮、酒精、去离子水超 声清洗，溅射前将真空室气压抽到2Xl(T6Pa，并充入氩气预溅射15min以清洗靶面。随后通 入氮气，控制总溅射气压在1 X 1(T3 Pa，控制氮气与氩气的比例为2: 1，溅射功率控制在 l.lKw，溅射时间为1.25h。
[0067] 步骤S4中将线路图形转移到所述导电层的方法为通过光刻的方式，在所述导电层 表面旋涂光刻胶，在曝光机下曝光和显影形成线路图案;具体为:光刻胶选取负胶，匀胶机 设定转速1500r/min和时间45s，在导电层上形成负胶涂层;将基片放在65°C的热板上，烘 6min，然后进行图形曝光，曝光时间7秒，再将基片放在100°C的热板上，烘3min，之后在无掩 模版的情况下曝光15s，两次曝光功率都保持在75W，随后进行显影。
[0068] 本实施例双面叉指电极为一面是叉指电极，另一面也是叉指电极传感头。可用于 一侧检测气体分子浓度，另一侧检测干湿度。
[0069] 对比例1 本实施例提供一种陶瓷基板叉指电极，该叉指电极从下往上依次为:基板、缓冲层和导 电层;其中，所述基板材料为陶瓷;所述的导电层为Cu。
[0070] 所述缓冲层为Mo、W中形成的合金层(Mo、W质量比为1:1);所述基板的厚度为 0.48mm，所述的缓冲层的厚度为50μηι ;所述的导电层的厚度为45μηι。
[0071] 所述陶瓷基板叉指电极在25°C电路的表面电阻率值为3.56Χ10-5Ω ·πι。
[0072] 对比例2 本实施例提供一种陶瓷基板叉指电极，该叉指电极从下往上依次为:基板、缓冲层和导 电层;其中，所述基板材料为陶瓷;所述的导电层为Ni。
[0073] 所述缓冲层为Mo、W中形成的合金层(Mo、W质量比为1:1);所述基板的厚度为 1mm，所述的缓冲层的厚度为25μηι ;所述的导电层的厚度为22μηι。
[0074] 所述陶瓷基板叉指电极在25°C电路的表面电阻率值为2.4Χ10-6Ω · m。
[0075] 对比例3 本实施例为应用于实施例1所述的一种双面叉指电极的加工方法，所述双面叉指电极 加工方法包括： S1:选择氧化铝陶瓷材料作为基板，按照需求将基板裁成相应尺寸； S2:通过激光在基板上打出通孔，实现基板正反两面联通； S3:利用磁控溅射的方法，在基板的双面以及通孔的内表面镀上Cu、Ni两种金属材料， 形成缓冲层； S4:电镀金属到所述缓冲层表面形成导电层； S5:将线路图形转移到所述双面的导电层； 步骤S2中的磁控溅射方法具体为:溅射的靶材为高纯金属，金属的直径为40_、厚度为 8mm。靶和基板之间的距离为5cm，工作气体为99. 99wt%的高纯氮气和99. 99wt%的高纯 氩气，分别使用质量流量计控制;基板在放入真空室之前，分别用丙酮、酒精、去离子水超声 清洗，派射前将真空室气压抽到lXl(T 3Pa，并充入氩气预溅射15min以清洗靶面。随后通入 氮气，控制总溅射气压在20Pa，控制氮气与氩气的比例为2:1，溅射功率控制在1.5Kw，派射 时间为lh。
[0076] 步骤S4中将线路图形转移到所述导电层的方法为在所述基板的底面和所述导电 层表面涂覆感光油墨，采用菲林曝光和显影形成线路图案;具体地，涂覆感光油墨的工艺参 数为:入料传送速度为1.5m/min，涂布速度为2.3 m/min，烘烤时间为7m/min，烘烤温度为90 °C;采用LDI曝光机对线路板进行曝光，曝光机曝光能量为9mJ;在曝光时对导电层蚀刻补 偿为 1 ·5μηι〇
[0077] 实验例 层间结合强度测试。采用GB/T 5270-2005对缓冲层与导电层、缓冲层与基板间的结合 强度进行测试。
[0078] 1.1对缓冲层(未形成叉指电极前)进行钢球摩擦抛光实验，其结果如表1所示。
[0079] 表1缓冲层(未形成叉指电极前)钢球摩擦抛光实验结果
1.2对电极单体进行热震实验(300°C )，观察表面形态，其结果如表2所示。
[0080] 表2电极单体热震实验(300°C)表面形态观察结果
以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说 明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本 发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范 围之内。
【主权项】
1. 一种双面叉指电极，其特征在于，该叉指电极设有基板（1)，所述基板表面依次设有 缓冲层(2)和导电层(3);所述基板中设有通孔（11)，通孔是通过沿基板厚度方向贯穿打孔 形成的，通孔的上下两个孔口的面积不相等;所述基板由金属或非金属材质的材料中的任 一种组成;所属导电层为金属层。2. 根据权利要求1所述双面叉指电极，其特征在于，所述基板（1)可在单面或双面设 置缓冲层(2)和导电层(3);所述的通孔(11)的内壁上依次设有缓冲层(2)、导电层(3)，所述 通孔中设有填充有铜柱或银柱。3. 根据权利要求1所述双面叉指电极，其特征在于，所述非金属材质的材料可为陶 瓷、玻璃、PS、PET、PC、PMMA及其聚合物中的任一种;所述的导电层为Ag、Cu、Au、Al、Ni、 Fe中的一种形成的金属层或其中至少两种形成的合金层。4. 根据权利要求1所述双面叉指电极，其特征在于，所述缓冲层为Cu、Ni、Cu、Ni、Ti、 Mo、W中的至少两种形成的合金层;所述基板的厚度为0.1-lmm，所述的缓冲层的厚度为5-50μηι;所述的导电层的厚度为5-50μηι。5. 根据权利要求1所述双面叉指电极，其特征在于，所述双面叉指电极在25°C电路的 表面电阻率值为1.60X 10-8-2.20X 10-8Ω · m。6. 根据权利要求1所述的双面叉指电极，其特征在于:所述通孔的上孔口为任意形状 的几何图形，和上孔口等面积的圆的直径设为dl，dl为50-150μπι;孔口为任意形状的几何图 形，和下孔口等面积的圆的直径设为d2，d2为10-40μηι。7. -种双面叉指电极加工方法，应用于如权利要求1至6中任意一项所述的双面叉指 电极，其特征在于，所述双面叉指电极加工方法包括： S1:选择上述任一种金属或非金属材质材质的材料作为基板，按照需求将基板裁成相 应尺寸； S2:通过激光在基板上打出通孔，实现基板正反两面联通； S3:利用磁控溅射的方法，在基板的单面或双面以及通孔的内表面镀上Cu、Ni、Ti、Mo、W 中的至少两种金属材料，形成缓冲层； S4:电镀金属到所述缓冲层表面形成导电层； S5:将线路图形转移到所述导电层； S6:蚀刻液中蚀刻处理，获得含通孔的单面或双面叉指电极。8. 根据权利要求7的一种双面叉指电极加工方法，其特征在于，步骤S3中的磁控溅射方 法具体为:溅射的靶材为高纯金属，金属的直径为25-45mm、厚度为3-6mm;8.靶和基板之 间的距离为l〇-16cm，工作气体为99. 99wt%的高纯氮气和99. 99wt%的高纯氩气，分别使 用质量流量计控制;基板在放入真空室之前，分别用丙酮、酒精、去离子水超声清洗，溅射前 将真空室气压抽到lXl(T 6-4Xl(T6Pa，并充入氩气预溅射12-17min以清洗靶面； 随后通入氮气，控制总溅射气压在1 X 10-3-3 X 10_3 Pa，控制氮气与氩气的比例为2:1， 溅射功率控制在lKw-1.25Kw，溅射时间为0.5-1.5h。9. 根据权利要求7的一种双面叉指电极加工方法，其特征在于，步骤S5中将线路图形转 移到所述导电层的方法为在所述基板的底面和所述导电层表面涂覆感光油墨，采用菲林曝 光和显影形成线路图案;具体地，涂覆感光油墨的工艺参数为:入料传送速度为1.0-2.0m/ 11^11，涂布速度为1.8-2.8 111/1^11，烘烤时间为6-8111/1^11，烘烤温度为80-95°(：;采用〇)1曝 光机对线路板进行曝光，曝光机曝光能量为8-10mJ;在曝光时对导电层蚀刻补偿为0.5-2μ m〇10.根据根据权利要求7的一种双面叉指电极加工方法，其特征在于，步骤S5中将线路 图形转移到所述导电层的另一种方法为通过光刻的方式，在所述导电层表面旋涂光刻胶， 在曝光机下曝光和显影形成线路图案；具体为：光刻胶选取负胶，匀胶机设定转速1100-1500r/min和时间30-55s，在导电层上形成负胶涂层;将基片放在55-75°C的热板上，烘5-8min，然后进行图形曝光，曝光时间5-8秒，再将基片放在90-110 °C的热板上，烘3-5min，之 后在无掩模版的情况下曝光10-20S，两次曝光功率都保持在65-80W，随后进行显影。
【文档编号】G01D5/12GK106017515SQ201610365590
【公开日】2016年10月12日
【申请日】2016年5月28日
【发明人】黄兴桥, 崔皓博
【申请人】惠州市力道电子材料有限公司