[发明专利]一种薄膜铂电阻中阻栅结构的加工方法

说明书

本申请提供了一种薄膜铂电阻中阻栅结构的加工方法，包括：在所述陶瓷基板表面沉积铂薄膜层；根据预设图案，利用激光在所述铂薄膜层上刻蚀出电阻条间距≤5um的阻栅结构，所述激光的波长为355nm～532nm，激光的脉宽≤10ps。该加工方法可在铂薄膜层刻蚀出电阻条间距≤5um的阻栅结构，相比于传统的曝光显影制作掩膜和蚀刻的制作工艺，激光加工阻栅结构可避免铂电阻因刻蚀后线条产生晶格畸变的内应力，同时该加工方法还减少了掩膜的制作、化学药品的使用等，加工效率更快，经济效益更高，且更环保。

技术领域

本申请属于薄膜铂电阻加工技术领域，更具体地说，是涉及一种薄膜铂电阻中阻栅结构的加工方法。

背景技术

相对于热敏和热偶电阻，铂电阻温度传感器具有线性好、稳定性好、准确度高、测温范围广等优点，在航空航天、高速列车、工业生产等领域中得到越来越广泛的应用。铂电阻元件主要采用厚膜、薄膜和丝绕工艺制作。薄膜铂电阻用膜工艺改变原有的线绕工艺来制备，它是由微米级厚度的铂薄膜沉积在陶瓷基板上，适用于表面、狭小区域、快速测温计和需要高阻值元件的场合。由于薄膜热容量小，热导率大，而陶瓷基板又是良好的绝缘材料，薄膜铂电阻能准确地测出所在表面的真实温度。薄膜铂电阻超细阻栅结构的电阻条特征尺寸及电阻条间距均为微米尺度。

传统的阻栅结构加工方法使用曝光显影制作掩膜和蚀刻的方法对薄膜铂电阻的超细阻栅结构进行加工。曝光显影技术设备成本昂贵，涉及的加工工序繁多，加工效率低。湿法化学腐蚀刻蚀技术缺乏各向异性，特征尺寸较小的工艺难以利用湿法化学腐蚀刻蚀技术实现。干法刻蚀如离子束刻蚀，由于工作腔内温度较高，容易导致铂表面的光刻胶发生变形和变质，影响电阻条的均匀一致性。

申请内容

本申请提供一种薄膜铂电阻中阻栅结构的加工方法，以解决上述背景技术所提到的的技术问题。

一种薄膜铂电阻中阻栅结构的加工方法，包括：

在陶瓷基板表面沉积铂薄膜层；

根据预设图案，利用激光在所述铂薄膜层上刻蚀出电阻条之间的间距≤5um的阻栅结构，其中，所述激光的波长为355nm～532nm，激光的脉宽≤10ps。

进一步地，所述对陶瓷基板进行预处理，获取特定的陶瓷基板表面粗糙度，所述表面粗糙度为1um～3um。

进一步地，所述在所述陶瓷基板表面沉积铂薄膜层，包括：

在真空环境下以纯度≥99.99％铂金作为靶材，采用溅射沉积的方法在陶瓷基板表面沉积厚度≤10um的铂薄膜层。

进一步地，所述利用激光在所述铂薄膜层上刻蚀预设图案的阻栅结构，还包括：

调整激光焦距，使陶瓷基板表面处于激光焦点位置，该激光焦点位置误差精度≤0.02mm。

进一步地，对沉积有铂薄膜层的陶瓷基板进行热处理，热处理的温度控制在350℃～550℃，处理时间可控制在2h～3h。

进一步地，还包括：

根据薄膜铂电阻中的阻栅结构、电阻条的宽度、以及电阻条的间距在计算机上绘制阻栅结构的预设图案。

进一步地，还包括：

根据所述预设图案在激光设备上设置所述激光的加工参数以及加工路径。

进一步地，所述激光的加工参数设置包括：设置打标次数为1～10次、Q开关频率为200KHz～1000KHz、扫描填充间距为0.005mm～0.05mm、激光功率为2.4W～5.6W。

进一步地，所述激光设备包括超快激光器和光学元件，其中的光学元件采用3倍～8倍的扩束镜、30mm～70mm的F-θ聚焦镜、以及重复扫描精度≤0.003mm的扫描振镜。