Класифікація термодатчиків
ПРИНЦИПИ ПОБУДОВИ ТЕРМОДАТЧИКІВ НА АКУСТИЧНИХ ХВИЛЯХ
Аналіз можливих варіантів побудови датчиків акустичних хвиль
КОНСТРУКЦІЯ ТА ПРИНЦИП ДІЇ термодатчика НА АКУСТИЧНИХ ХВИЛЯХ
ВИЗНАЧЕННЯ НЕОБХІДНИХ ПАРАМЕТРІВ, ЯКІ ВПЛИВАЮТЬ НА ПОВЕРХНЕВІ АКУСТИЧНІ ХВИЛІ В ПАСИВНИХ ЕЛЕМЕНТАХ
ЕКОНОМІЧНА ЧАСТИНА. РОЗРАХУНОК ВАРТОСТІ ВИРОБНИЦТВА
ТЕХНОЛОГІЧНА ЧАСТИНА. ТЕХНОЛОГІЯ ВИГОТОВЛЕННЯ ПАХ СТРУКТУР
ОХОРОНА ПРАЦІ ТА НАВКОЛИШНЬОГО СЕРЕДОВИЩА. ЗАХИСТ ВІД ВРАЖЕННЯ ЕЛЕКТРИЧНИМ СТРУМОМ
Навигация
ТЕХНОЛОГІЧНА ЧАСТИНА. ТЕХНОЛОГІЯ ВИГОТОВЛЕННЯ ПАХ СТРУКТУР
Розробка датчика температур на акустичних хвилях
109443
знака
15
таблиц
38
изображений
8. ТЕХНОЛОГІЧНА ЧАСТИНА. ТЕХНОЛОГІЯ ВИГОТОВЛЕННЯ ПАХ СТРУКТУР
У виробництві пристроїв, що працюють на акустичних хвилях, використається фотолітографічний процес (рис.8.1); приблизно таким же способом виготовляються інтегральні схеми. Єдина різниця полягає в тім, що в акустичних датчиках немає переходів.
Рисунок 8.1 Фотолітографічний процес
При виготовленні акустичних сенсорів найбільше часто використаються наступні п'єзоелектричні підкладки: кварц (Si2), танталат літію (LiTa3) і трохи рідше ніобат літію (LiNb3). У кожного із цих матеріалів є свої переваги й недоліки, пов'язані із ціною, температурною залежністю, загасанням і швидкістю поширення. В таблиці 8 наведено коефіцієнти чутливості деяких матеріалів, за якими можна визначити чутливість частоти (періоду) ПАХ до зовнішніх впливаючих факторів: деформацій eij звукопроводу KeSpeij, його температури DT та обертання основи W:
Df/fn0»KeSpeij+KtDT+Kk×W/fn0–DL/L0.
Таблиця 8
Коефіцієнти чутливості звукопроводу ПАХ
| Матеріал звукопроводу | f0n, МГц | Ke | Kt×104, 0C | Kk | |||
| Експеримент | Розрахунок | Експеримент | Розрахунок | Експеримент | Розрахунок | ||
| ZnO-SiO2 | 82,0 | 5,7 | 4,53 | 61,45 | 48,25 | -0,24 | -0,22 |
| a-SiO2 ST-зрізу | 78,9 | -0,87 | -0,54 | 2,8 | 3,25 | -0,44 | -0,59 |
Слід зазначити, що анизотрорпні матеріали, у тому числі й кварц, володіють такою властивістю: температурна залежність матеріалу залежить від кута зрізу й напрямку поширення хвилі. Правильним підбором значень цих параметрів можна мінімізувати температурний ефект першого порядку. Якщо максимізувати цей ефект, то можна сконструювати акустичний датчик температури. Не можна сказати того ж про ніобат й танталат літію, тому що при будь-яких зрізі матеріалу й напрямку поширення хвилі зберігається лінійна температурна залежність. З інших матеріалів, що мають комерційне застосування, слід зазначити: арсенід галію (GaAs), карбід кремнію (Si), лангасит (LGS), оксид цинку (Zn), нітрид алюмінію (Al), п'єзоелектричний титанат свинцю-цирконію (PZT), фторид поливинилидена (PVd).
Для виготовлення датчиків використається фотолітографічний процес (див. рис. 8.1). Зборка починається з полірування й очищення п'єзоелектричної підкладки. Потім на підкладку рівномірно наноситься метал, як правило, алюміній. Потім на пристрій методом центрифугирования наносять фоторезист, а потім його задубливают з метою підвищення міцності. Потім ті області, які повинні бути металізовані в остаточному підсумку, закриваються світлонепроникним папером, і пристрій міститься під ультрафіолетове випромінювання. В опромінених зонах відбуваються хімічні зміни, після яких їх легко видалити за допомогою проявника. Нарешті, видаляється фоторезист, що залишився. Малюнок металу, що залишився, і є зустрічно-штировий перетворювач. Ефективність сенсора можна максимізувати за допомогою зміни довжини, ширини, товщини й розташування перетворювача.
Фотолітографія, спосіб формування рельєфного покриття заданої конфігурації за допомогою фоторезисту (спеціальний матеріал, що змінює свої фізико-хімічні властивості при опроміненні світлом). Фотолітографія звичайно включає:
1) нанесення фоторезисту на метал, діалектик або напівпровідник методами центрифугування, напилювання або сублімації;
2) сушіння фоторезисту при 90-110 0C для поліпшення його адгезії до підкладки;
3) експонування фоторезисту видимим або УФ випромінюванням через фотошаблон (стекло, кварц й ін.) із заданим малюнком для формування схованого зображення; здійснюється за допомогою ртутних ламп (при контактному способі експонування) або лазерів;
4) прояв (візуалізацію) схованого зображення шляхом видалення фоторезисту з опроміненої (позитивне зображення) або неопроміненої (негативне) ділянки шару вимиванням водно-лужними й органічними розчинниками або сублімацією в плазмі високочастотного розряду;
5) термічну обробку (дублення) отриманого рельєфного покриття (маски) при 100-200 0C для збільшення його стійкості при травленні;
б) травлення ділянок вільної поверхні травителями кислотного типу (напр., на основі HF, NH4F або CH3COOH) або сухими методами (напр., галогеновмісткою плазмою);
7) видалення маски розчинниками або випалюванням кисневою плазмою. Масштаб передачі малюнка фотошаблона звичайно 1:1 або 5:1 й 10:1 (при проекційному способі експонування).
При виготовленні інтегральних схем процес повторюють багаторазово на різних технологічних шарах матеріалу й при цьому кожний наступний малюнок повинен бути сполучений із попереднім.
Часто для додання фоторезистному покриттю специфічних характеристик (підвищення стійкості до травителей, зменшення відбиття випромінювання від підкладки, планаризація рельєфу й ін.) формують багатошарові покриття, у яких один із шарів, звичайно верхній, є власно фоторезистом, а інші мають допоміжні функції. Двошарове покриття сформовано й в одношаровому фоторезисті шляхом локальної хімічної модифікації поверхні.
Основними вимогами до фотолітографії:
- висока розв'язна здатність;
- мінімальна дефектність;
- висока продуктивність.
Існує кілька різновидів фотолітографії. Метод прямої фотолітографії передбачає нанесення суцільної плівки матеріалу тонкоплівочного елемента, формування на його поверхні фоторезистної контактної маски, втравлювання через вікна у фоторезисті зайвих ділянок плівки. Контактна маска з фоторезисту або іншого матеріалу, більш стійкого до наступних технологічних впливів, відтворює малюнок фотошаблона із плівки.
Експонований фоторезист віддаляється (розчиняється) після чого плівка резистивного матеріалу стравлюється з ділянок, не захищених фоторезистом. Далі на підкладці у вакуумі наноситься суцільна плівка алюмінію. Після фотолітографії й травлення алюмінію провідна плівка залишається в областях контактних площадок і провідників. При цьому сформовані на попередньому етапі резистори не ушкоджуються. Після нанесення поверх провідних елементів і резисторів захисного шару скла проводиться ще одна, третя фотолітографічна обробка, у результаті якої стекло віддаляється з областей над контактними площадками, а також по периметрі плати.
Метод зворотної (підривний) фотолітографії відрізняється від попередніх тим, що спочатку на підкладці формується контактна маска, потім наноситься матеріал плівкового елемента, після чого виробляється видалення контактної маски.
При фотолітографічному методі для виготовлення ГИС, що містять резистори й провідники, використають два технологічних маршрути. Перший варіант - напилювання матеріалу резистивної і провідної плівок; фотолітографія провідного шару; фотолітографія резистивного шару; нанесення захисного шару. Другий варіант - після проведення перших двох операцій, тих же що й у попередньому варіанті, спочатку здійснюють фотолітографію й травлення одночасно провідного й резистивного шарів, потім другу фотолітографію для підбурення провідного шару в місцях формування резистивних елементів, після чого наносять захисний шар й фотолітографію для розкриття вікон у ньому над контактними площадками.
Похожие работы
... і працездатності людини в процесі труда. Максимальне зменшення числа шкідливих впливів, створення комфорту — от головні задачі охорони праці. Тема дипломної роботи — “Моделювання процесу обробки сигналів датчика у вихровому потоковимірювачі”. Машинний зал ПЕОМ є помешканням з підвищеною небезпекою поразки людини електричним струмом, тому що в даному помешканні присутня можливість одночасного ...
... різця й шорсткості обробленої поверхні; - розробити методику оцінки й визначити ймовірність руйнування різців, які оснащені круглими алмазно-твердосплавними пластинами. Об'єкт досліджень – процес чистового та напівчистового точіння силумінів різцями, які оснащені АТП. Предмет досліджень – надійність інструментів з алмазних композиційних НТМ на прикладі АТП, реєстрація та аналіз сигналів АЕ. ...
... році розмір прибутку вже складав 205,7 тис. грн. при рівні рентабельності 19,7%. 2. Мета і задачі дослідження Об'єктом дослідження є паливо для карбюраторних двигунів. Метою проведених дослідів є збільшення октанового числа бензину та зменшення загазованості оточуючого середовища. Для цього розроблена технологія та установка отримання сумішного палива в умовах агровиробництва. Розроблена ...
... джерелом живлення і об'єднаний з мініатюрним радіопередавачем сигналів тривоги. Приймальна станція контролює до 99 датчиків. Фірма Sensor Electronics (Великобританія)випускає різні | бистророзгортувальні |периметральні| системи з пасивними ІЧ-ДАТЧИКАМИ|. На рис.25 показана одна з таких систем — портативний комплекс AutoGuard. Система містить в своєму складі від 8-ми до 24-х бездротових ІЧ- ...
0 комментариев