CN115191673A - 一种雾化孔、储液腔同步加工式硅基雾化芯制造工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种雾化孔、储液腔同步加工式硅基雾化芯制造工艺，其包括以下步骤：1)准备硅衬底片；2)在所述硅衬底片使用炉管工艺沉积隔离层，所述隔离层厚度为100nm‑2μm；3)在所述隔离层上使用蒸发工艺沉积金属加热丝和金属电极，并通过湿法腐蚀工艺做出特定图形；4)通过光刻和湿法腐蚀的工艺将正面以及背面隔离层图形化；5)使用KOH或TMAH等硅各向异性腐蚀溶液同时将正面雾化孔以及背面储液腔同时腐蚀出来；6)使用湿法腐蚀工艺将残留在硅表面的介质层腐蚀掉。本发明使用硅各相异性湿法腐蚀工艺同时将雾化孔和储液腔腐蚀出来，其可以降低硅基雾化芯的制造成本，提高其产量，增加其商业竞争力。

Description

一种雾化孔、储液腔同步加工式硅基雾化芯制造工艺
技术领域
本发明属于液体加热雾化芯技术领域，尤其涉及一种雾化孔、储液腔同步加工式硅基雾化芯制造工艺。
背景技术
发热雾化元件作为液体汽化装置的核心部件，对液体进行加热，将其变为雾状气溶胶而被抽吸者吸入。为确保抽吸者获得良好的口感，要求雾化元件加热雾化液体时要做到快速、均匀、一致、细腻且尽量减少有害物质产生。
现有液体加热雾化芯主要有以下三种类型：
第一种为包棉雾化芯，金属发热丝和棉芯直接接触，在高温下，发热丝中的金属成分以及棉芯材料的碎屑可能会被雾化形成的气溶胶携带而被使用者吸入，造成潜在的健康危害。同时，棉芯与金属发热丝非均匀接触，受热不均匀，以及高温碳化也会引起发热丝电阻变化，进而引起发热丝温度变化，使得雾化均匀性、稳定性、一致性较差。
第二种为多孔陶瓷雾化芯，其由多孔陶瓷和发热电极两部分构成。多孔陶瓷经过高温烧结制成碗状结构，发热电极设计成特定形状附着在陶瓷表面。在工作过程中，发热电极通过发热，把液体加热形成雾气，由陶瓷微孔散发。由于微米级蜂窝孔的存在，其雾化出的气溶胶更加细腻。但是陶瓷芯热传导率较低，且不均匀，金属加热丝不可能覆盖到整个雾化面，造成局部温度过高，引起干烧、积碳，释放有毒物质，雾化孔堵塞等。陶瓷烧结工艺本身，也不可避免会引入有害物质，危害使用者健康。
第三种为硅基雾化芯，在硅材料上做有金属加热丝和雾化孔结构，雾化加热区域温度均匀可控、雾化孔大小一致可调，可有效避免局部过热引起的积碳、雾化孔堵塞、有毒物质析出等有害现象。由于其雾化孔大小、数量、分布可调，对液体雾化口味还原度以及细腻、均匀度，都有明显提升。且整个雾化芯可以采用对人体无害的材质。。
现有硅基雾化芯采用半导体微纳加工技术制造，工艺流程复杂，生产周期长，成本高，难以和传统陶瓷雾化芯以及棉芯相竞争。
发明内容
本发明提供的一种雾化孔、储液腔同步加工式硅基雾化芯制造工艺，其可以降低硅基雾化芯的制造成本，提高其产量，增加其商业竞争力。
为了实现上述目的，本发明提供了一种雾化孔、储液腔同步加工式硅基雾化芯制造工艺，其包括以下步骤：
1)准备硅衬底片；
2)在所述硅衬底片使用炉管工艺沉积隔离层，所述隔离层厚度为100nm-2μm；
3)在所述隔离层上使用蒸发工艺沉积金属加热丝和金属电极，并通过湿法腐蚀工艺做出特定图形；
4)通过光刻和湿法腐蚀的工艺将正面以及背面隔离层图形化；
5)使用KOH或TMAH等硅各向异性腐蚀溶液同时将正面雾化孔以及背面储液腔同时腐蚀出来；
6)使用湿法腐蚀工艺将残留在硅表面的介质层腐蚀掉。
作为上述技术方案的进一步描述：
所述炉管工艺为热氧化工艺或LPCVD工艺。
作为上述技术方案的进一步描述：
所述隔离层为氧化硅层、氮化硅层或氧化硅和氮化硅复合层。
作为上述技术方案的进一步描述：
所述金属加热丝为Mo或Au等耐KOH或TMAH腐蚀的材料。
作为上述技术方案的进一步描述：
所述金属电极为Mo或Au等耐KOH或TMAH腐蚀的材料。
作为上述技术方案的进一步描述：
所述硅衬底片的厚度为5μm-300μm。
作为上述技术方案的进一步描述：
所述雾化孔开口尺寸可以是10μm-500μm。
综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：
1、使用硅各相异性湿法腐蚀工艺同时将雾化孔和储液腔腐蚀出来。湿法腐蚀工艺成本低，可以大批量同时作业。避免使用单片作业、产量低且成本昂贵的等离子体深硅刻蚀工艺。
2.隔离层氧化硅或氮化硅，使用炉管批量工艺作业，降低单片成本。
3.隔离层图形化也采用湿法腐蚀工艺，批量作业，降低加工成本。
4.金属电极和金属加热丝采用湿法腐蚀工艺，批量作业，降低成本。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1为一种雾化孔、储液腔同步加工式硅基雾化芯制造工艺的流程图。
图2为一种雾化孔、储液腔同步加工式硅基雾化芯制造工艺中步骤1)的结构示意图。
图3为一种雾化孔、储液腔同步加工式硅基雾化芯制造工艺中步骤2)的结构示意图。
图4为一种雾化孔、储液腔同步加工式硅基雾化芯制造工艺中步骤3)的结构示意图。
图5为一种雾化孔、储液腔同步加工式硅基雾化芯制造工艺中步骤4)的结构示意图。
图6为一种雾化孔、储液腔同步加工式硅基雾化芯制造工艺中步骤5)的结构示意图。
图7为一种雾化孔、储液腔同步加工式硅基雾化芯制造工艺中步骤6)的结构示意图。
图例说明：
1、硅衬底片；2、隔离层；3、金属加热丝；4、金属电极；5、雾化孔；6、储液腔。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
在本发明实施例的描述中，需要说明的是，术语“上”、“内”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
请参阅图1-7，本发明提供了一种雾化孔、储液腔同步加工式硅基雾化芯制造工艺，其特征在于，包括以下步骤：
1)准备硅衬底片1；
2)在所述硅衬底片1使用炉管工艺沉积隔离层2，所述隔离层2厚度为100nm-2μm；
3)在所述隔离层2上使用蒸发工艺沉积金属加热丝3和金属电极4，并通过湿法腐蚀工艺做出特定图形；
4)通过光刻和湿法腐蚀的工艺将正面以及背面隔离层图形化；
5)使用KOH或TMAH等硅各向异性腐蚀溶液同时将正面雾化孔5以及背面储液腔6同时腐蚀出来；由于各相异性硅腐蚀工艺的特点，雾化孔和储液腔的侧壁是具有一定角度的斜面；
6)使用湿法腐蚀工艺将残留在硅表面的介质层腐蚀掉。
所述炉管工艺为热氧化工艺或LPCVD工艺。具体的采用湿法氧化，氧化膜质量好，在氢气和氧气点火生成水后，用氮气稀释，可以提高氧化膜的质量。
所述隔离层2为氧化硅层、氮化硅层或氧化硅和氮化硅复合层。隔离层优选为氧化硅层。
所述金属加热丝3为Mo或Au等耐KOH或TMAH腐蚀的材料。具体的是金属加热丝为Mo。
所述金属电极4为Mo或Au等耐KOH或TMAH腐蚀的材料。金属电极为Mo。
所述硅衬底片的厚度为5μm-300μm。硅衬底片可以根据实际需求选择厚度。
所述雾化孔5开口尺寸可以是10μm-500μm。雾化孔可以根据实际需求选择开口尺寸。雾化孔的形状根据工艺特征可以为正方形、长方形或菱形等。雾化孔之间的硅间隔截面，其形状根据工艺特征可以是三角形、梯形或菱形等。
工作原理：准备硅衬底片1；在所述硅衬底片1使用湿法氧化沉积隔离层2，隔离层2厚度为200nm；在隔离层2上使用蒸发工艺沉积金属加热丝3和金属电极4，并通过湿法腐蚀工艺做出特定图形；通过光刻和湿法腐蚀的工艺将正面以及背面隔离层图形化；使用KOH腐蚀溶液同时将正面雾化孔5以及背面储液腔6同时腐蚀出来；由于各相异性硅腐蚀工艺的特点，雾化孔和储液腔的侧壁是具有一定角度的斜面；使用湿法腐蚀工艺将残留在硅表面的介质层腐蚀掉，得到硅基雾化芯。
因此，本发明的有益效果如下：
1湿法腐蚀工艺成本低，可以大批量同时作业。避免使用单片作业、产量低且成本昂贵的等离子体深硅刻蚀工艺。
2.隔离层氧化硅或氮化硅，使用炉管批量工艺作业，降低单片成本。
3.隔离层图形化也采用湿法腐蚀工艺，批量作业，降低加工成本。
4.金属电极和金属加热丝采用湿法腐蚀工艺，批量作业，降低成本。
5.适合大批量生产，且制造成本低，使硅基雾化芯的应用更具商业竞争力。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种雾化孔、储液腔同步加工式硅基雾化芯制造工艺，其特征在于，包括以下步骤：
1)准备硅衬底片(1)；
2)在所述硅衬底片(1)使用炉管工艺沉积隔离层(2)，所述隔离层(2)厚度为100nm-2μm；
3)在所述隔离层(2)上使用蒸发工艺沉积金属加热丝(3)和金属电极(4)，并通过湿法腐蚀工艺做出特定图形；
4)通过光刻和湿法腐蚀的工艺将正面以及背面隔离层图形化；
5)使用KOH或TMAH等硅各向异性腐蚀溶液同时将正面雾化孔(5)以及背面储液腔(6)同时腐蚀出来；
6)使用湿法腐蚀工艺将残留在硅表面的介质层腐蚀掉。
2.根据权利要求1所述的一种雾化孔、储液腔同步加工式硅基雾化芯制造工艺，其特征在于，所述炉管工艺为热氧化工艺或LPCVD工艺。
3.根据权利要求1所述的一种雾化孔、储液腔同步加工式硅基雾化芯制造工艺，其特征在于，所述隔离层(2)为氧化硅层、氮化硅层或氧化硅和氮化硅复合层。
4.根据权利要求1所述的一种雾化孔、储液腔同步加工式硅基雾化芯制造工艺，其特征在于，所述金属加热丝(3)为Mo或Au等耐KOH或TMAH腐蚀的材料。
5.根据权利要求1所述的一种雾化孔、储液腔同步加工式硅基雾化芯制造工艺，其特征在于，所述金属电极(4)为Mo或Au等耐KOH或TMAH腐蚀的材料。
6.根据权利要求1所述的一种雾化孔、储液腔同步加工式硅基雾化芯制造工艺，其特征在于，所述硅衬底片的厚度为5μm-300μm。
7.根据权利要求1所述的一种雾化孔、储液腔同步加工式硅基雾化芯制造工艺，其特征在于，所述雾化孔(5)开口尺寸可以是10μm-500μm。
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Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5549275A (en) * 1978-10-06 1980-04-09 Fuji Xerox Co Ltd Multi-nozzle orifice plate
US20010019807A1 (en) * 1999-12-24 2001-09-06 Tsutomu Yamada Deposition mask and manufacturing method thereof, and electroluminescence display device and manufacturing method thereof
CN1642374A (zh) * 2001-01-26 2005-07-20 精工爱普生株式会社 掩模的制造方法
CN101665231A (zh) * 2009-09-18 2010-03-10 上海芯敏微系统技术有限公司 一种基于(100)硅片采用双面对穿腐蚀制造薄膜器件结构及方法
CN102786029A (zh) * 2011-05-18 2012-11-21 中国科学院上海微系统与信息技术研究所 一种用于制作纳米器件的自对准盖板及其制作、使用方法
CN110063529A (zh) * 2019-05-31 2019-07-30 合肥微纳传感技术有限公司 用于电子烟的二次雾化器
CN114158783A (zh) * 2022-01-04 2022-03-11 美满芯盛(杭州)微电子有限公司 一种mems硅基孔腔雾化芯及其制造方法
CN114271550A (zh) * 2022-01-20 2022-04-05 美满芯盛(杭州)微电子有限公司 一种用于液体雾化的硅基发热雾化芯及其制造方法

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5549275A (en) * 1978-10-06 1980-04-09 Fuji Xerox Co Ltd Multi-nozzle orifice plate
US20010019807A1 (en) * 1999-12-24 2001-09-06 Tsutomu Yamada Deposition mask and manufacturing method thereof, and electroluminescence display device and manufacturing method thereof
CN1642374A (zh) * 2001-01-26 2005-07-20 精工爱普生株式会社 掩模的制造方法
CN101665231A (zh) * 2009-09-18 2010-03-10 上海芯敏微系统技术有限公司 一种基于(100)硅片采用双面对穿腐蚀制造薄膜器件结构及方法
CN102786029A (zh) * 2011-05-18 2012-11-21 中国科学院上海微系统与信息技术研究所 一种用于制作纳米器件的自对准盖板及其制作、使用方法
CN110063529A (zh) * 2019-05-31 2019-07-30 合肥微纳传感技术有限公司 用于电子烟的二次雾化器
CN114158783A (zh) * 2022-01-04 2022-03-11 美满芯盛(杭州)微电子有限公司 一种mems硅基孔腔雾化芯及其制造方法
CN114271550A (zh) * 2022-01-20 2022-04-05 美满芯盛(杭州)微电子有限公司 一种用于液体雾化的硅基发热雾化芯及其制造方法

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