CN85100133A - 微型箔式电阻应变计的制造工艺 - Google Patents
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Abstract
“微型箔式电阻应变计的制造工艺”，属于计量、测试元件制造技术。本工艺采用正性光刻胶光刻敏感栅，曝光光源为球型汞灯，采用0.8-12％氢氧化钾溶液作显影液，用离心法制基底膜，用浓度为55°-60°(波美)三氯化铁腐蚀液，一次腐蚀成形。采用此制造工艺，能够制造丝栅宽度小于10微米的康铜敏感栅，基底面积为2mm2，敏感栅面积为0.5mm2，栅长0.5mm，电阻值为120Ω，传递变形能力达1×10-2-2×10-2的微型箔式电阻应变计。它可用于应力分析测量和微型传感器敏感元件方面。
Description
本发明是计量、测试元件中应用电阻变化来计量固体变形的敏感元件制造技术。
已有技术可参阅：
“微型箔式应变片制造小结”航空部国营521厂交流资料，1980年9月;
“箔式应变片的制造和应用”航天部701所交流资料，1977年11月;
“聚酰亚胺箔式电阻应变片的制造”计量技术，1980年第一期。
目前制造箔式或微型箔式电阻应变计的工艺，采用负性光刻胶，即聚乙烯醇肉桂酸酯型光刻胶和低浓度三氯化铁溶液作腐蚀液，用平台流胶法制基底膜。该工艺光刻应变计敏感栅图形时丝栅边缘不整齐，缺口多，丝栅宽度不均匀，成品率低，制造的应变计传递变形能力低于0.5×10-2。该光刻工艺只能制造丝栅宽度大于20微米的应变计。由于采用平台流胶法，基底膜厚度不均匀，制膜时间长。
鉴于上述情况，本发明为了制造几何尺寸小，变形传递能力大，工作特性稳定的基底面积小于2mm2微型箔式电阻应变计而研制本工艺。
本发明的内容在于，光刻应变计敏感栅用的光刻胶是邻叠苯氮醌型光刻胶-212＃正性光刻胶。其制膜方法：将光刻胶液滴在箔材上，然后置于转速为800-1000转/分的离心机上旋转1-3分钟后，送入升温至80℃-90℃烘箱内，烘烤后，随箱冷却至室温即成。
曝光，其光源为球型汞灯，一次曝光3-6秒钟。曝光用的掩模需用高分辨率照相干版和高缩小倍数缩制成。其显影方法，显影液的温度控制在22℃-25℃范围内，将曝光后箔材置于0.8-1.2%氢氧化钾溶液中慢速均匀晃动30-50秒后，置于蒸馏水中晃动20秒，然后置于离心机上甩干，在室温下自然干燥。
制基底膜，把箔材放在玻璃板上，取3-5ml聚乙烯醇缩醛基底胶滴在箔材上，再置于转速为750-800转/分的离心机上旋转3-5秒钟，自然干燥后，送入烘箱固化处理即成。
腐蚀康铜箔，采用浓度为55°-60°（波美）的三氯化铁溶液，腐蚀液温度为40℃-50℃，腐蚀时间约8-12分钟。
用本工艺制造出丝栅宽度为10微米，传递变形能力达1×10-2-2×10-2，大变形下工作特性稳定，基底面积为2.1mm2，敏感栅面积为0.53mm2，栅长为0.5mm，电阻值为120Ω的微型箔式电阻应变计。
该应变计最适宜应用于试件尺寸很小的实验应力分析方面，例如，疲劳载荷下的孔边最大应变测量;单齿根部应力静弯强度实验;测量铝合金材料的大塑性应变：测量复合材料夹持区附近的横向应力分布规律等。由于它基底面积小，还可用于微型传感器的敏感元件制造方面，例如该应变计已用于“0.5公斤小型血压计传感器”、“动物血管直径位移计”、“小型脉动流速传感器”、“土应力传感器”等。
实施例：
为了制造出更好的微型箔式电阻应变计，予备箔材时，要严格防止箔材受析而损伤，同时采用10%的三氯化铁溶液作起毛剂，10%的氯化铵溶液作止腐剂。将箔材置于玻璃板上，当箔材表面经起毛剂作用后出现均匀的起毛面时，用水冲洗，并用止腐剂止腐，再用蒸馏水冲洗晾干。
制光刻胶膜时，离心机的转速以1000转/分为好，这样，经球型汞灯曝光后，显影得到的敏感栅图形与掩模基本一致。
显影方式上，分三步进行。第一步将曝光后的箔材置于1.2%氢氧化钾溶液中晃动15-25秒;第二步是在0.8%氢氧化钾溶液中晃动15-25秒;第三步将箔材取出后置于蒸馏水中漂洗20秒。显影温度以23℃为宜。
制基底膜时，当膜厚确定为0.03mm时，则需取4ml聚乙烯醇缩醛胶滴在70×70mm2箔材上，然后置于800转/分离心机上，旋转4秒钟即成。
腐蚀液的浓度和温度在操作过程中是互相联系的。例如，腐蚀液的浓度为55°-58°（波美），则腐蚀液温度应为45℃-49℃，腐蚀时间为8-10分，腐蚀成形的应变计敏感栅质量为好。
Claims (5)
1、一种微型箔式电阻应变计的制造工艺，其特征在于光刻应变计敏感栅用的光刻胶是采用邻叠苯氮醌型光刻胶-212#正性光刻胶，曝光光源为球型汞灯，采用氢氧化钾溶液作显影液，用离心法制基底膜，高浓度的三氯化铁腐蚀液腐蚀康铜箔，使应变计敏感栅一次腐蚀成形。
2、按照权利要求1所述的工艺，其特征在于制光刻胶膜的制膜方法是，将光刻胶液滴在箔材上，置于转速为800-1000转/分的离心机上旋转1-3分钟后，取下送入升温至80℃～90℃的烘箱内，烘烤后，箔材冷至室温即成。
3、按照权利要求1所述的工艺，其特征在于显影方式是将曝光后的箔材置于0.8-1.2%氢氧化钾显影液内，其温度控制在22℃-25℃，均匀晃动后，置于离心机上甩干，取下后在室温下自然干燥。
4、按照权利要求1所述的工艺，其特征在于制基底膜的方法是将箔材放在玻璃板上，取3-5ml的聚乙烯醇缩醛基底胶滴在箔材上，置转速750-800转/分的离心机上旋转3-5秒钟，自然干燥之后，送入烘箱内进行固化处理而制成。
5、按照权利要求1-4所述的工艺，其特征在于所采用的腐蚀液是浓度为55°-60°（波美）的三氯化铁溶液，腐蚀液的温度为40℃-50℃，腐蚀时间为8-12分钟。
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