TWM645320U - 腐蝕感測器 - Google Patents

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TWM645320U
TWM645320U TW112203942U TW112203942U TWM645320U TW M645320 U TWM645320 U TW M645320U TW 112203942 U TW112203942 U TW 112203942U TW 112203942 U TW112203942 U TW 112203942U TW M645320 U TWM645320 U TW M645320U
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corrodible
conductor
corrosion sensor
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electrode
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江財寶
江智偉
楊士賢
陳樂霖
陳奕先
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大毅科技股份有限公司
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Abstract

本揭露之一實施例係關於一種腐蝕感測器,包括基板、設置於該基板上的可腐蝕導體及設置於該可腐蝕導體上的保護層。該保護層界定開口,且該可腐蝕導體的一部分從該保護層的該開口曝露出來。透過量測腐蝕感測器的電阻值及電阻值變化率,可即時監測或預測腐蝕感測器的腐蝕速率。當電阻值及電阻值變化率達到一定數值後,可檢查、維修欲保護的電路而達到預防機構功能異常的效果。

Description

腐蝕感測器
本新型係關於腐蝕感測器,尤指具有保護層界定可腐蝕導體的曝露部分的腐蝕感測器。
電子產品中的金屬材料皆可能與周圍環境發生化學或電化學反應,而逐漸被氧化或腐蝕。大型電力機構(例如風力、水力或火力發電機)的使用環境具腐蝕性氣體或液體,腐蝕的情況更趨嚴重。若未即時發現,通常當機構的功能異常時,內部的金屬材料早已退化而無法防患未然。因此希望藉由感測器預測電子產品的壽命,以達到提前預防失效風險的產生。
為達上述目的,本新型提供一種腐蝕感測器,包括基板、設置於該基板上的可腐蝕導體及設置於該可腐蝕導體上的保護層。該保護層界定開口,且該可腐蝕導體的一部分從該保護層的該開口曝露出來。透過量測本新型之腐蝕感測器的電阻值及電阻值變化率,可即時監測或預測腐蝕感測器的腐蝕速率。當電阻值及電阻值變化率達到一定數值後,可檢查、維修欲保護的電路而達到預防機構功能異常的效果。
1:腐蝕感測器
10:基板
10i:側壁
10r:凹槽
10x:氧化物
11:絕熱層
11i:側壁
12:電極
13:可腐蝕導體
13i:側壁
13s:晶種層
13si:側壁
14:保護層
14h:開口
15:晶種層
16:端電極
101:表面
102:表面
103:表面
121:電極/第一電極
122:電極/第二電極
123:電極/第三電極
124:電極/第四電極
131:線路區
132:非線路區
A:虛線框
CC':切線
DD':切線
g:間距
w1:寬度
w2:寬度
在下文實施方式中將參考隨附圖式討論本揭露實施例之各種態樣,該等圖式並非依比例繪製。在該等圖式及實施方式中之技術特徵以元件符號標記,該等元件符號係用以幫助理解本揭露實施例之各種態樣,但不限制本揭露之新型申請專利範圍。在該等圖式中: 圖1A所示為根據本揭露之部分實施例之腐蝕感測器之俯視圖;圖1B所示為根據本揭露之部分實施例之腐蝕感測器之俯視圖;圖1C所示為根據本揭露之部分實施例之腐蝕感測器之側視圖;圖1D所示為根據本揭露之部分實施例之腐蝕感測器之側視圖;圖1E所示為根據本揭露之部分實施例之腐蝕感測器之局部放大圖;圖1F所示為根據本揭露之部分實施例之腐蝕感測器之局部放大圖;圖1G所示為根據本揭露之部分實施例之腐蝕感測器之側視圖;圖1H所示為根據本揭露之部分實施例之腐蝕感測器之側視圖;圖2A所示為根據本揭露之部分實施例之腐蝕感測器之俯視圖;圖2B所示為根據本揭露之部分實施例之腐蝕感測器之俯視圖;圖2C所示為根據本揭露之部分實施例之腐蝕感測器之俯視圖;圖2D所示為根據本揭露之部分實施例之腐蝕感測器之俯視 圖;圖2E所示為根據本揭露之部分實施例之腐蝕感測器之俯視圖;圖2F所示為根據本揭露之部分實施例之腐蝕感測器之俯視圖;圖3A所示為根據本揭露之部分實施例之腐蝕感測器之電阻值在加速測試條件下之時間變化圖;圖3B所示為根據本揭露之部分實施例之腐蝕感測器之電阻值與初始電阻值之比率在加速測試條件下之時間變化圖;圖4A所示為根據本揭露之部分實施例之腐蝕感測器之俯視圖;圖4B所示為根據本揭露之部分實施例之腐蝕感測器之側視圖;圖5A所示為根據本揭露之部分實施例之腐蝕感測器之製造方法中之一或更多步驟中的俯視圖;圖5B所示為根據本揭露之部分實施例之腐蝕感測器之製造方法中之一或更多步驟中的側視圖;圖6A所示為根據本揭露之部分實施例之腐蝕感測器之製造方法中之一或更多步驟中的俯視圖;圖6B所示為根據本揭露之部分實施例之腐蝕感測器之製造方法中之一或更多步驟中的側視圖;圖7A所示為根據本揭露之部分實施例之腐蝕感測器之製造方法中之一或更多步驟中的俯視圖; 圖7B所示為根據本揭露之部分實施例之腐蝕感測器之製造方法中之一或更多步驟中的側視圖;圖8A所示為根據本揭露之部分實施例之腐蝕感測器之製造方法中之一或更多步驟中的俯視圖;圖8B所示為根據本揭露之部分實施例之腐蝕感測器之製造方法中之一或更多步驟中的側視圖;圖9A所示為根據本揭露之部分實施例之腐蝕感測器之製造方法中之一或更多步驟中的俯視圖;圖9B所示為根據本揭露之部分實施例之腐蝕感測器之製造方法中之一或更多步驟中的側視圖;圖10A所示為根據本揭露之部分實施例之腐蝕感測器之製造方法中之一或更多步驟中的俯視圖;圖10B所示為根據本揭露之部分實施例之腐蝕感測器之製造方法中之一或更多步驟中的側視圖;圖11A所示為根據本揭露之部分實施例之腐蝕感測器之製造方法中之一或更多步驟中的俯視圖;及圖11B所示為根據本揭露之部分實施例之腐蝕感測器之製造方法中之一或更多步驟中的側視圖。
圖1A所示為根據本揭露之部分實施例之腐蝕感測器1之俯視圖。腐蝕感測器1可包括基板10、絕熱層11、可腐蝕導體13、保護層14及端電極16。在一些實施例中,腐蝕感測器1還可包括電極及晶種層(例如圖1C及圖1D中的電極12及晶種層15)。電極及晶種層被端電極16遮蔽 故未描繪於圖1A中。
在一些實施例中,基板10可包括絕緣基板,例如陶瓷基板、玻璃基板、樹脂基板、絕緣處理金屬基板等。在一些實施例中,基板10可包括(但不限於)硼矽酸鹽玻璃(borophosphosilicate glass,BPSG)、經摻雜矽酸鹽玻璃(undoped silicate glass,USG)、矽(silicon,Si)、氧化矽(silicon oxide,SiO2)、氮化矽(silicon nitride,Si3N4)、氮氧化矽(silicon oxynitride,Si2N2O)、氧化鋁(aluminum oxide,Al2O3)、氮化鋁(aluminum nitride,AlN)、聚醯亞胺(Polyimide,PI)、ABF基材(Ajinomoto build-up film,ABF)、膜塑料(molding compounds)、預浸漬複合纖維(pre-impregnated composite fibers)(例如,預浸材料)、及其中之組合、或其他類似物。膜塑料的實例可包括(但不限於)環氧樹脂(epoxy resin)(包含分散其中的填料(fillers))。預浸材料的實例可包括(但不限於)通過堆疊或層壓(laminating)多個預浸漬材料及/或片料(sheets)所形成的多層結構。在一些實施例中,基板10可包括(但不限於)電路板(如FR4)。
在一些實施例中,基板10可具有凹槽10r。至少一部分的基板10(或凹槽10r)被保護層14覆蓋。至少一部分的基板10(或凹槽10r)曝露至空氣或目標電路的使用環境中。例如,至少一部分的基板10(或凹槽10r)從保護層14的開口14h曝露出來。
絕熱層11可設置於基板10上。在一些實施例中,絕熱層11可包括(但不限於)矽、膜塑料或其他可適用於陶瓷、玻璃、樹脂等基板材料的材料。
在一些實施例中,絕熱層11在基板10上的投影面積可大於 可腐蝕導體13在基板10上的投影面積。例如,當從圖1A之俯視圖觀看,絕熱層11可位於可腐蝕導體13的邊緣或圍繞可腐蝕導體13。例如,絕熱層11的一部分可從可腐蝕導體13曝露出來。在一些實施例中,絕熱層11的一部分可從可腐蝕導體13曝露出來而被保護層14覆蓋。在一些實施例中,絕熱層11的一部分可被可腐蝕導體13覆蓋。
可腐蝕導體13可設置於絕熱層11上。在一些實施例中,可腐蝕導體13可包括(但不限於)銅(Cu)、銀(Ag)、鋁(Al)、鎳(Ni)、鈦(Ti)、鎢(W)、錫(Sn)、或其他金屬或合金。例如,在一些實施例中,合金可包括鎳鉻合金(如鎳鉻鋁、鎳鉻矽)、鎳銅合金(如鎳銅錳)等。在一些實施例中,可腐蝕導體13可包括複數個金屬層,例如可包括一層銀金屬層及一層晶種層(例如圖1C及圖1D中的晶種層13s)。例如,可腐蝕導體13可包括一層銀金屬層及一層銅晶種層。在一些實施例中,可腐蝕導體13可包括單一金屬層。在一些實施例中,可腐蝕導體13可包括單一合金層。
在一些實施例中,可腐蝕導體13可經圖案化或具有圖案。例如,可腐蝕導體13具有彼此分隔或分離的線路區131及非線路區132。在一些實施例中,線路區131及非線路區132可彼此完全地分離。例如,線路區131未連接(disconnected from)非線路區132。
線路區131可透過電極及晶種層(例如圖1C及圖1D中的電極12及晶種層15)與端電極16電性連接。非線路區132可未與端電極16電性連接。
至少一部分的線路區131被保護層14覆蓋。至少一部分的線路區131曝露至空氣或目標電路的使用環境中。例如,至少一部分的線 路區131從保護層14的開口14h曝露出來。至少一部分的非線路區132被保護層14覆蓋。至少一部分的非線路區132曝露至空氣或目標電路的使用環境中。例如,至少一部分的非線路區132從保護層14的開口14h曝露出來。在一些實施例中,非線路區132可完全地被保護層14覆蓋。
保護層14可設置於可腐蝕導體13上。保護層14可包括在空氣或目標電路的使用環境中不會腐蝕或腐蝕速度比可腐蝕導體13慢的材料。在一些實施例中,保護層14可包括(但不限於)含氟聚合物、環氧樹脂(epoxy)、胺基甲酸乙酯(urethane)、丙烯酸(acrylic)、有機與無機填料、光引發劑(photoinitiator)、及其中之組合、或其他類似物。含氟聚合物可包括聚四氟乙烯(PTFE)、四氟乙烯-全氟烷基乙烯基醚共聚物(TFE/PAVE,PFA)、四氟乙烯-全氟甲基乙烯基醚共聚物(TFE/PMVE,MFA)、四氟乙烯-六氟丙烯共聚物(TFE/HFP,FEP)、四氟乙烯-乙烯共聚物(TFE/Ethylene,ETFE)等。有機與無機填料可包括氧化矽、氮化矽、氮氧化矽、氧化鋁、氮化鋁、氮化硼(boron nitride,BN)、高嶺土(kaolinite)、滑石粉(talcum)、金屬纖維等。
保護層14可具有開口14h。開口14h的寬度w1及寬度w2可各介於約0.1毫米(millimeter,mm)至約0.5毫米,例如約0.3毫米。在一些實施例中,寬度w1及寬度w2可相等。在一些實施例中,寬度w1及寬度w2可不相等。在一些實施例中,開口14h的寬度w1可與基板10等寬。例如,如圖2A所示,開口14h可延伸至基板10的邊緣。例如,保護層14可具有兩個分離的部分,彼此透過開口14h隔開或距離為寬度w2。
在一些實施例中,腐蝕感測器1的尺寸(例如寬度)可介於約0.03英吋(inch,in)至約0.06英吋。例如,腐蝕感測器1之尺寸可約為 0.06*0.03英吋。在一些實施例中,腐蝕感測器1可為電阻式腐蝕感測器。腐蝕感測器1可放置在可能被氧化或腐蝕的目標電路的周圍。從保護層14的開口14h曝露出來的可腐蝕導體13的一部分為腐蝕感測器1的腐蝕區。
在一些實施例中,由於腐蝕區曝露至空氣或目標電路的使用環境中,腐蝕區可被氧化或腐蝕。當腐蝕區被氧化或腐蝕,其截面積會縮小而電阻值會升高,因此透過量測腐蝕感測器1的電阻值(例如圖3A所示)及電阻值變化率(例如圖3B所示),可即時監測或預測腐蝕感測器1的腐蝕速率。當電阻值及電阻值變化率達到一定數值後,可檢查、維修而達到預防機構功能異常的效果。
圖1B所示為圖1A之腐蝕感測器1省略保護層14之俯視圖。在一些實施例中,凹槽10r可將可腐蝕導體13區分為線路區131及非線路區132。例如,凹槽10r可圍繞矩形的非線路區132的三個邊,以將線路區131及非線路區132分離。圖1B之可腐蝕導體13可具有兩個非線路區132。
在一些實施例中,凹槽10r的間距g介於約10微米(μm)至約100微米之間。在一些實施例中,凹槽10r的間距g可實質上等間距。
在一些實施例中,可依裝置規格或製程要求而設計凹槽10r的圖案及間距g,並不限於本揭露中所描繪或舉出的特定圖案或數值,例如圖2A至圖2F所示之圖案(將參照圖2A至圖2F進一步描述如後)。
本揭露之一實施例提供一製程方法,係透過雷射蝕刻的方式圖案化可腐蝕導體13並形成凹槽10r(如圖8A及圖8B所示)。可腐蝕導體13之電阻值在雷射蝕刻的過程中可隨著截面積與繞線長度改變而動態地(或即時)調整,且可精準地控制在所期望的範圍內,進而增加可腐蝕導體13之準確性及設計彈性。使用雷射蝕刻形成可腐蝕導體13可增加可腐 蝕導體13尺寸之精準度。根據本揭露之部分實施例,可腐蝕導體13尺寸之誤差小於等於約±2%。
圖1C為圖1A之腐蝕感測器1沿切線CC'切割的剖面圖。基板10可具有表面101、與表面101相對的表面102、及延伸於表面101及表面102之間的表面103。
絕熱層11可設置於基板10的表面102上。絕熱層11可設置於基板10及可腐蝕導體13之間。在一些實施例中,在大致上垂直於基板10的表面102的方向上,絕熱層11之厚度可介於約0.1微米至約40.0微米之間。然而,本揭露不限於此。在一些實施例中,絕熱層11可依裝置規格或製程要求而具有其他厚度。
電極12可設置於基板10之相對表面的兩端。例如,電極12可包括電極121(或稱為第一電極)、電極122(或稱為第二電極)、電極123(或稱為第三電極)及電極124(或稱為第四電極)。電極121及電極122可設置於基板10之表面102的兩端。電極121及電極122可各與絕熱層11間隔一距離。絕熱層11可設置於電極121及電極122之間。電極123及電極124可設置於基板10之表面101的兩端。
在一些實施例中,電極12可包括(但不限於)上述針對可腐蝕導體13所列舉的材料,在此不再贅述。在一些實施例中,在大致上垂直於基板10的表面102的一方向上,電極12之厚度可介於約3.0微米至約12.0微米之間。然而,本揭露不限於此。在一些實施例中,電極12可依裝置規格或製程要求而設置在其他位置,可具有任意數量,且可依裝置規格或製程要求而具有其他厚度。例如,在一些實施例中,電極12可僅設置於基板10之一表面的兩端。在一些實施例中,電極12可設置於絕熱層11 上。
可腐蝕導體13的線路區131可設置於基板10之表面102上。可腐蝕導體13的線路區131可覆蓋絕熱層11、電極121及電極122。如前述,至少一部分的線路區131被保護層14覆蓋。至少一部分的線路區131曝露至空氣或目標電路的使用環境中。例如,至少一部分的線路區131從保護層14的開口14h曝露出來。
在一些實施例中,在大致上垂直於基板10的表面102的方向上,可腐蝕導體13之厚度可介於約0.1微米至約5.0微米之間。然而,本揭露不限於此。在一些實施例中,可腐蝕導體13可依裝置規格或製程要求而具有其他厚度。
在一些實施例中,可腐蝕導體13可包括晶種層13s。晶種層13s與可腐蝕導體13可具有不同的材料。晶種層13s可覆蓋絕熱層11、電極121及電極122。晶種層13s可接觸(例如直接接觸)絕熱層11、電極121及電極122。
保護層14可接觸(例如直接接觸)可腐蝕導體13的線路區131。在大致上垂直於基板10的表面102的方向上,保護層14可與絕熱層11、電極121及電極122重合。在大致上垂直於基板10的表面102的方向上,保護層14之厚度可介於約10微米至約20微米之間。
晶種層15可設置於基板10之兩端且設置於可腐蝕導體13的線路區131上。在一些實施例中,晶種層15可覆蓋可腐蝕導體13的線路區131之局部表面。在一些實施例中,晶種層15與晶種層13s可具有相同的材料。
端電極16可設置於基板10之兩端且設置於晶種層15上。在 一些實施例中,晶種層13s、晶種層15及端電極16可包括(但不限於)上述針對可腐蝕導體13所列舉的材料,在此不再贅述。
圖1D為圖1A之腐蝕感測器1沿切線DD'切割的剖面圖。在一些實施例中,凹槽10r可形成於基板10、絕熱層11、及可腐蝕導體13中。例如,凹槽10r從可腐蝕導體13向下凹陷至基板10及絕熱層11中。在一些實施例中,凹槽10r可從表面102向基板10內部凹陷。
在一些實施例中,線路區131及非線路區132經由凹槽10r而彼此分離。在一些實施例中,至少一部分的凹槽10r被保護層14覆蓋。例如,保護層14可填充於凹槽10r中。
在一些實施例中,凹槽10r具有實質上平整的側壁。例如,圖1E所示為根據本揭露之部分實施例之腐蝕感測器1之局部放大圖。在一些實施例中,圖1E所示為圖1D之虛線框A之放大圖。參照圖1E,基板10之側壁10i、絕熱層11之側壁11i、晶種層13s之側壁13si及可腐蝕導體13之側壁13i共同界定凹槽10r的側壁。在一些實施例中,基板10之側壁10i、絕熱層11之側壁11i、晶種層13s之側壁13si及可腐蝕導體13之側壁13i可實質上共平面(coplanar)。在一些實施例中,基板10之側壁10i、絕熱層11之側壁11i、晶種層13s之側壁13si及可腐蝕導體13之側壁13i可形成連續的表面。
在一些實施例中,以雷射蝕刻的方式移除可腐蝕導體13所產生的熱能使可腐蝕導體13氧化,而在可腐蝕導體13的邊緣處形成氧化物。例如,圖1F所示為根據本揭露之部分實施例之腐蝕感測器1之局部放大圖。在一些實施例中,圖1F所示為圖1D之虛線框A之放大圖。參照圖1F,氧化物10x可形成於凹槽10r的側壁上。例如,在一些實施例中,氧 化物10x可包括可腐蝕導體13的氧化物。在一些實施例中,氧化物10x可沿著凹槽10r的側壁形成。在一些實施例中,氧化物10x可完全地或局部地覆蓋凹槽10r的側壁。在一些實施例中,氧化物10x可沿著凹槽10r的側壁形成而圍繞保護層14。在一些實施例中,氧化物10x可位於基板10、絕熱層11、晶種層13s及可腐蝕導體13中之一或更多者上。
圖1G為圖1A之腐蝕感測器1沿切線CC'切割的剖面圖。圖1G與圖1C相似,差異在於圖1G之可腐蝕導體13不包含晶種層13s。在一些實施例中,可腐蝕導體13可包括單一金屬層。在一些實施例中,可腐蝕導體13可包括單一合金層。在一些實施例中,可腐蝕導體13可接觸(例如直接接觸)絕熱層11、電極121及電極122。
圖1H為圖1A之腐蝕感測器1沿切線DD'切割的剖面圖。圖1H與圖1D相似,差異在於圖1H之可腐蝕導體13不包含晶種層13s。
圖2A至圖2F所示為根據本揭露之部分實施例之腐蝕感測器之俯視圖。在一些實施例中,圖1A之腐蝕感測器1的可腐蝕導體13亦可替換為圖2A至圖2F中任一者所示之可腐蝕導體。為簡潔之緣故,圖2B至圖2F未描繪保護層14。
參照圖2A,開口14h的寬度w1可與基板10等寬。開口14h可延伸至基板10的邊緣。例如,保護層14可具有兩個分離的部分,彼此透過開口14h隔開或距離為寬度w2。非線路區132可完全地曝露至空氣或目標電路的使用環境中。例如,非線路區132可完全地從保護層14的開口14h曝露出來。
參照圖2B,可腐蝕導體13可不具有非線路區132。可腐蝕導體13可具有單一個線路區131。
參照圖2C,凹槽10r可圍繞矩形的非線路區132的兩個邊,以將線路區131及非線路區132分離。
參照圖2D,凹槽10r可圍繞矩形的非線路區132的兩個邊,以將線路區131及非線路區132分離。此外,與圖2A相比,圖2D之凹槽10r可形成四個非線路區132。
參照圖2E,可腐蝕導體13可不具有非線路區132。可腐蝕導體13可具有複數個線路區131。
參照圖2F,可腐蝕導體13可不具有非線路區132。凹槽10r可僅在一個方向上延伸。
圖3A所示為根據本揭露之部分實施例之腐蝕感測器之電阻值在加速測試條件下之時間變化圖。圖3B所示為根據本揭露之部分實施例之腐蝕感測器之電阻值與初始電阻值之比率在加速測試條件下之時間變化圖。
圖3A及圖3B的腐蝕感測器的可腐蝕導體為厚度約為0.4微米的銀。加速測試條件為在溫度約105℃下曝露至腐蝕性化學品,例如氯氣、亞硫酸氣體、硫化氫氣體、硫化劑等。從圖3A的時間變化圖可見,在經過約12小時(h)後,電阻值上升至0.0735歐姆(omh,Ω)至0.0899歐姆之間,而形成反曲點。從圖3B的時間變化圖可見,在經過約12小時(h)後,電阻變化率上升至181%至238%之間,而形成反曲點。
可藉由電阻值及電阻變化率的反曲點預測腐蝕感測器及目標電路的使用壽命。例如,透過比較加速測試條件與目標電路的使用環境的溫度、濕度、腐蝕性化學品種類等,可推算出在目標電路的使用環境下,腐蝕感測器及目標電路的使用壽命。
圖4A所示為根據本揭露之部分實施例之腐蝕感測器之俯視圖。圖4B為圖4A之腐蝕感測器沿切線CC'切割的剖面圖。圖4A及圖4B之腐蝕感測器與圖1A及圖1C之腐蝕感測器1相似,差異在於圖4A及圖4B之腐蝕感測器的可腐蝕導體包括硫化物13u,例如硫化銀(Ag2S)。如圖4B所示,被保護層14蓋住的可腐蝕導體13的線路區131未被氧化或腐蝕,而從保護層14的開口14h曝露出來的部分則被氧化而形成硫化銀。
圖5A至圖11B所示為根據本揭露之部分實施例之腐蝕感測器之製造方法。在一些實施例中,圖5B、圖6B、圖7B、圖8B、圖9B、圖10B及圖11B分別為圖5A、圖6A、圖7A、圖8A、圖9A、圖10A及圖11A之結構沿切線DD'截面的剖面圖。根據本揭露之部分實施例,圖5A至圖11B所揭露之製造方法可用以製造如圖1A至圖1F所示之腐蝕感測器1。根據本揭露之部分實施例,圖5A至圖11B所揭露之製造方法亦可用以製造其他腐蝕感測器。
參照圖5A及圖5B,提供基板10。於基板10上形成電極12。基板10可具有表面101、與表面101相對的表面102、及延伸於表面101及表面102之間的表面103。在一些實施例中,可以雷射切割的方式在基板10中形成切割道(未圖示)。在一些實施例中,切割道之深度可占基板10之厚度約20%至約60%的比例。
在一些實施例中,電極12可藉由濺射、無電電鍍(electroless plating)、電鍍(plating)、印刷(printing)、黃光微影(photolithography)或其他可行的方式而形成。在一些實施例中,如圖6B所示,電極12可形成於基板10相對的兩個面上。在一些實施例中,電極12可僅形成於基板10的一個面上。
參照圖6A及圖6B,於基板10上形成絕熱層11。在一些實施例中,可透過塗佈(coating)、層壓(lamination)、或其他適合的方式形成絕熱層11。在一些實施例中,絕熱層11可先於電極12形成。
參照圖7A及圖7B,於基板10上形成可腐蝕導體13。可腐蝕導體13覆蓋絕熱層11及電極12。在一些實施例中,可腐蝕導體13可保型地(comformally)形成於絕熱層11與電極12上。在一些實施例中,可腐蝕導體13可藉由濺射、無電電鍍、電鍍、印刷、黃光微影或其他可行的方式而形成。
在一些實施例中,在形成可腐蝕導體13之前,可先形成晶種層13s。在一些實施例中,晶種層13s可藉由濺射鈦及銅(Ti/Cu)或TiW而形成。在一些實施例中,晶種層13s可藉由無電電鍍Ni或Cu而形成。
例如,可先形成一層銅晶種層,再覆蓋一層銀金屬層。之後分別移除銅晶種層及銀金屬層的一部分,而形成圖7A的面積。在一些實施例中,部分的絕熱層11及電極12從可腐蝕導體13曝露出來。在一些實施例中,絕熱層11及電極12可完全被可腐蝕導體13所覆蓋。
參照圖8A及圖8B,在基板10、絕熱層11、及可腐蝕導體13中形成凹槽10r。在一些實施例中,基板10經由凹槽10r而曝露。例如,凹槽10r從可腐蝕導體13向下凹陷至基板10。在一些實施例中,凹槽10r可經由雷射蝕刻的方式移除部分的可腐蝕導體13(或圖案化可腐蝕導體13)、絕熱層11、及基板10而形成。在一些實施例中,由於雷射蝕刻可形成實質上平整的切割面,因此凹槽10r可具有實質上平整的側壁,例如圖1E之局部放大圖所示。
在一些實施例中,以雷射蝕刻的方式移除可腐蝕導體13所 產生的熱能使可腐蝕導體13氧化,而在可腐蝕導體13的邊緣處形成氧化物層。例如圖1F之局部放大圖所示,氧化物10x可形成於凹槽10r的側壁上。在形成凹槽10r之後,可腐蝕導體13的線路區131及非線路區132分離。
在一些實施例中,在圖8A及圖8B的步驟中,可同時量測可腐蝕導體13之電阻值而即時地調整可腐蝕導體13之圖案(或形狀)。例如,可先形成進行一次圖案化,接著量測可腐蝕導體13之電阻值,再根據所測得的電阻值而微調可腐蝕導體13之圖案,進而得到精準的電阻值。在一些實施例中,上述量測及微調圖案的步驟可重複多次。
在一些實施例中,可腐蝕導體13之圖案亦可以乾式蝕刻(dry etching)、離子撞擊(ion bumping)、網版印刷(screen printing)或其他可行的方式形成。例如,以雷射蝕刻結合可行的其他蝕刻方式圖案化可腐蝕導體13,並不限於本揭露中所列舉的方式。
參照圖9A及圖9B,在可腐蝕導體13上形成保護層14。在一些實施例中,保護層14可藉由塗佈、印刷、黃光微影或其他可行的方式而形成。保護層14可具有開口14h。至少一部分的線路區131從保護層14的開口14h曝露出來。
參照圖10A及圖10B,在可腐蝕導體13上形成晶種層15覆蓋可腐蝕導體13之一部分。在一些實施例中,晶種層15可藉由濺射鈦及銅(Ti/Cu)或TiW而形成。在一些實施例中,晶種層15可藉由無電電鍍Ni或Cu而形成。在一些實施例中,晶種層15可藉由端塗銀或銅而形成。
在一些實施例中,在形成晶種層15之前,可將基板10沿著經由雷射劃線而形成的切割道而分離成複數個獨立的元件,以露出基板10 之側面。
參照圖11A及圖11B,於基板10之兩端形成端電極16。在一些實施例中,端電極16可藉由電鍍Ni、Cu、Ag、Au或其他金屬而形成。在一些實施例中,端電極16可藉由無電電鍍Ni、Pb或其他金屬而形成。在一些實施例中,端電極16可藉由印刷Cu、Ag、Au或其他金屬而形成。
在本揭露中討論之結構及方法之實施例,並不限於實施方式及隨附圖式中描述及繪示之構造或配置,而係能以各種方式實踐或執行。
此外,在本揭露中使用之措辭及術語係出於描述之目的且不應視為限制。例如,單數形式或複數形式之措辭不意在限制當前所揭示之結構及方法。本揭露中使用之「包含」、「包括」、「具有」、「含有」、「涉及」等涵蓋在其後列出之項目、其等效物、及額外項目。本揭露中使用之「或」可視為指示所描述之一個以上之項目中之任一者。前及後、左及右、頂部及底部、上部及下部、及垂直及水平等意在方便描述,而不應視為限制結構及方法於一個位置、空間、或方向。
因此,本新型技術領域中具有通常知識者根據本揭露中所載的特定實施例應可想到各種更改、修改、及改良。此等更改、修改、及改良仍落入本揭露之範圍內。
1:腐蝕感測器
10:基板
10r:凹槽
11:絕熱層
13:可腐蝕導體
14:保護層
14h:開口
16:端電極
131:線路區
132:非線路區
CC':切線
DD':切線
w1:寬度
w2:寬度

Claims (7)

  1. 一種腐蝕感測器,包含: 一基板; 一可腐蝕導體,設置於該基板上;及 一保護層,設置於該可腐蝕導體上並界定一開口,其中該可腐蝕導體的一部分從該保護層的該開口曝露出來。
  2. 如請求項1所述之腐蝕感測器,其中該基板具有一凹槽從該保護層的該開口曝露出來。
  3. 如請求項1所述之腐蝕感測器,更包含: 一第一電極,設置於該基板上;及 一第二電極,設置於該基板上並透過該可腐蝕導體與該第一電極電連接。
  4. 如請求項3所述之腐蝕感測器,更包含: 一絕熱層,設置於該基板上; 其中該絕熱層設置於該第一電極與該第二電極之間。
  5. 如請求項4所述之腐蝕感測器,其中該腐蝕感測器具有一凹槽位於該基板、該絕熱層及該可腐蝕導體中。
  6. 如請求項1所述之腐蝕感測器,其中該基板具有一凹槽,且該保護層設置於該凹槽中。
  7. 如請求項1所述之腐蝕感測器,其中該可腐蝕導體的該部分包括硫化物。
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TWI851170B (zh) * 2023-04-26 2024-08-01 大毅科技股份有限公司 腐蝕感測器及其製造方法

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