一种可拼接红外微桥结构电阻矩阵制造技术

本发明专利技术属于红外动态场景仿真领域，具体提供一种红外微桥结构电阻矩阵及其制备方法，本发明专利技术在mini‑LED工艺及倒装mini‑LED工艺的基础上，使用微桥结构电阻、IC驱动和载体制备微桥结构电阻矩阵，实现了大规模微桥结构电阻阵列，其规模不少于640×640，且制备工艺简单、制备成本低；有效解决了现有红外景象生成器不能制成大面积、占空比低和造价昂贵等问题。

A Pieceable Resistance Matrix for Infrared Micro-Bridge Structure

【技术实现步骤摘要】
一种可拼接红外微桥结构电阻矩阵
本专利技术属于红外动态场景仿真领域，涉及一种电阻阵列红外景像产生器，特别是一种微桥结构的电阻阵列，具体为一种红外微桥结构电阻矩阵。
技术介绍
随着科技的发展，在国防和民用领域红外系统的应用日益广泛；作为一种典型的测试系统，动态红外景物模拟系统可对红外热像仪、导弹寻的器及各种红外探测系统的动态性能进行测试与评估。因此，红外仿真技术是降低武器系统研制成本、缩短研制周期，提高效费比的关键。动态红外景物模拟系统的核心器件是红外景像产生器，也就是通常所说的红外目标模拟器；红外景像产生器能产生动态红外景物，用来模拟真实物体及其环境的红外辐射特性。红外景像产生方法有多种，主要技术有数字微镜器件(DMD)、光纤面阵和电阻阵列；其中，发展最快且最有潜力的是电阻阵列，电阻阵列的工作原理相对来说比较简单：电流流过电阻阵列单元产生热量，发射红外辐射，通过控制电流，可以控制电阻阵列单元的温度；通过驱动电路同时驱动不同电阻阵列单元，可以产生动态的红外图像。依据普朗克定理，辐射的能量大小由电阻的温度、占空因子和辐射率决定。电阻阵列具有其他红外景像产生技术所不具有的特点，如低功耗、大温度范围、高分辨率、高占空比等，适合于各种红外目标的模拟。电阻阵列的单元结构有三种：硅桥电阻，薄膜电阻和微桥电阻，但前两种阵列在占空因子和温度范围等方面的发展存在局限性。微桥电阻通过电阻加热绝热微桥，相比其他两种结构具有宽光谱、大动态范围、高分辨率、高帧频，无闪烁等优点。因此，很大程度上，微桥结构的电阻阵列及其驱动方式决定了红外动态场景产生器领域的实用价值和发展前景。目前，常见的电阻阵列为CMOS微桥结构电阻阵列：即是采用微桥工艺和微机电系统(MEMS)的工艺方法制备的电阻阵列；其有两种制备方法：单片集成式和混成式，其中，单片集成式：一般采用牺牲层技术在CMOS读出电路上直接制备微桥阵列，释放牺牲层后，获得微桥结构，但是，上述工艺还面临着如何保护微桥结构的问题；混成式：在一个衬底上制备出CMOS控制电路，同时在另一个衬底上先涂一层牺牲层，在其上制备微桥阵列，接着将读出电路和微桥阵列的衬底倒转互连，最后释放牺牲层，获得微桥阵列。上述两种微桥结构电阻阵列均采用CMOS工艺和微机电系统(MEMS)工艺制备，微桥阵列成品率低，且不能做成大面积的电阻阵列。如专利号为200810038328.7的专利文献中，提出一种通过去除牺牲层来进行薄膜转移的工艺方法，是一种制备CMOS工艺的电阻阵列的可行方法；但是在使用湿法腐蚀时面临着微桥结构与衬底粘连等情况。基于此，本专利技术提出一种动态红外景像产生器的新制备工艺，特别是一种微桥结构的电阻矩阵。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种可拼接红外微桥结构电阻矩阵，用以解决现有红外景象生成器不能制成大面积、占空比低和造价昂贵等问题。本专利技术在mini-LED工艺的基础上，使用微桥电阻、IC驱动和载体制作得高占空比的微桥电阻矩阵，且其制备工艺简便、制备成本低廉，能够制备大规模电阻矩阵。为实现上述目的，本专利技术采用的技术方案如下：一种可拼接红外微桥结构电阻矩阵，包括：载体1-1、IC驱动1-4及若干个微桥电阻矩阵单元；所述IC驱动1-4设置在载体1-1下表面；所述若干个微桥电阻矩阵单元呈矩阵排布于载体1-1上表面，每个微桥电阻矩阵单元通过金属引出线1-2悬空固定于载体1-1上表面；所述微桥电阻矩阵单元由从下往上依次层叠的介电薄膜1-5、电阻薄膜1-3与金属电极1-6构成，所述金属电极1-6通过金属引出线1-2与载体1-1保持电气导通。进一步的，红外微桥结构电阻矩阵包括不少于640×640的微桥电阻矩阵单元。进一步的，所述红外微桥结构电阻矩阵通过数字信号驱动IC驱动产生控制电流，控制微桥电阻矩阵单元产生热辐射，生成红外动态图像。进一步的，所述载体采用PCB板，所述介电薄膜采用SiNx和SiOx绝缘绝热薄膜，所述电阻薄膜采用TiWN电阻薄膜。一种可拼接红外微桥结构电阻矩阵，包括：载体2-1、IC驱动2-4及若干个微桥电阻矩阵单元；所述IC驱动2-4设置在载体2-1下表面；所述若干个微桥电阻矩阵单元呈矩阵排布于载体2-1上表面；每个微桥电阻矩阵单元由桥体支撑梁2-5、电阻薄膜2-3、金属膜2-2，所述微桥电阻矩阵单元通过桥体支撑梁固定于载体2-1上表面，所述电阻薄膜2-3设置于桥体支撑梁2-5上表面，所述金属膜2-2覆盖于桥体支撑梁2-5的两侧侧面，所述电阻薄膜2-3通过金属膜2-2与载体2-1保持电气导通。进一步的，红外微桥结构电阻矩阵包括不少于640×640的微桥电阻矩阵单元。进一步的，所述红外微桥结构电阻矩阵通过数字信号驱动IC驱动产生控制电流，控制微桥电阻矩阵单元产生热辐射，生成红外动态图像。进一步的，所述载体采用PCB板，所述桥体支撑梁采用SiNx和SiOx绝缘绝热薄膜，所述电阻薄膜采用TiWN电阻薄膜。需要说明的是，本专利技术中，牺牲层、介电薄膜、桥体支撑梁、电阻薄膜及光刻胶的厚度，以及图形化形状均可以根据实际应用需求及工艺进行调整。相比于现有技术，本专利技术的有益效果在于：本专利技术提供一种可拼接红外微桥结构电阻矩阵及其制备方法，本专利技术在mini-LED工艺及倒装mini-LED工艺的基础上，使用微桥结构电阻、IC驱动和载体制备微桥结构电阻矩阵，实现了大规模微桥结构电阻阵列，其规模不少于640×640，并且微桥结构电阻矩阵为可拼接的结构，多个微桥结构电阻矩阵能够组成一个大的模块，且制备工艺简单、制备成本低；有效解决了现有红外景象生成器不能制成大面积、占空比低和造价昂贵等问题。附图说明图1为本专利技术实施例1高占空比的红外微桥结构电阻矩阵的结构示意图；图2是本专利技术实施例1高占空比的红外微桥结构电阻矩阵的侧视示意图；图3是本专利技术实施例1高占空比的红外微桥结构电阻矩阵的仰视示意图；图4为本专利技术实施例2红外倒装的微桥结构电阻矩阵的结构示意图；图5是本专利技术实施例2红外倒装的微桥结构电阻矩阵的侧视示意图；图6是本专利技术实施例2红外倒装的微桥结构电阻矩阵的仰视示意图；其中，1-1、2-1为载体，1-2为金属引出线，2-2为金属膜，1-3、2-3为微桥电阻薄膜，1-4、2-4为IC驱动，1-5为介电薄膜，2-5位桥体支撑梁，1-6为金属电极。具体实施方式下面将结合附图，对本专利技术的实施例进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为说明书的一部分。实施例1本实施例提供一种可拼接高占空比的红外微桥结构电阻矩阵，其结构如图1～图3所示，包括：载体1-1、IC驱动1-4及若干个微桥电阻矩阵单元；所述IC驱动1-4设置在载体1-1下表面；所述若干个微桥电阻矩阵单元呈矩阵排布于载体1-1上表面，每个微桥电阻矩阵单元通过金属引出线1-2悬空固定于载体1-1上表面；所述微桥电阻矩阵单元由从下往上依次层叠的介电薄膜1-5、电阻薄膜1-3与金属电极1-6构成，所述金属电极1-6通过金属引出线1-2与载体1-1保持电气导通；所述红外微桥结构电阻矩阵通过数字信号驱动IC驱动产生控制电流，控制微桥电阻矩阵本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种可拼接红外微桥结构电阻矩阵，包括：载体(1‑1)、IC驱动(1‑4)及若干个微桥电阻矩阵单元；所述IC驱动(1‑4)设置在载体(1‑1)下表面；其特征在于，所述若干个微桥电阻矩阵单元呈矩阵排布于载体(1‑1)上表面，每个微桥电阻矩阵单元通过金属引出线(1‑2)悬空固定于载体(1‑1)上表面；所述微桥电阻矩阵单元由从下往上依次层叠的介电薄膜(1‑5)、电阻薄膜(1‑3)与金属电极(1‑6)构成，所述金属电极(1‑6)通过金属引出线(1‑2)与载体(1‑1)保持电气导通。

【技术特征摘要】
1.一种可拼接红外微桥结构电阻矩阵，包括：载体(1-1)、IC驱动(1-4)及若干个微桥电阻矩阵单元；所述IC驱动(1-4)设置在载体(1-1)下表面；其特征在于，所述若干个微桥电阻矩阵单元呈矩阵排布于载体(1-1)上表面，每个微桥电阻矩阵单元通过金属引出线(1-2)悬空固定于载体(1-1)上表面；所述微桥电阻矩阵单元由从下往上依次层叠的介电薄膜(1-5)、电阻薄膜(1-3)与金属电极(1-6)构成，所述金属电极(1-6)通过金属引出线(1-2)与载体(1-1)保持电气导通。2.一种可拼接红外微桥结构电阻矩阵，包括：载体(2-1)、IC驱动(2-4)及若干个微桥电阻矩阵单元；所述IC驱动(2-4)设置在载体(2-1)下表面；其特征在于，所述若干个微桥电阻矩阵单元呈矩阵排布于载体(2-1)上表面；每个微桥电阻矩阵单元由桥体支撑梁(2-5)、电阻薄膜(2-3)、金属膜(2-2)构成，所述微桥电阻矩阵单元通过桥体支撑梁...

【专利技术属性】
技术研发人员：王继岷，蒋向东，白家铭，曾一雄，郭瑞康，张亚楠，
申请(专利权)人：电子科技大学，
类型：发明
国别省市：四川,51