一种带功能层的微热板制造技术

本实用新型专利技术公开了一种带功能层的微热板，包括基底、加热层、绝缘介质层和功能层，基底的中心加热区设置有连续凹陷部，凹陷部内设有导电材料，形成加热电阻，绝缘介质层设置在加热层背离基底的一侧，功能层设置在绝缘介质层背离加热层一侧，功能层包括相互电连接的信号感测电极和功能模块，功能模块用于感测外部信号。本实用新型专利技术通过控制凹陷部的宽度以及深度可以有效的控制加热电阻的电阻大小，具有较好的稳定性和可靠性，及制作工艺简单，制作成本低，更加小型化等特点，且通过功能层与加热层之间设置绝缘介质层，避免了加热信号和感测信号的相互干扰问题。号的相互干扰问题。号的相互干扰问题。

【技术实现步骤摘要】
一种带功能层的微热板


[0001]本技术涉及电子器件制造
，更具体的说，涉及一种带功能层的微热板。

技术介绍

[0002]基于硅微加工技术的微热板（Micro Hotplate,MHP）是微电子机械系统（MEMS）中常用的加热平台，已广泛应用于微型气体传感器、微型热式流量计、微型红外探测器以及气压计等微器件。微热板的基本结构包括悬空介质薄膜以及电阻条。当电流通过电阻条时，电阻产生的焦耳热一部分用于加热微热板，另外一部分以传导、对流和辐射的方式耗散于周围环境中悬空结构，使微热板具有非常小的热惯性和非常高的电热耦合效率，毫瓦级热功率就能使其中心温区在几毫秒内迅速升温。因此微热板具有非常快的热响应时间和较低的热功耗。
[0003]目前常见的微热板的加热电阻很难控制，导致生产工艺冗长，良率不高，成本增加，且加热电阻设置于微热板的基底上，很难做到在同等电阻条件下，实现微热板的更加小型化。

技术实现思路

[0004]为了解决上述问题，本技术技术方案提供了一种带功能层的微热板，具有较好的稳定性和可靠性，制作工艺简单，制作成本低，且更加小型化。
[0005]为了实现上述目的，本技术提供如下技术方案：
[0006]一种带功能层的微热板，所述微热板包括：
[0007]基底，所述基底包括中心加热区以及位于中心加热区外围的外围支撑区，所述中心加热区具有自基底的一表面向相对的另一表面凹陷的空气绝热腔；
[0008]加热层，所述加热层包括电连接的加热电极以及加热电阻，所述加热电极设置在所述基底上，所述基底的中心加热区设置有连续凹陷部，所述凹陷部内设有导电材料，形成所述加热电阻；
[0009]绝缘介质层，所述绝缘介质层设置在所述加热层背离所述基底的一侧；
[0010]功能层，所述功能层设置在所述绝缘介质层背离所述加热层一侧，所述功能层包括相互电连接的信号感测电极和功能模块，所述功能模块用于感测外部信号。
[0011]优选地，所述基底包括第一支撑层和设置于第一支撑层上的第二支撑层，所述第一支撑层和第二支撑层一体成型或分体设置，且所述加热电极设置于所述第二支撑层上，所述空气绝热腔贯穿所述第一支撑层，所述凹陷部设于第二支撑层内。
[0012]优选地，所述第一支撑层为硅基底，所述第二支撑层为陶瓷膜，所述陶瓷膜分体设置于所述硅基底上，且所述加热电极设置于所述陶瓷膜上，所述凹陷部设于所述陶瓷膜内。
[0013]优选地，所述基底为全陶瓷基底，所述第一支撑层为基底部，所述第二支撑层为支撑部，所述支撑部与基底部一体成型，且所述加热电极设置于所述支撑部上，所述凹陷部设
于所述支撑部内。
[0014]优选地，所述凹陷部的宽度变化设置，且所述凹陷部构成的加热电阻形成预设形状。
[0015]优选地，所述凹陷部的深度小于等于所述第二支撑层的厚度。
[0016]优选地，所述导电材料的厚度小于、等于或大于所述凹陷部的深度。
[0017]优选地，所述凹陷部的宽度为0.2μm~20μm，深度为1μm~20μm，且所述深度与宽度比不小于0.8。
[0018]优选地，所述导电材料为Pt、Au、Ag、Cu、Al、Ni、W、Ag/Pd合金以及Pt/A u合金中的任一种。
[0019]优选地，所述绝缘介质层的厚度为1um~10um，且其电阻率大于10
13
Ω
·
cm。
[0020]本技术技术方案提供的带有功能层的微热板，其加热电阻通过凹陷部形成，通过控制凹陷部的宽度以及深度可以有效的控制加热电阻的电阻大小，这样可以很大程度上简化制备工艺，加热电阻的检测准确性更高，而且通过凹陷部结构可以将宽度做的很小，这样可以节约材料，可以做到器件的体积更加小型化。且通过功能层与加热层之间设置绝缘介质层，避免了加热信号和感测信号的相互干扰问题。
附图说明
[0021]为了更清楚地说明本技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的实施例，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，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
[0022]图1为本技术实施例提供的一种带功能层的微热板的结构示意图；
[0023]图2为本技术实施例提供的另一种微热板的结构示意图；
[0024]图3为本技术实施例提供的另一种微热板的结构示意图；
[0025]图4为本技术实施例提供的另一种微热板的结构示意图；
[0026]图5为本技术实施例提供的另一种微热板的结构示意图；
[0027]图6a~6c为本技术实施例提供的一种加热层的不同结构示意图。
具体实施方式
[0028]下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
[0029]参考图1，图1为本技术一实施例提供的一种带功能层的微热板的结构示意图，该微热板10包括：硅基底11、陶瓷膜12、加热层、绝缘介质层16和功能层，其中，硅基底11具有相对的第一表面111和第二表面112，且所述硅基底11具有中心加热区A以及位于中心加热区A外围的外围支撑区B，所述中心加热区A具有贯穿所述第一表面111以及所述第二表面112的空气绝热腔15。
[0030]所述硅基底11为双面氧化、单面氧化或是未氧化的单晶硅片，所述单晶硅片的晶
向为100或是111，可以使得陶瓷膜12和硅基底11具有稳定的接触效果。或者，所述硅基底为双面氧化、单面氧化或是未氧化的多晶硅片。采用单晶硅片或是多晶硅片，能够使得陶瓷膜12和硅基底11具有稳定的接触效果。
[0031]所述硅基底11的厚度为50μm
‑
700μm，包括端点值。具体的，所述硅基底11的厚度可以为100μm、200μm、300μm、50μm或是600μm。采用上述厚度取值的硅基底11，在保证微热板10具有较薄厚度的同时，使得微热板10具有较好的机械强度。
[0032]陶瓷膜12设置于硅基底11的第一表面111，所述陶瓷膜12是由形成在所述硅基底11表面的设定陶瓷浆料烧结而成。将设定的陶瓷浆料采用厚膜印刷工艺在硅基底11的表面形成陶瓷膜12，经过高温烧结后，可以形成致密的陶瓷膜12，可以使得陶瓷膜12可以与硅基底11稳定可靠的结合，结合力良好，且致密坚硬。
[0033]本申请实施例中，所述陶瓷浆料可以为玻璃和陶瓷体系的混合材料；或，所述陶瓷浆料可以为微晶玻璃体系；或，所述陶瓷浆料可以为单相陶瓷。所述陶瓷膜12的厚度可以为1μm
‑
50μm，包括端点值。具体的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种带功能层的微热板，其特征在于，所述微热板包括：基底，所述基底包括中心加热区以及位于中心加热区外围的外围支撑区，所述中心加热区具有自基底的一表面向相对的另一表面凹陷的空气绝热腔；加热层，所述加热层包括电连接的加热电极以及加热电阻，所述加热电极设置在所述基底上，所述基底的中心加热区设置有连续凹陷部，所述凹陷部内设有导电材料，形成所述加热电阻；绝缘介质层，所述绝缘介质层设置在所述加热层背离所述基底的一侧；功能层，所述功能层设置在所述绝缘介质层背离所述加热层一侧，所述功能层包括相互电连接的信号感测电极和功能模块，所述功能模块用于感测外部信号。2.根据权利要求1所述的微热板，其特征在于，所述基底包括第一支撑层和设置于第一支撑层上的第二支撑层，所述第一支撑层和第二支撑层一体成型或分体设置，且所述加热电极设置于所述第二支撑层上，所述空气绝热腔贯穿所述第一支撑层，所述凹陷部设于第二支撑层内。3.根据权利要求2所述的微热板，其特征在于，所述第一支撑层为硅基底，所述第二支撑层为陶瓷膜，所述陶瓷...

【专利技术属性】
技术研发人员：张克栋，崔铮，周健，陈晓跃，郭兵，周姣，
申请(专利权)人：苏州纳格光电科技有限公司，
类型：新型
国别省市：