ＴＭＲ高灵敏度抗磁性磁敏电阻及其制造方法技术

ＴＭＲ高灵敏度抗磁性磁敏电阻及其制造方法，属抗磁性金属薄膜磁敏元件的研制开发技术领域。技术方案包括：硅片氧化、高真空镀膜、固胶、腐蚀图形、一次处理、二次处理及后处理工艺。其产品的芯片上带有铋金属膜。铋金属膜为螺旋形图形。本发明专利技术方法简单，易于实施，由于是采用抗磁性金属材料铋制造的磁敏电阻，对比现有铁、镍、钴或其合金等材料制造的产品，具有制造工艺简单，生产成本低。另外产品的稳定性强，广泛适应外界工作条件，温漂小或无温漂等优点。提高了应用装置和设备的使用寿命，并保证设备的正常运行。解决了现有产品存在的实际问题。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属抗磁性金属薄膜磁敏元件的研制开发

技术介绍
目前国内外生产和应用的金属薄膜磁敏电阻有巨磁致电阻GMR和强磁性金属薄膜磁敏电阻AMR等，在高真空镀膜工艺中都是采用铁、镍、钴或其合金等强磁性金属材料，其制造工艺复杂，生产成本高。另外，所生产出的产品存在着对工作条件要求特别高，对磁场强度和磁场方向反应敏感，温漂大、稳定性不好的缺点。直接影响到所用装置或设备的正常运行。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种采用抗磁性金属材料制造的一种金属薄膜磁敏电阻及其制造方法，以解决现有产品存在的各种问题。 本专利技术的技术方案包括硅片氧化、高真空镀膜、固胶、腐蚀图形、一次处理、二次处理及后处理工艺。其产品的芯片的结构如附图所示在硅片上带有铋金属膜。铋金属膜为螺旋形图形。在铋金属膜中心及外侧带有铝电极。 其制造工艺如下 1、硅片氧化 按常规技术，将清洁处理好的单晶硅片放入氧化炉石英管中，然后升温对石英管中通入氧气对单晶硅片进行干氧处理，然后再输在入氧气的同时通入水蒸汽进行湿氧处理，使硅片表面形成二氧化硅薄膜。 2、高真空镀膜 2-1镀膜材料的配制 取3 5g的铋铋金属粉末、10 15g乙醇，混合后搅拌均匀，制成铋粉浆料。作为一次镀膜材料用量。铋粉的纯度为99.999%。 将氧化处理的单晶硅片放置于真空镀膜机内，将乙醇与高纯度金属材料铋粉调合的铋粉浆料涂复在镀膜机钨丝加热器上。然后镀膜机开始抽低真空。真空度为5X10—3乇。当真空度达到时，再进行抽高真空。真空度为5X10—6乇。当达到真空度时，启动钨丝加温器升温。当温度达到165(TC时铋粉开始熔化挥发。然后停止加温。铋粉挥发对硅片表面镀膜。镀膜时间为3 5分钟。然后降压。待真空室温度降至6(TC时取出。镀膜的厚度为2000 3000埃。 3、一次处理 按常规技术将镀膜后的硅片放在涂匀胶机的甩胶盘上，往硅片上滴胶后，启动涂匀胶盘逐渐提高转速。用离心力使胶面均匀。然后将涂匀好胶的硅片在电烘箱中热烘，再进行一次光刻处理。先将光刻版放在光刻机的移动架上，将烘好的硅片放在移动盘上。移动架对准硅片位置，完成一次光刻。再将爆光后的硅片放入显影剂中进行显影和定影处理。然后放在电热烘箱中做固胶处理。 4、腐蚀图形 将固胶好的硅片放入腐蚀液中进行腐蚀，然后进行去胶处理。再将硅片放入甩干机中甩干、烘干，然后镀铝电极。 5、二次处理 将镀铝电极后的坯料先进行二次光刻，采用一次处理光刻方法操作。二次光刻的光刻板图形为螺旋形图形。二次光刻的光刻板电极数为2个。二次光刻后进行腐蚀铝电极。采用一次处理中腐蚀工艺。铝电极的腐蚀液的成份是硫酸铈、硝酸、纯净水，其比例为i : 4 : io。比例为重量份比。将三种成份材料混合，在常温下搅拌均匀。腐蚀液的用量为没过坯料即可。再采用一次处理中的去胶甩干、烘干工艺进行处理。然后用划片机将大硅片按小片图形切成小片。再对小片进行粘片。粘片后，用超声键合机将小10iim的金丝，键合在硅片和铜管脚上。用金丝将硅片上的两个电极分别与两个管脚连接。 6、后处理 按常规技术，后处理工艺包括涂硅橡胶、封装、管脚镀锡、热老化、初测、功率老化、终测工序。 本专利技术方法简单，易于实施，由于是采用抗磁性金属材料铋制造的磁敏电阻，对比现有铁、镍、钴或其合金等材料制造的产品，具有制造工艺简单，生产成本低。另外产品的稳定性强，广泛适应外界工作条件，温漂小或无温漂等优点。提高了应用装置和设备的使用寿命，并保证设备的正常运行。附图说明 附图为本专利技术产品芯片结构示意图 1-铋金属膜2-硅片3-铝电极具体实施例方式本专利技术的技术方案如下 1、硅片氧化 按常规技术，将清洁处理好的单晶硅片放入氧化炉石英管中，将氧化炉炉温升为1180°C。然后将石英管中通入氧气对单晶硅片进行干氧处理5分钟。氧气的输入量为5升/分钟。然后再在输入氧气的同时通入水蒸汽进行湿氧处理90分钟。然后停止输入水蒸汽，再进行干氧处理10分钟。使硅片表面形成二氧化硅薄膜。 2、高真空镀膜 将氧化处理的单晶硅片放置于真空镀膜机内，将乙醇与高纯度金属材料铋粉调合的铋粉浆料涂复在镀膜机钨丝加热器上。铋粉的纯度为99.999%。铋粉和乙醇的配合比例为的5g : 15g。然后镀膜机开始抽低真空。真空度为5X10—3乇。当真空度达到时，再进行抽高真空。真空度为5X10—6乇.当达到真空度时，启动钨丝加温器升温。当温度达到165(TC时铋粉开始熔化挥发。然后停止加温。铋粉挥发对硅片表面镀膜。镀膜时间为5分钟。然后降压。待真空室温度降至6(TC时取出。镀膜的厚度为2000 3000埃。 3、一次处理 将镀膜后的硅片放在涂匀胶机的甩胶盘上，往硅片上滴胶后，启动涂匀胶盘逐渐提高转速。要求转速为3000转/分，甩胶时间为l分钟。然后将涂匀好胶的硅片在烘箱中热烘，热烘温度为7(TC，时间为30分钟。再进行一次光刻处理。先将光刻版放在光刻机的移动架上，将烘好的硅片放在移动盘上。移动架对准硅片位置，爆光io秒钟，完成一次光刻。再将爆光后的硅片放入显影剂中进行显影处理。处理时间为2分钟。显影完毕后，将硅片放入定影剂中，定影l分钟。显影剂和定影济的用量为液面没过硅片为宜。再将定影后的硅片放在电热烘箱中做固胶处理。固胶温度为15(TC。固胶时间为90分钟。 4、腐蚀图形 将固胶好的硅片放入腐蚀液中进行腐蚀，腐蚀时间为1 3分钟，温度为常温。腐蚀后用清水冲洗。腐蚀液的用量为没过硅片即可。然后进行去胶处理。将硅片放入去膜液中浸泡30分钟。当光刻胶去除后立即取出冲洗。去膜液市场有售。去膜液用量为没过硅片即可。然后将硅片放入甩干机中甩干10分钟，甩干机速度为5000 6000转/分。甩干后需烘干。烘干时间为60分钟。烘干温度为8(TC。烘干后镀铝电极。 5、二次处理 将镀铝电极后的坯料先进行二次光刻，采用一次处理光刻方法操作。二次光刻的光刻板图形为圆形。二次光刻的光刻板电极数为2个。二次光刻后进行腐蚀铝电极。采用一次处理中腐蚀工艺。铝电极的腐蚀液市场有售，腐蚀液的用量为没过坯料即可。再采用一次处理中的去胶甩干、烘干工艺进行处理。然后用划片机将大硅片按小片图形切成小片。再对小片进行粘片。粘片后，用超声键合机将小10iim的金丝，键合在硅片和铜管脚上。用金丝将硅片上的两个电极分别与两个管脚连接。 6、后处理 后处理工艺包括涂硅橡胶、封装、管脚镀锡、热老化、初测、功率老化、终测工序。 6-1涂硅橡胶 按常规方法，将硅橡胶涂复在键合好金丝的硅片上，然后放入电热烘箱热烘。热烘时间为90分钟，热烘温度为150°C。 6-2封装 按常规方法，用注塑机和塑封模具将涂复硅橡胶的磁敏电阻管芯塑封成型。 6-3管脚镀锡 用电镀法将塑封后的磁敏电阻管脚用常规方法镀一层锡。镀完锡后用冲床将管脚分开，并冲去多余部分。 6-4热老化采用常规方法，将元件放入电热烘箱进行热老化处理。老化时间为72小时。老化温度为120°C。 6-5初测用常规方法将热老化后的元件进行初测，去除断路和短路的废品。 6-6功率老化 采用常规方法对初测后的元件进行功率老化。所加的电压和电流大于元件额定功率10%进行。 6-7终测 用常规方法将功率老化后元件进行终测，去除次品，并按档次分开。制成特高灵敏度抗磁性磁敏本文档来自技高网...

【技术保护点】
ＴＭＲ高灵敏度抗磁性磁敏电阻，由硅片（２）、金属膜及铝电极（３）构成，其特征是：金属膜为铋金属膜（１），铋金属膜的图形为螺旋形图形。

【技术特征摘要】
TMR高灵敏度抗磁性磁敏电阻，由硅片(2)、金属膜及铝电极(3)构成，其特征是金属膜为铋金属膜(1)，铋金属膜的图形为螺旋形图形。2. TMR高灵敏度抗磁性磁敏电阻的制造方法，包括硅片氧化、高真空镀膜、固胶、腐蚀图形、一次处理、二次处理及后处理工艺，其特征是将氧化处理的单晶硅片放置于真空镀膜机内，将乙醇与高纯度金属材料铋粉调合的铋粉浆料涂复在镀膜机钨丝加热器上，然后镀膜机开始抽低真空，真空度为5X 10—3乇，当真空度达到时，再进行抽高真空，真空度为 5X10—6乇，当达到真空度时，启动鸨丝加温器升温，当温度达到165(TC时铋粉开始熔化挥 发...

【专利技术属性】
技术研发人员：孟庆波，王学礼，
申请(专利权)人：王学礼，孟庆波，
类型：发明
国别省市：21[中国|辽宁]