CN85100133B - 微型箔式电阻应变计的制造方法 - Google Patents
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Abstract
“微型箔式电阳应变计的制造方法”,属于计量、测试元件制造技术。本方法采用正性光刻胶光刻敏感栅,曝光光源为球形汞灯,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°~00°(波美)三氯化铁腐蚀液,一次腐蚀成型。采用此制造方法,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,栅长为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方法,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。该方法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。该光刻方法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方法。
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)的二氯化铁溶液,腐蚀液温度为40℃-50℃,腐蚀时间约8-12分钟。
用本方法制造出丝栅宽度为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21mm2,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12%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 (4)
1、一种微型箔式电阻应变计的制造方法,其中,用离心法制光刻胶膜,用三氯化铁腐蚀液腐蚀康铜箔,其特征在于,光刻应度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0.8~12%氢氧化钾溶液作显影液,用离心法制基底膜,所说的三氯化铁腐蚀液的浓度为55~60℃(波美),温度为40℃~50℃,腐蚀时间为8~12分钟。
2、根据权利要求1所说的一种微型箔式电阻应变计的制造方法,其特征在于所说的光刻胶膜的制膜过程为,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、根据权利要求1所说的一种微型箔式电阻应变计的制造方法,其特征在于所说的显影过程是,将曝光后的箔材置于0.8~12%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、根据权利要求1所说的一种微型箔式电阻应变计的制造方法,其特征在于所说的用离心法制基底膜的过程为,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。
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