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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