RU2736233C1 - Thin-film titanium thermistor on flexible polyimide substrate and method of manufacture thereof - Google Patents

Thin-film titanium thermistor on flexible polyimide substrate and method of manufacture thereof Download PDF

Info

Publication number
RU2736233C1
RU2736233C1 RU2020106350A RU2020106350A RU2736233C1 RU 2736233 C1 RU2736233 C1 RU 2736233C1 RU 2020106350 A RU2020106350 A RU 2020106350A RU 2020106350 A RU2020106350 A RU 2020106350A RU 2736233 C1 RU2736233 C1 RU 2736233C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
layer
thin
thermistor
film
titanium
Prior art date
Application number
RU2020106350A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Игорь Иванович Гончар
Александр Дмитриевич Савчук
Лариса Евгеньевна Кадина
Татьяна Сергеевна Лашкова
Original Assignee
Открытое акционерное общество "Авангард"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Открытое акционерное общество "Авангард" filed Critical Открытое акционерное общество "Авангард"
Priority to RU2020106350A priority Critical patent/RU2736233C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2736233C1 publication Critical patent/RU2736233C1/en
Priority to EA202100046A priority patent/EA202100046A2/en

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01CRESISTORS
    • H01C17/00Apparatus or processes specially adapted for manufacturing resistors
    • H01C17/06Apparatus or processes specially adapted for manufacturing resistors adapted for coating resistive material on a base

Abstract

FIELD: instrument engineering.
SUBSTANCE: invention relates to instrument-making - fabrication of thin-film thermal resistors intended for discrete control of level and measurement of mass flow rate of fuel components. Thin-film titanium thermistor on a flexible polyamide substrate of rectangular shape, in the centre of which there is a film resistor in the form of a meander, on the edges of the short side there are contact pads in the form of wedges. Thermistor comprises successively deposited on a thin flexible polyamide substrate (1) layers of a thermic resistive layer of titanium (2), an adhesion sublayer of chromium (3), contact layer of copper (4), protective layer of chromium (5) and protective layer of lacquer, which is coated with meander (7), formed from thermistor layer of titanium (2). Method for manufacturing thin-film titanium thermistors on a flexible polyamide substrate involves successive sputtering on a thin dielectric substrate (1) of said layers (2)…(5). Further, selective photolithography with etching is performed in four stages in series to form thin-film thermoresistors in the form of meander (7). Then, substrate (1) is divided into separate thermoresistors, in each of which their copper contact pads (4) are coated with solder layer, soldered to individual printed-circuit board of sensor by Flip-chip technology and electric training of each thermistor is performed.
EFFECT: technical result is improved manufacturability and reduced costs in production of "spot execution" thermoresistors.
2 cl, 1 tbl, 6 dwg

Description

Техническое решение относится к приборостроению, а именно к тонкопленочным терморезисторам и способам их изготовления. Такие тонкопленочные терморезисторы предназначены для дискретных измерителей уровня, и могут быть использованы для контроля уровня и массового расхода компонентов топлива при заправке, расходовании и хранении в химической, космической и других областях промышленности.The technical solution relates to instrumentation, namely to thin-film thermistors and methods for their manufacture. Such thin-film thermistors are intended for discrete level meters and can be used to control the level and mass flow rate of fuel components during refueling, consumption and storage in the chemical, aerospace and other industries.

Прототипом заявленных технических решений является конструктив тонкопленочного титанового терморезистора на полиимидной подложке по фиг. 1, приведенный в патенте на изобретение заявителя RU 2295115 С2 от 10.03.2007, МПК G01F 23/00, G01F 1/68, под названием «Датчик контроля уровня жидкости» - [1]. В [1] (фиг. 1) представлен тонкопленочный титановый терморезистор на гибкой полиимидной подложке (далее по тексту терморезистор) прямоугольной формы, на которой в центре размещен пленочный резистор в форме меандра (далее по тексту меандр терморезистора), по краям длинной стороны прямоугольной подложки (на ее коротких сторонах) находятся контактные площадки, которые к меандру терморезистора подведены в виде клиньев, меандр терморезистора выполнен в «точечном исполнении». Из описания изобретения [1] известно, что тонкопленочный титановый терморезистор на полиимидной подложке выполнен прямоугольной формы с размерами: длина 9 мм, ширина не более 2,5 мм и толщиной 10…50 мкм, с толщиной титановой пленки не более 0,05 мм. Меандр терморезистора выполнен в «точечном исполнении», на площади не более (0,15…0,5) мм × (0,15…0,5) мм и толщиной титановой пленки не более 0,15 мкм.The prototype of the claimed technical solutions is the construct of a thin-film titanium thermistor on a polyimide substrate according to FIG. 1, given in the patent for the applicant's invention RU 2295115 C2 dated 10.03.2007, IPC G01F 23/00, G01F 1/68, under the name "Liquid level control sensor" - [1]. [1] (Fig. 1) presents a thin-film titanium thermistor on a flexible polyimide substrate (hereinafter referred to as a thermistor) of rectangular shape, on which a meander-shaped film resistor is placed in the center (hereinafter referred to as a meander of a thermistor), along the edges of the long side of a rectangular substrate (on its short sides) there are contact pads, which are connected to the thermistor meander in the form of wedges, the thermistor meander is made in "point design". From the description of the invention [1] it is known that a thin-film titanium thermistor on a polyimide substrate is made of rectangular shape with dimensions: length 9 mm, width not more than 2.5 mm and thickness 10 ... 50 microns, with titanium film thickness not more than 0.05 mm. The meander of the thermistor is made in a "point design", on an area of no more than (0.15 ... 0.5) mm × (0.15 ... 0.5) mm and a titanium film thickness of no more than 0.15 microns.

Остальные (другие) параметры терморезистора [1] не раскрыты, и являлись «ноу-хау» заявителя, потому что в изобретении - прототипе заявлен не сам тонкопленочный терморезистор, а датчик контроля уровня жидкости в сборе.The rest (other) parameters of the thermistor [1] are not disclosed, and were the "know-how" of the applicant, because the invention - the prototype does not declare the thin-film thermistor itself, but the liquid level control sensor assembly.

Способ изготовления тонкопленочных титановых терморезисторов на гибкой полиимидной подложке по устройству - прототипу [1], как и других известных аналогичных устройств состоит в последовательном напылении на тонкую диэлектрическую подложку адгезивного слоя и резистивного слоя и контактного слоя, селективной фотолитографии и травления с образованием контактных площадок и пленочных резисторов.A method of manufacturing thin-film titanium thermistors on a flexible polyimide substrate according to the prototype device [1], like other known similar devices, consists in sequential deposition on a thin dielectric substrate of an adhesive layer and a resistive layer and a contact layer, selective photolithography and etching with the formation of contact pads and film resistors.

Недостатком прототипа [1], а также способа его изготовления является то, что входящий его состав тонкопленочный терморезистор без раскрытия «ноу-хау» заявителя невозможно изготовить, в том числе и без указания и уточнения параметров материалов его компонентов, а также без указания конкретных размеров, диапазонов их изменения и технологических режимов.The disadvantage of the prototype [1], as well as the method of its manufacture, is that its constituent thin-film thermistor without disclosing the "know-how" of the applicant cannot be manufactured, including without specifying and clarifying the parameters of the materials of its components, as well as without specifying specific dimensions , ranges of their change and technological modes.

Недостатки устройства и способа его изготовления по [1] ставят задачи повышения технологичности конструкции, примененного в датчике терморезистора на тонкой полиимидной подложке с медными контактными площадками, то есть оптимизации ее размеров и применяемых материалов, а также упрощения технологии изготовления устройства путем совершенствования технологии (способа) изготовления для повышения точности получения геометрических размеров.The disadvantages of the device and the method of its manufacture according to [1] pose the problem of improving the manufacturability of the design used in the thermistor sensor on a thin polyimide substrate with copper contact pads, that is, optimizing its dimensions and materials used, as well as simplifying the manufacturing technology of the device by improving the technology (method) manufacturing to improve the accuracy of obtaining geometric dimensions.

Также известны тонкопленочные титановые терморезисторы на тонкой полиимидной подложке с медными контактными площадками по патентам на изобретение РФ заявителя (ОАО «Авангард»):Also known are thin-film titanium thermistors on a thin polyimide substrate with copper contact pads according to patents for the invention of the Russian Federation of the applicant (JSC "Avangard"):

- RU 2456551 С1 от 20.07.2012, МПК G01F 23/24, под названием «Датчик контроля уровня жидкости» - [2], фигуры 2 и 3;- RU 2456551 C1 from 20.07.2012, IPC G01F 23/24, under the name "Liquid level control sensor" - [2], figures 2 and 3;

- RU 2579542 С2 от 10.04.2016, МПК G01F 23/24, под названием «Измеритель уровня жидкости» - [3], фигуры 5 и 6.- RU 2579542 C2 dated 04/10/2016, IPC G01F 23/24, entitled "Liquid level meter" - [3], figures 5 and 6.

Недостатки аналогов [2] и [3], а именно примененных в устройствах тонкопленочных титановых терморезисторов на тонкой полиимидной подложке с медными контактными площадками (и способов их изготовления) аналогичны недостаткам прототипа [1], причем в этих аналогах особенностям самих терморезисторов отведено еще меньше информации, чем в прототипе.The disadvantages of analogues [2] and [3], namely, used in devices of thin-film titanium thermistors on a thin polyimide substrate with copper contact pads (and methods of their manufacture) are similar to the disadvantages of the prototype [1], and in these analogues, even less information is allocated to the features of the thermistors themselves than in the prototype.

Известен тонкопленочный термистор на тонкой полиамидной подложке по патенту Кореи: KR 20000055442 (А) от 05.09.2000, МПК Н01С 17/00, «Method for manufacturing thin film thermistor» (Способ изготовления тонкопленочного термистора) - [4].Known thin-film thermistor on a thin polyamide substrate according to the Korean patent: KR 20000055442 (A) from 05.09.2000, IPC H01C 17/00, "Method for manufacturing thin film thermistor" (Method for manufacturing a thin-film thermistor) - [4].

Однако в известном патентном источнике [4] приведено описание полупроводникового термистора, а заявлены тонкопленочный титановый терморезистор на гибкой полиимидной подложке и способ его изготовления. В качестве тонкой теплоизоляционной подложки использован материал «полиамид», а в заявленных технических решениях «полиимид», которые являются совершенно разными материалами. То есть, в известном аналоге ограничительные и отличительные признаки не совпадают с заявленными в настоящей заявке и аналог [4] не может быть ей противопоставлен по критериям «новизны» и по «изобретательскому уровню».However, a well-known patent source [4] describes a semiconductor thermistor, and declares a thin-film titanium thermistor on a flexible polyimide substrate and a method for its manufacture. The material "polyamide" was used as a thin heat-insulating substrate, and in the claimed technical solutions "polyimide", which are completely different materials. That is, in the known analogue, the restrictive and distinctive features do not coincide with those declared in this application and the analogue [4] cannot be opposed to it according to the criteria of "novelty" and according to the "inventive step".

Известны технологии по изготовлению тонкопленочных титановых терморезисторов на тонких теплоизоляционных подложках по книге «Микроэлектронная аппаратура на бескорпусных интегральных микросхемах» / И.В. Воженин, Г.А. Блинов, Л.А. Коледов и др. Под ред. И.В. Воженина. - М.: Радио и связь, 1985. - 264 с., ил. - [5].Known technologies for the manufacture of thin-film titanium thermistors on thin heat-insulating substrates according to the book "Microelectronic equipment on unpackaged integrated circuits" / I.V. Vozhenin, G.A. Blinov, L.A. Koledov, etc. Ed. I.V. Vozhenin. - M .: Radio and communication, 1985. - 264 p., Ill. - [five].

Так на стр. 83 [5] известно: «Широкое распространение в промышленности получила структура Ti - Cu - Ni - Au. Здесь основную функциональную роль выполняют слой меди толщиной до 15 мкм, титан обеспечивает высокую адгезию слоя меди к ситалловой или поликоровой подложке…» для изготовления коммутационных элементов, однако использование этой структуры для тонкопленочных титановых терморезисторов на гибкой полиимидной подложке не приведено.So on page 83 [5] it is known: “The structure of Ti - Cu - Ni - Au has become widespread in industry. Here the main functional role is played by a copper layer up to 15 microns thick, titanium ensures high adhesion of a copper layer to a sitall or polycor substrate ... ”for the manufacture of switching elements, however, the use of this structure for thin-film titanium thermistors on a flexible polyimide substrate is not given.

На стр. 156…181 [5] известны базовые технологические процессы получения гибких плат на полиимидной пленке, однако конкретизации применения известной полиимидной пленки для теплоизоляционной подложки тонкопленочных титановых терморезисторов и способы их изготовления не приведены.On pages 156 ... 181 [5], basic technological processes for producing flexible boards on a polyimide film are known, however, the application of the known polyimide film for a heat-insulating substrate of thin-film titanium thermistors and methods of their manufacture are not given.

На стр. 186…199 [5] известны основные показатели функциональных узлов на полиимидной пленке, при этом упоминаний применения полиимидной пленки для тонкопленочных титановых терморезисторов нет.On pages 186… 199 [5], the main indicators of functional units on a polyimide film are known, while there is no mention of the use of a polyimide film for thin-film titanium thermistors.

Недостатки прототипа [1], аналогов [2], [3], [4] и [5] ставят задачи повышения технологичности конструкции тонкопленочных титановых терморезисторов на гибких полиимидных пленках (по оптимизации ее размеров и применяемых напыляемых материалов и повышения точности получения их геометрических размеров), а также упрощения способа (технологии) изготовления устройств терморезисторов на гибких полиимидных пленках (известных по прототипу [1]).The disadvantages of the prototype [1], analogs [2], [3], [4] and [5] pose the problem of improving the manufacturability of the design of thin-film titanium thermistors on flexible polyimide films (to optimize its dimensions and applied sprayed materials and to improve the accuracy of obtaining their geometric dimensions ), as well as simplifying the method (technology) of manufacturing thermistor devices on flexible polyimide films (known from the prototype [1]).

Сущность заявленного устройства состоит в том, что тонкопленочный титановый терморезистор на гибкой полиимидной подложке прямоугольной формы, на которой в центре размещен пленочный резистор в форме меандра (далее по тексту меандр терморезистора), на коротких сторонах прямоугольной подложки находятся контактные площадки, которые к меандру терморезистора подведены в виде клиньев, меандр терморезистора выполнен в «точечном исполнении», при этом подложка выполнена из тонкого теплоизоляционного материала - полиимида толщиной 25…125 мкм, подложка прямоугольной формы имеет размеры длинной 4…6 мм и шириной 0,8…2,0 мм, меандр терморезистора занимает площадь от 0,1 мм × 0,1 мм до 0,3 мм × 0,3 мм, меандр терморезистора выполнен из резистивного слоя титана толщиной 0,1…0,2 мкм, контактные площадки терморезистора выполнены из слоя меди толщиной 1,5…3,0 мкм, а в качестве адгезионного подслоя между слоем титана и меди применен слой хрома толщиной 0,02…0,03 мкм и в качестве защитного слоя для меди применен слой хрома толщиной 0,02…0,05 мкм.The essence of the claimed device lies in the fact that a thin-film titanium thermistor on a flexible polyimide substrate of a rectangular shape, on which a meander-shaped film resistor is placed in the center (hereinafter referred to as a meander of a thermistor), on the short sides of the rectangular substrate are contact pads that are connected to the meander of the thermistor in the form of wedges, the meander of the thermistor is made in a "point design", while the substrate is made of a thin heat-insulating material - polyimide with a thickness of 25 ... 125 microns, the rectangular substrate has dimensions 4 ... 6 mm long and 0.8 ... 2.0 mm wide, the meander of the thermistor occupies an area from 0.1 mm × 0.1 mm to 0.3 mm × 0.3 mm, the meander of the thermistor is made of a resistive titanium layer with a thickness of 0.1 ... 0.2 μm, the contact pads of the thermistor are made of a copper layer with a thickness 1.5 ... 3.0 μm, and as an adhesive sublayer between the titanium and copper layer, a chromium layer 0.02 ... 0.03 μm thick is used and as a protective layer for copper at changed chromium layer 0.02 ... 0.05 microns thick.

Сущность заявленного способа состоит в том, что способ изготовления тонкопленочных титановых терморезисторов на гибкой полиимидной подложке, состоящий в последовательном напылении на тонкую диэлектрическую подложку адгезивного слоя и резистивного слоя и контактного слоя, селективной фотолитографии и травления с образованием тонкопленочных терморезисторов, при этом в качестве адгезивного и резистивного слоя наносят титан толщиной 0,1…0,2 мкм, на который последовательно наносят адгезивный слой хрома толщиной 0,02…0,03 мкм, контактный слой меди толщиной 1,5…3,0 мкм, и защитный слой хрома толщиной 0,02…0,05 мкм, далее выполняют последовательно в четыре этапа селективную фотолитографию с травлениями с образованием тонкопленочных терморезисторов, а именно первый этап - удаления суммарного слоя, второй этап - формируют титановый пленочный резистор, третий этап - формируют медные контактные площадки и четвертый этап - вскрывают окна в защитном слое хрома для покрытия слоем припоя контактных площадок из меди, после чего разделяют подложку на отдельные терморезисторы, у каждого из которых их контактные площадки покрывают слоем припоя, припаивают на индивидуальную печатную плату сенсора по технологии «флип-чип» и осуществляют электротренировку каждого терморезистора.The essence of the claimed method lies in the fact that a method of manufacturing thin-film titanium thermistors on a flexible polyimide substrate, consisting in sequential deposition on a thin dielectric substrate of an adhesive layer and a resistive layer and a contact layer, selective photolithography and etching with the formation of thin-film thermistors, while acting as an adhesive of the resistive layer is applied titanium with a thickness of 0.1 ... 0.2 μm, on which an adhesive layer of chromium with a thickness of 0.02 ... 0.03 μm, a contact layer of copper with a thickness of 1.5 ... 3.0 μm, and a protective layer of chromium with a thickness of 0 , 02 ... 0.05 μm, then selective photolithography with etching is performed sequentially in four stages with the formation of thin-film thermistors, namely the first stage is to remove the total layer, the second stage is to form a titanium film resistor, the third stage is to form copper contact pads and the fourth stage - open windows in a protective chromium layer to cover the contact plates with a layer of solder copper pads, after which the substrate is divided into separate thermistors, each of which their contact pads are covered with a layer of solder, soldered onto an individual sensor printed circuit board using the "flip-chip" technology, and each thermistor is electro-trained.

Технический результат устройства и способа для его реализации является повышение технологичности и снижение затрат при изготовлении (качественных) тонкопленочных титановых терморезисторов «точечного исполнения» на гибких полиимидных пленках, в которых повышена точность их геометрических размеров.The technical result of the device and method for its implementation is to improve manufacturability and reduce costs in the manufacture of (high-quality) thin-film titanium thermistors of "point design" on flexible polyimide films, in which the accuracy of their geometric dimensions is increased.

Кроме того, из патентной литературы известны следующие аналоги:In addition, the following analogs are known from the patent literature:

- SU 1290941 А1 от 10.10.1999, МПК Н01С 17/00, «Способ изготовления тонкопленочного резистора» - [6];- SU 1290941 A1 dated 10.10.1999, IPC Н01С 17/00, "Method of manufacturing a thin-film resistor" - [6];

- SU 1358653 А1 от 27.05.2012, МПК Н01С 17/00, Н01С 3/00, «Способ изготовления пленочных резисторов» - [7];- SU 1358653 A1 dated 05/27/2012, IPC Н01С 17/00, Н01С 3/00, "Method of manufacturing film resistors" - [7];

- SU 1636699 А1 от 23.03.1991, МПК G01K 7/16, «Термометр сопротивления для измерения температуры жидкой среды и способ его изготовления» - [8];- SU 1636699 A1 dated 03.23.1991, IPC G01K 7/16, "Resistance thermometer for measuring the temperature of a liquid medium and a method for its manufacture" - [8];

- RU 200010695 А от 27.02.2002, МПК Н01С 17/00, «Способ изготовления тонкопленочных резисторов» - [9];- RU 200010695 A from 27.02.2002, IPC Н01С 17/00, "Method of manufacturing thin-film resistors" - [9];

- RU 2001104697 А от 10.02.2003, МПК Н01С 17/00, «Способ изготовления тонкопленочных резисторов» - [10];- RU 2001104697 A dated 02/10/2003, IPC Н01С 17/00, "Method of manufacturing thin-film resistors" - [10];

- RU 2046419 С1 от 20.10.1995, МПК Н01С 17/06, «Способ изготовления пленочных резисторов» - [11];- RU 2046419 C1 from 20.10.1995, IPC Н01С 17/06, "Method of manufacturing film resistors" - [11];

- RU 2109360 С1 от 20.04.1998, МПК Н01С 17/06, «Способ изготовления пленочных резисторов» - [12];- RU 2109360 C1 from 20.04.1998, IPC Н01С 17/06, "Method of manufacturing film resistors" - [12];

- RU 2125717 С1 от 27.01.1999, МПК G01K7/16, «Тонкопленочный термометр сопротивления» - [13];- RU 2125717 C1 from 27.01.1999, IPC G01K7 / 16, "Thin-film resistance thermometer" - [13];

- RU 2158419 С1 от 27.10.2000, МПК G01K 7/18, «Датчик температуры» - [14];- RU 2158419 C1 from 10/27/2000, IPC G01K 7/18, "Temperature sensor" - [14];

- RU 2183876 С2 от 20.06.2002, МПК Н01С 17/06, H05K 1/14, «Способ изготовления пленочных резисторов» - [15];- RU 2183876 C2 from 20.06.2002, IPC Н01С 17/06, H05K 1/14, "Method of manufacturing film resistors" - [15];

- RU 2207644 С2 от 27.06.2003, МПК Н01С 17/00, под названием «Способ изготовления тонкопленочных резисторов» - [16];- RU 2207644 C2 dated 06/27/2003, IPC Н01С 17/00, under the title "Method of manufacturing thin-film resistors" - [16];

- RU 2213383 С2 от 27.09.2003, МПК Н01С 17/00, «Способ изготовления тонкопленочных резисторов» - [17];- RU 2213383 C2 dated 09/27/2003, IPC Н01С 17/00, "Method of manufacturing thin-film resistors" - [17];

- RU 2222790 С2 от 27.01.2004, МПК G01K 7/18, «Датчик температуры» - [18];- RU 2222790 C2 dated January 27, 2004, IPC G01K 7/18, "Temperature sensor" - [18];

- RU 2231150 С1 от 20.12.2002, МПК Н01С 7/00, Н01С 17/00, «Тонкопленочный резистор и способ его изготовления» - [19];- RU 2231150 C1 from 20.12.2002, IPC Н01С 7/00, Н01С 17/00, "Thin-film resistor and method of its manufacture" - [19];

- RU 2270490 С1 от 20.02.2006, МПК Н01С 17/00, «Способ изготовления тонкопленочных резисторов» - [20];- RU 2270490 C1 from 20.02.2006, IPC Н01С 17/00, "Method of manufacturing thin-film resistors" - [20];

- Патент на изобретение РФ: RU 2583952 С1 от 10.05.2016, МПК Н01С 17/00, «Способ изготовления тонкопленочного резистора» - [21];- Patent for invention of the Russian Federation: RU 2583952 C1 dated 05/10/2016, IPC Н01С 17/00, "Method of manufacturing a thin-film resistor" - [21];

- Патент на изобретение РФ: RU 2658310 С1 от 20.06.2018, МПК Н01С 7/00, «Способ изготовления резистивных пленок методом магнетронного распыления» - [22].- Patent for invention of the Russian Federation: RU 2658310 C1 from 20.06.2018, IPC Н01С 7/00, "A method of manufacturing resistive films by the method of magnetron sputtering" - [22].

Тонкопленочные пленочные терморезисторы и способы их изготовления по вышеприведенным аналогам [6], [7], [8], [9], [10], [11], [12], [13], [14], [15], [16], [17], [18], [19], [20], [21] и [22] содержат отдельные общеизвестные элементы и операции по их изготовлению. Однако общей совокупностью заявленных технических решений ни один из вышеприведенных аналогов не обладает и не позволяет достигнуть заявленный технический результат по повышению технологичности и снижению затрат при изготовлении тонкопленочных титановых терморезисторов «точечного исполнения» на гибких полиимидных пленках, известных по прототипу [1].Thin-film film thermistors and methods for their manufacture according to the above analogs [6], [7], [8], [9], [10], [11], [12], [13], [14], [15], [16], [17], [18], [19], [20], [21] and [22] contain certain well-known elements and operations for their manufacture. However, the total set of the claimed technical solutions, none of the above analogs does not possess and does not allow to achieve the claimed technical result to improve manufacturability and reduce costs in the manufacture of thin-film titanium thermistors "point design" on flexible polyimide films known from the prototype [1].

Сущность заявленных устройства и способа его изготовления поясняется графическими материалами:The essence of the claimed device and the method of its manufacture is illustrated by graphic materials:

На фигуре 1 представлен увеличенный вид сбоку терморезистора в разрезе - структуры терморезистора по продольному сечению.Figure 1 shows an enlarged side view of a thermistor in cross-section - the structure of the thermistor in a longitudinal section.

На фигуре 2 - вид сверху тонкопленочного платинового терморезистора на гибкой полиимидной подложке, где 1 - гибкая полиимидная подложка; 2 - терморезистивный слой титана; 3 - адгезионный подслой хрома; 4 - контактный слой из меди; 5 - защитный слой хрома; 6 - защитный слой из лака; 7 - меандр терморезистора из терморезистивного слоя титана.Figure 2 is a top view of a thin-film platinum thermistor on a flexible polyimide substrate, where 1 is a flexible polyimide substrate; 2 - titanium thermoresistive layer; 3 - adhesive chromium sublayer; 4 - copper contact layer; 5 - a protective layer of chromium; 6 - a protective layer of varnish; 7 - meander of a thermistor made of a thermoresistive titanium layer.

На фигуре 3 представлены этапы изготовления титановых терморезисторов на гибкой полиимидной подложке: слева - структуры слоев, справа - получаемый рисунок после травления:Figure 3 shows the stages of manufacturing titanium thermistors on a flexible polyimide substrate: on the left - layer structures, on the right - the resulting pattern after etching:

- фиг. 3а) на подложку последовательно напылены слои: резистивный слой титана - 2; адгезионный подслой хрома - 3; контактный слой меди - 4; защитный слой хрома - 5;- fig. 3а) layers were deposited on the substrate in sequence: resistive titanium layer - 2; adhesive chromium sublayer - 3; copper contact layer - 4; protective chromium layer - 5;

- фиг. 3б) после удаления напыленных слоев с использованием фотошаблона №1, на подложке остается топология суммарного слоя из которой формируется терморезистор;- fig. 3b) after removing the deposited layers using photomask No. 1, the topology of the total layer remains on the substrate from which the thermistor is formed;

- фиг. 3в) после вскрытия окна - удаления с поверхности резистивного слоя слоев хрома и меди, с использованием фотошаблона №2, в центре подложки сформирован пленочный резистор;- fig. 3c) after opening the window - removing the layers of chromium and copper from the surface of the resistive layer using photomask No. 2, a film resistor is formed in the center of the substrate;

- фиг. 3г) после вскрытия окон - удаления хрома с поверхности меди, с использованием фотошаблона №3, на краях платы сформированы медные контактные площадки для облуживания и пайки терморезистора к печатной плате.- fig. 3d) after opening the windows - removing chromium from the copper surface, using photomask No. 3, copper contact pads are formed at the edges of the board for servicing and soldering the thermistor to the printed circuit board.

На фигуре 4 приведен увеличенный вид меандра тонкопленочного титанового терморезистора с его размерами.Figure 4 shows an enlarged view of the meander of a thin-film titanium thermistor with its dimensions.

На фигуре 5 - вид сверху заявленного тонкопленочного платинового терморезистора на гибкой полиимидной подложке.Figure 5 is a top view of the claimed thin film platinum thermistor on a flexible polyimide substrate.

На фигуре 6 - сенсор (для датчика) с припаянными на плату тонкопленочным титановым терморезистором с тремя резисторами «точечного исполнения», расположенными на одной на гибкой полиимидной подложке с контактными площадками, находящимися с противоположных сторон длинной стороны подложки (на коротких ее сторонах).Figure 6 shows a sensor (for a sensor) with a thin-film titanium thermistor soldered to the board with three "point-type" resistors located on one on a flexible polyimide substrate with contact pads located on opposite sides of the long side of the substrate (on its short sides).

На фигуре 7 - пленка полиимида до напыления слоев на технологической оснастке (пяльцах).Figure 7 shows a polyimide film prior to deposition of layers on technological equipment (hoops).

На фигуре 8 - исходная пленка полиимида (большого размера) с напыленными терморезисторами до разрезания на отдельные устройства.Figure 8 shows an initial polyimide film (large size) with sprayed thermistors before being cut into separate devices.

Устройство - заявленный терморезистор состоит из последовательно нанесенных на тонкую гибкую полиимидную подложку (1) слоев из терморезистивного слоя титана (2), адгезионного подслоя хрома (3), контактного слоя меди (4), защитного слоя хрома (5) и защитного слоя из лака (6), которым покрыт меандр (7), образованный из слоев из терморезистивного слоя титана (2). Тонкопленочный титановый терморезистор на гибкой полиимидной подложке (далее по тексту терморезистор) выполнен на подложке (1) прямоугольной формы, на которой в центре размещен пленочный резистор в форме меандра (7) (далее по тексту меандр терморезистора) из терморезистивного слоя титана (2). По краям длинной стороны прямоугольной подложки (1) (на ее коротких сторонах) находятся контактные площадки, которые к меандру терморезистора подведены в виде клиньев. Меандр (7) терморезистора выполнен в «точечном исполнении». Подложка (1) прямоугольной формы имеет размеры длинной 4…6 мм и шириной 0,8…2,0 мм и выполнена из полиимида толщиной 25…125 мкм. Меандр (7) терморезистора занимает площадь (0,1 мм × 0,1 мм)...(0,3 мм × 0,3 мм) и выполнен из резистивного слоя титана (2) толщиной 0,1…0,2 мкм. Контактные площадки терморезистора выполнены из слоя меди (4) толщиной 1,5…3,0 мкм. В качестве адгезионного подслоя между слоем титана (2) и меди (4) применен слой хрома (3) толщиной 0,02-0,03 мкм. В качестве защитного слоя для меди (4) применен слой хрома (5) толщиной 0,02-0,05 мкм.Device - the claimed thermistor consists of layers of a thermoresistive titanium layer (2), an adhesive chromium sublayer (3), a copper contact layer (4), a protective chromium layer (5) and a protective lacquer layer on a thin flexible polyimide substrate (1) (6), which covers a meander (7) formed from layers of a thermoresistive titanium layer (2). A thin-film titanium thermistor on a flexible polyimide substrate (hereinafter referred to as a thermistor) is made on a rectangular substrate (1), on which a meander-shaped film resistor (7) (hereinafter referred to as a thermistor meander) is placed in the center from a thermoresistive titanium layer (2). At the edges of the long side of the rectangular substrate (1) (on its short sides) there are contact pads, which are connected to the meander of the thermistor in the form of wedges. The meander (7) of the thermistor is made in "point design". Substrate (1) of rectangular shape has dimensions 4 ... 6 mm long and 0.8 ... 2.0 mm wide and is made of polyimide 25 ... 125 μm thick. The meander (7) of the thermistor occupies an area (0.1 mm × 0.1 mm) ... (0.3 mm × 0.3 mm) and is made of a resistive titanium layer (2) with a thickness of 0.1 ... 0.2 μm ... The contact pads of the thermistor are made of a copper layer (4) with a thickness of 1.5 ... 3.0 μm. As an adhesive sublayer between the titanium (2) and copper (4) layer, a chromium layer (3) with a thickness of 0.02-0.03 microns is used. As a protective layer for copper (4), a chromium layer (5) with a thickness of 0.02-0.05 microns is used.

Способ изготовления тонкопленочных титановых терморезисторов на гибкой полиимидной подложке состоит в последовательном напылении на тонкую диэлектрическую подложку (1) терморезистивного слоя титана (2), адгезионного подслоя хрома (3), контактного слоя меди (4), защитного слоя хрома (5). В качестве адгезивного и резистивного слоя используют (наносят) титан (2) толщиной 0,1…0,2 мкм, на который последовательно наносят адгезивный слой хрома (3) толщиной 0,02-0,03 мкм, контактный слой меди (4) толщиной 1,5…3,0 мкм, и защитный слой хрома (5) толщиной 0,02-0,05 мкм. Далее выполняют последовательно в четыре этапа (№1, №2, №3 и №4) селективную фотолитографию с травлениями с образованием тонкопленочных терморезисторов в виде меандра (7), образованного из терморезистивного слоя титана (2). Этапы селективной фотолитографии следующие:A method of manufacturing thin-film titanium thermistors on a flexible polyimide substrate consists in sequential deposition on a thin dielectric substrate (1) of a thermoresistive titanium layer (2), an adhesive chromium sublayer (3), a copper contact layer (4), and a protective chromium layer (5). Titanium (2) with a thickness of 0.1 ... 0.2 μm is used (applied) as an adhesive and resistive layer, onto which an adhesive layer of chromium (3) with a thickness of 0.02-0.03 μm is applied, a contact copper layer (4) a thickness of 1.5 ... 3.0 microns, and a protective layer of chromium (5) with a thickness of 0.02-0.05 microns. Then, selective photolithography with etching is performed sequentially in four stages (No. 1, No. 2, No. 3 and No. 4) with the formation of thin-film thermistors in the form of a meander (7) formed from a thermoresistive titanium layer (2). The stages of selective photolithography are as follows:

- первый этап - удаления суммарного слоя;- the first stage - removal of the total layer;

- второй этап - формируют титановый пленочный резистор,- the second stage - a titanium film resistor is formed,

- третий этап - формируют медные контактные площадки;- the third stage - copper contact pads are formed;

- четвертый этап - вскрывают окна в защитном слое хрома для покрытия слоем припоя контактных площадок из меди.- the fourth stage - the windows are opened in a protective chromium layer to cover the copper contact pads with a layer of solder.

После чего покрывают в каждом терморезисторе меандр (7) с подведенными к нему клиньев слоями из терморезистивного слоя (2) покрывают защитным слоем из лака (6). Далее разделяют подложку (1) на отдельные терморезисторы, у каждого из которых их контактные площадки из меди (4) покрывают слоем припоя. Покрытие слоем припоя контактных площадок из меди (4) каждого терморезистора могут производить на одной (большой) подложке перед ее разделением (разрезанием) на отдельные терморезисторы, что дополнительно повышает технологичность производства и снижение его стоимости.Then, in each thermistor, the meander (7) with the wedges connected to it is covered with layers of the thermoresistive layer (2) and covered with a protective layer of varnish (6). Next, the substrate (1) is divided into separate thermistors, each of which has copper contact pads (4) covered with a layer of solder. Coating the copper contact pads (4) of each thermistor with a layer of solder can be performed on one (large) substrate before dividing (cutting) it into separate thermistors, which further increases the manufacturability of production and reduces its cost.

После разделения на отдельные терморезисторы, последние (их) припаивают на индивидуальную печатную плату (8) сенсора по технологии «флип-чип» и осуществляют электротренировку каждого терморезистора.After dividing into separate thermistors, the latter are soldered onto an individual printed circuit board (8) of the sensor using the "flip-chip" technology, and each thermistor is electrically trained.

Конкретное исполнение заявленного устройства и способа для его осуществления, которые реализованы и испытаны заявителем, приведено ниже.A specific implementation of the claimed device and the method for its implementation, which are implemented and tested by the applicant, are given below.

Первоначально исходную (большого размера) тонкую полиимидную пленку (1) устанавливают с натягом на технологическую оснастку (9), выполненную например, в виде круглых пяльцев, с рабочей поверхностью диаметром 100 мм. Далее технологическую оснастку (9) размещают в установке напыления на расстоянии 35 мм от его распыляющей головки магнетрона. После чего, при температуре нагрева 150°C полиимидной пленки на нее магнетроном производят последовательное напыление следующих слоев:Initially, the original (large size) thin polyimide film (1) is installed with interference on the technological equipment (9), made, for example, in the form of a round hoop, with a working surface with a diameter of 100 mm. Further, the technological equipment (9) is placed in the spraying unit at a distance of 35 mm from its magnetron sputtering head. After that, at a heating temperature of 150 ° C of the polyimide film, the following layers are sequentially deposited with a magnetron:

- титана со скоростью 1,7⋅10-3 мкм/с;- titanium with a speed of 1.7⋅10 -3 μm / s;

- хрома со скоростью 2,5⋅10-2 мкм/с;- chromium at a rate of 2.5 - 10 -2 μm / s;

- меди со скоростью 1,6⋅10-2 мкм/с;- copper at a speed of 1.6 - 10 -2 μm / s;

- хрома со скоростью 2,5⋅10-2 мкм/с.- chromium at a rate of 2.5 - 10 -2 μm / s.

Каждый из полученных терморезисторов состоит из подложки, выполненной из тонкого теплоизоляционного материала - полиимида толщиной 25 мкм, прямоугольная форма подложки из полиимида (1) (после разрезания на отдельные терморезисторы) имеет размеры длинной 5,0 мм и шириной 1,0 мм, меандр (7) терморезистора занимает площадь 0,2 мм × 0,2 мм и выполнен из резистивного слоя титана (2) толщиной 0,15 мкм, контактные площадки терморезистора выполнены из слоя меди толщиной 2,0 мкм. В качестве адгезионного подслоя между слоем титана (3) и меди (4) применен слой хрома толщиной 0,025 мкм. В качестве защитного слоя для меди (4) применен слой хрома (6) толщиной 0,03 мкм.Each of the obtained thermistors consists of a substrate made of a thin heat-insulating material - polyimide with a thickness of 25 microns, the rectangular shape of the substrate made of polyimide (1) (after cutting into separate thermistors) has dimensions 5.0 mm long and 1.0 mm wide, meander ( 7) of the thermistor occupies an area of 0.2 mm × 0.2 mm and is made of a resistive titanium layer (2) with a thickness of 0.15 μm, the contact pads of the thermistor are made of a copper layer 2.0 μm thick. As an adhesive sublayer between the titanium (3) and copper (4) layer, a chromium layer 0.025 μm thick was used. As a protective layer for copper (4), a chromium layer (6) with a thickness of 0.03 μm was used.

Способ изготовления тонкопленочных титановых терморезисторов на гибкой полиимидной подложке состоит в последовательном напылении на тонкую гибкую полиимидную подложку (1) слоев из терморезистивного слоя титана (2), адгезионного подслоя хрома (3), контактного слоя меди (4), защитного слоя хрома (5) и защитного слоя из лака (6), которым покрыт меандр (7), образованный из слоев из терморезистивного слоя титана (2). В качестве адгезивного и резистивного слоя используют (наносят) титан толщиной 0,15 мкм, на который последовательно наносят адгезивный слой хрома толщиной 0,025 мкм, контактный слой меди толщиной 2,0 мкм, и защитный слой хрома толщиной 0,03 мкм. Далее выполняют последовательно приведенную выше в четыре этапа селективную фотолитографию с травлениями с образованием тонкопленочных терморезисторов. После чего разделяют подложку на отдельные терморезисторы, у каждого из которых их контактные площадки покрывают слоем припоя, припаивают на индивидуальную печатную плату сенсора по технологии «флип-чип» и осуществляют электротренировку каждого терморезистора.The method of manufacturing thin-film titanium thermistors on a flexible polyimide substrate consists in sequential deposition on a thin flexible polyimide substrate (1) layers of a thermoresistive titanium layer (2), an adhesive chromium sublayer (3), a copper contact layer (4), a protective chromium layer (5) and a protective layer of varnish (6), which covers the meander (7), formed from layers of a thermoresistive titanium layer (2). Titanium 0.15 μm thick is used (applied) as an adhesive and resistive layer, onto which an adhesive chromium layer 0.025 μm thick, a copper contact layer 2.0 μm thick, and a protective chromium layer 0.03 μm thick are successively applied. Then, the selective photolithography with etching described above in four stages is performed sequentially with the formation of thin-film thermistors. Then the substrate is divided into separate thermistors, each of which has their contact pads covered with a layer of solder, soldered onto an individual printed circuit board of the sensor using the "flip-chip" technology, and each thermistor is electrically trained.

По заявленным техническим решениям могут быть изготовлены устройства (терморезисторы) с несколькими пленочными резисторами. Например, приведенные на фигуре 6 устройство терморезистора с совмещенными резисторами «точечного исполнения», расположенными на одной подложке из полиимида.According to the declared technical solutions, devices (thermistors) with several film resistors can be manufactured. For example, shown in figure 6 thermistor device with combined resistors "point execution" located on the same polyimide substrate.

На основании опыта работ выполненных заявителем (ОАО «Авангард») по напылению на тонкие полиимидные подложки пленочных структур разработаны технологические процессы изготовления терморезисторов на полиимидных подложках с титановыми пленочными резисторами. Основные технологические операции технологического процесса изготовления терморезисторов на полиимдных подложках с титановыми пленочными резисторами представлены на схеме в таблице 1.Based on the experience of the work performed by the applicant (JSC "Avangard") on the deposition of film structures on thin polyimide substrates, technological processes for the manufacture of thermistors on polyimide substrates with titanium film resistors have been developed. The main technological operations of the technological process of manufacturing thermistors on polyimide substrates with titanium film resistors are shown in the diagram in Table 1.

В результате отработки технологических процессов успешно решены проблемы изготовления пленочных сопротивлений на тонких гибких подложках с требуемой адгезией, равномерностью пленочных слоев на поверхности полиимидных подложек толщиной 25 и 50 мкм, и получены требуемые номиналы сопротивлений с точностью ±10%.As a result of the development of technological processes, the problems of manufacturing film resistances on thin flexible substrates with the required adhesion, uniformity of film layers on the surface of polyimide substrates 25 and 50 μm thick were successfully solved, and the required resistance ratings were obtained with an accuracy of ± 10%.

Были изготовлены экспериментальные образцы наносенсоров контроля уровня и измерения расхода термоанемометрическим и калориметрическим методами. Образцы предназначены для исследования функциональных характеристик.Experimental samples of nanosensors for level control and flow measurement by hot-wire anemometric and calorimetric methods were made. Samples are intended for functional studies.

Наносенсоры контроля уровня криогенных сред изготовлены в двух модификациях: терморезисторы изготовлены с использованием одних и тех же фотошаблонов, но на подложках разной толщины 50 и 25 мкм. Изменение толщины подложки позволяет оценить влияние толщины на их тепловые характеристики и сравнить динамические свойства наносенсоров.Nanosensors for monitoring the level of cryogenic media are manufactured in two modifications: thermistors are made using the same photomasks, but on substrates of different thicknesses of 50 and 25 microns. Changing the substrate thickness allows one to evaluate the effect of the thickness on their thermal characteristics and compare the dynamic properties of nanosensors.

Figure 00000001
Figure 00000001

Figure 00000002
Figure 00000002

Figure 00000003
Figure 00000003

ЛитератураLiterature

1. RU 2295115 С2 от 10.03.2007, МПК G01F 23/00, G01F 1/68, под названием «Датчик контроля уровня жидкости» - прототип.1. RU 2295115 C2 from 10.03.2007, IPC G01F 23/00, G01F 1/68, under the name "Liquid level control sensor" - a prototype.

2. RU 2456551 С1 от 20.07.2012, МПК G01F 23/24, под названием «Датчик контроля уровня жидкости».2. RU 2456551 C1 from 20.07.2012, IPC G01F 23/24, under the name "Liquid level control sensor".

3. RU 2579542 С2 от 10.04.2016, МПК G01F 23/24, под названием «Измеритель уровня жидкости».3. RU 2579542 C2 dated 04/10/2016, IPC G01F 23/24, entitled "Liquid level meter".

4. KR 20000055442 (А) от 05.09.2000, МПК Н01С 17/00, «Method for manufacturing thin film thermistor» (Способ изготовления тонкопленочного термистора).4. KR 20000055442 (A) dated 09/05/2000, IPC Н01С 17/00, "Method for manufacturing thin film thermistor" (Method for manufacturing a thin film thermistor).

5. Книга: Микроэлектронная аппаратура на бескорпустных микросхемах / И.Н. Воженин, Г.А. Блинов, Л.А. Коледов, и др., под ред. И.Н. Воженина. М.: Радио и связь, 1985. - 264 с. ил.5. Book: Microelectronic equipment on chipless microcircuits / IN. Vozhenin, G.A. Blinov, L.A. Koledov, et al., Ed. I.N. Vozhenin. M .: Radio and communication, 1985 .-- 264 p. silt

6. SU 1290941 A1 от 10.10.1999, МПК Н01С 17/00, «Способ изготовления тонкопленочного резистора».6. SU 1290941 A1 dated 10.10.1999, IPC Н01С 17/00, "Method for manufacturing a thin-film resistor."

7. SU 1358653 А1 от 27.05.2012, МПК Н01С 17/00, Н01С 3/00, «Способ изготовления пленочных резисторов».7. SU 1358653 A1 dated 05/27/2012, IPC Н01С 17/00, Н01С 3/00, "Method of manufacturing film resistors."

8. SU 1636699 А1 от 23.03.1991, МПК G01K 7/16, «Термометр сопротивления для измерения температуры жидкой среды и способ его изготовления».8. SU 1636699 A1 dated 03.23.1991, IPC G01K 7/16, "Resistance thermometer for measuring the temperature of a liquid medium and a method for its manufacture."

9. RU 200010695 А от 27.02.2002, МПК Н01С 17/00, «Способ изготовления тонкопленочных резисторов».9. RU 200010695 A from 27.02.2002, IPC Н01С 17/00, "Method of manufacturing thin-film resistors".

10. RU 2001104697 А от 10.02.2003, МПК Н01С 17/00, «Способ изготовления тонкопленочных резисторов».10. RU 2001104697 A dated 02/10/2003, IPC Н01С 17/00, "Method for the manufacture of thin-film resistors."

11. RU 2046419 С1 от 20.10.1995, МПК Н01С 17/06, «Способ изготовления пленочных резисторов».11. RU 2046419 C1 from 20.10.1995, IPC Н01С 17/06, "Method of manufacturing film resistors".

12. RU 2109360 С1 от 20.04.1998, МПК Н01С 17/06, «Способ изготовления пленочных резисторов».12. RU 2109360 C1 from 20.04.1998, IPC Н01С 17/06, "Method of manufacturing film resistors".

13. RU 2125717 С1 от 27.01.1999, МПК G01K 7/16, «Тонкопленочный термометр сопротивления».13. RU 2125717 C1 from 27.01.1999, IPC G01K 7/16, "Thin-film resistance thermometer".

14. RU 2158419 С1 от 27.10.2000, МПК G01K 7/18, «Датчик температуры».14. RU 2158419 C1 dated 10/27/2000, IPC G01K 7/18, "Temperature sensor".

15. RU 2183876 С2 от 20.06.2002, МПК Н01С 17/06, H05K 1/14, «Способ изготовления пленочных резисторов».15. RU 2183876 C2 from 20.06.2002, IPC Н01С 17/06, H05K 1/14, "Method of manufacturing film resistors".

16. RU 2207644 С2 от 27.06.2003, МПК Н01С 17/00, под названием «Способ изготовления тонкопленочных резисторов».16. RU 2207644 C2 dated 06/27/2003, IPC Н01С 17/00, under the title "Method of manufacturing thin-film resistors".

17. RU 2213383 С2 от 27.09.2003, МПК Н01С 17/00, «Способ изготовления тонкопленочных резисторов».17. RU 2213383 C2 dated 09/27/2003, IPC Н01С 17/00, "Method for the manufacture of thin-film resistors."

18. RU 2222790 С2 от 27.01.2004, МПК G01K 7/18, «Датчик температуры».18. RU 2222790 C2 dated January 27, 2004, IPC G01K 7/18, "Temperature sensor".

19. RU 2231150 С1 от 20.12.2002, МПК Н01С 7/00, Н01С 17/00, «Тонкопленочный резистор и способ его изготовления».19. RU 2231150 C1 from 20.12.2002, IPC Н01С 7/00, Н01С 17/00, "Thin-film resistor and method of its manufacture".

20. RU 2270490 С1 от 20.02.2006, МПК Н01С 17/00, «Способ изготовления тонкопленочных резисторов».20. RU 2270490 C1 from 20.02.2006, IPC Н01С 17/00, "Method of manufacturing thin-film resistors".

21. Патент на изобретение РФ: RU 2583952 С1 от 10.05.2016, МПК Н01С 17/00, «Способ изготовления тонкопленочного резистора».21. Patent for invention of the Russian Federation: RU 2583952 C1 dated 05/10/2016, IPC Н01С 17/00, "Method for manufacturing a thin-film resistor".

22. Патент на изобретение РФ: RU 2658310 С1 от 20.06.2018, МПК Н01С 7/00, «Способ изготовления резистивных пленок методом магнетронного распыления».22. Patent for invention of the Russian Federation: RU 2658310 C1 from 20.06.2018, IPC Н01С 7/00, "Method of manufacturing resistive films by magnetron sputtering".

Claims (2)

1. Тонкопленочный титановый терморезистор на гибкой полиимидной подложке прямоугольной формы, на которой в центре размещен пленочный резистор в форме меандра, на коротких сторонах прямоугольной подложки находятся контактные площадки, которые к меандру терморезистора подведены в виде клиньев, меандр терморезистора выполнен в «точечном исполнении», отличающийся тем, что подложка выполнена из тонкого теплоизоляционного материала - полиимида толщиной 25…125 мкм, подложка прямоугольной формы имеет размеры длиной 4…6 мм и шириной 0,8…2,0 мм, меандр терморезистора занимает площадь от 0,1 мм×0,1 мм до 0,3 мм×0,3 мм, меандр терморезистора выполнен из резистивного слоя титана толщиной 0,1…0,2 мкм, контактные площадки терморезистора выполнены из слоя меди толщиной 1,5…3,0 мкм, а в качестве адгезионного подслоя между слоем титана и меди применен слой хрома толщиной 0,02…0,03 мкм и в качестве защитного слоя для меди применен слой хрома толщиной 0,02…0,05 мкм.1. A thin-film titanium thermistor on a flexible polyimide substrate of a rectangular shape, on which a meander-shaped film resistor is located in the center, on the short sides of the rectangular substrate there are contact pads that are connected to the thermistor meander in the form of wedges, the meander of the thermistor is made in "point design", characterized in that the substrate is made of a thin heat-insulating material - polyimide with a thickness of 25 ... 125 μm, the rectangular substrate has dimensions of 4 ... 6 mm long and 0.8 ... 2.0 mm wide, the meander of the thermistor occupies an area of 0.1 mm × 0 , 1 mm to 0.3 mm × 0.3 mm, the meander of the thermistor is made of a resistive titanium layer with a thickness of 0.1 ... 0.2 μm, the contact pads of the thermistor are made of a copper layer with a thickness of 1.5 ... 3.0 μm, and in As an adhesive sublayer between the titanium and copper layer, a chromium layer with a thickness of 0.02 ... 0.03 µm was used, and a chromium layer with a thickness of 0.02 ... 0.05 µm was used as a protective layer for copper. 2. Способ изготовления тонкопленочных титановых терморезисторов на гибкой полиимидной подложке, состоящий в последовательном напылении на тонкую диэлектрическую подложку адгезивного слоя и резистивного слоя и контактного слоя, селективной фотолитографии и травления с образованием тонкопленочных терморезисторов, отличающийся тем, что в качестве адгезивного и резистивного слоя наносят титан толщиной 0,1…0,2 мкм, на который последовательно наносят адгезивный слой хрома толщиной 0,02…0,03 мкм, контактный слой меди толщиной 1,5…3,0 мкм, и защитный слой хрома толщиной 0,02…0,05 мкм, далее выполняют последовательно в четыре этапа селективную фотолитографию с травлениями с образованием тонкопленочных терморезисторов, а именно первый этап - удаления суммарного слоя, второй этап - формируют титановый пленочный резистор, третий этап - формируют медные контактные площадки и четвертый этап - вскрывают окна в защитном слое хрома для покрытия слоем припоя контактных площадок из меди, после чего разделяют подложку на отдельные терморезисторы, у каждого из которых их контактные площадки покрывают слоем припоя, припаивают на индивидуальную печатную плату сенсора по технологии «флип-чип» и осуществляют электротренировку каждого терморезистора.2. A method of manufacturing thin-film titanium thermistors on a flexible polyimide substrate, consisting in sequential deposition on a thin dielectric substrate of an adhesive layer and a resistive layer and a contact layer, selective photolithography and etching with the formation of thin-film thermistors, characterized in that as an adhesive and a titanium layer 0.1 ... 0.2 μm thick, on which an adhesive chromium layer 0.02 ... 0.03 μm thick, a copper contact layer 1.5 ... 3.0 μm thick, and a protective chromium layer 0.02 ... 0 , 05 μm, then selective photolithography with etching is performed sequentially in four stages with the formation of thin-film thermistors, namely, the first stage is to remove the total layer, the second stage is to form a titanium film resistor, the third stage is to form copper contact pads, and the fourth stage is to open the windows in a protective chromium layer for coating the copper contact pads with a layer of solder, after which the The substrate is placed on separate thermistors, at each of which their contact pads are covered with a layer of solder, soldered onto an individual printed circuit board of the sensor using the "flip-chip" technology, and each thermistor is electro-trained.
RU2020106350A 2020-02-10 2020-02-10 Thin-film titanium thermistor on flexible polyimide substrate and method of manufacture thereof RU2736233C1 (en)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2020106350A RU2736233C1 (en) 2020-02-10 2020-02-10 Thin-film titanium thermistor on flexible polyimide substrate and method of manufacture thereof
EA202100046A EA202100046A2 (en) 2020-02-10 2020-12-21 THIN-FILM TITANIUM THERMISTOR ON A FLEXIBLE POLYIMIDE SUBSTRATE AND METHOD FOR ITS MANUFACTURE

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2020106350A RU2736233C1 (en) 2020-02-10 2020-02-10 Thin-film titanium thermistor on flexible polyimide substrate and method of manufacture thereof

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2736233C1 true RU2736233C1 (en) 2020-11-12

Family

ID=73461072

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2020106350A RU2736233C1 (en) 2020-02-10 2020-02-10 Thin-film titanium thermistor on flexible polyimide substrate and method of manufacture thereof

Country Status (2)

Country Link
EA (1) EA202100046A2 (en)
RU (1) RU2736233C1 (en)

Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4320655A (en) * 1979-06-27 1982-03-23 Siemens Aktiengesellschaft Quantity of flow meter
US4929923A (en) * 1989-05-26 1990-05-29 Harris Corporation Thin film resistors and method of trimming
US5197804A (en) * 1989-11-17 1993-03-30 Murata Manufacturing Co., Ltd. Resistance temperature sensor
RU2207644C2 (en) * 2000-03-21 2003-06-27 Научно-исследовательский институт измерительных систем Method for manufacturing thin-film resistors
RU2213383C2 (en) * 2002-02-18 2003-09-27 Открытое акционерное общество Арзамасское научно-производственное предприятие "Темп-Авиа" Method for manufacturing thin-film resistors
RU2270490C1 (en) * 2004-08-30 2006-02-20 Российская Федерация в лице Федерального агентства по атомной энергии Method for producing thin-film resistors
RU2295115C2 (en) * 2004-07-02 2007-03-10 Открытое акционерное общество "Авангард" Liquid level control gauge
RU2389973C2 (en) * 2008-07-30 2010-05-20 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Новосибирский государственный технический университет" Method of making resistance strain gauges for measuring surface deformations
RU2538932C2 (en) * 2013-05-06 2015-01-10 Общество с ограниченной ответственностью "Инженерные решения" METHOD OF FORMING CONTACT PADS ON YBA2CU3O7-x FILMS
RU2576353C1 (en) * 2014-11-05 2016-02-27 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт нанотехнологий микроэлектроники Российской академии наук Sensing element of optical sensor

Patent Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4320655A (en) * 1979-06-27 1982-03-23 Siemens Aktiengesellschaft Quantity of flow meter
US4929923A (en) * 1989-05-26 1990-05-29 Harris Corporation Thin film resistors and method of trimming
US5197804A (en) * 1989-11-17 1993-03-30 Murata Manufacturing Co., Ltd. Resistance temperature sensor
RU2207644C2 (en) * 2000-03-21 2003-06-27 Научно-исследовательский институт измерительных систем Method for manufacturing thin-film resistors
RU2213383C2 (en) * 2002-02-18 2003-09-27 Открытое акционерное общество Арзамасское научно-производственное предприятие "Темп-Авиа" Method for manufacturing thin-film resistors
RU2295115C2 (en) * 2004-07-02 2007-03-10 Открытое акционерное общество "Авангард" Liquid level control gauge
RU2270490C1 (en) * 2004-08-30 2006-02-20 Российская Федерация в лице Федерального агентства по атомной энергии Method for producing thin-film resistors
RU2389973C2 (en) * 2008-07-30 2010-05-20 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Новосибирский государственный технический университет" Method of making resistance strain gauges for measuring surface deformations
RU2538932C2 (en) * 2013-05-06 2015-01-10 Общество с ограниченной ответственностью "Инженерные решения" METHOD OF FORMING CONTACT PADS ON YBA2CU3O7-x FILMS
RU2576353C1 (en) * 2014-11-05 2016-02-27 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт нанотехнологий микроэлектроники Российской академии наук Sensing element of optical sensor

Also Published As

Publication number Publication date
EA202100046A2 (en) 2022-01-31

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4129848A (en) Platinum film resistor device
CN103698367B (en) A kind of heated type humidity sensor and preparation method thereof
JP2009047706A (en) Method of directly calculating boiling point of fluid
GB2181298A (en) Platinum resistance thermometer and manufacture thereof
US4160969A (en) Transducer and method of making
RU2736233C1 (en) Thin-film titanium thermistor on flexible polyimide substrate and method of manufacture thereof
CA2448842A1 (en) Gasket flow sensing apparatus and method
RU2326460C1 (en) Method of manufacture of high-temperature thin-film resistor
EA041721B1 (en) THIN-FILM TITANIUM THERMISTOR ON A FLEXIBLE POLYIMIDE SUBSTRATE AND METHOD FOR ITS MANUFACTURE
GB2615393A (en) Composite film strain gauge based on magnetron sputtering and method for preparing the same
RU2736630C1 (en) Thin-film platinum thermistor on glass substrate and method of manufacturing thereof
RU2791082C1 (en) Method for producing thin-film platinum thermistors on a dielectric substrate and a thermistor device (options)
JPS61181103A (en) Platinum temperature measuring resistor
JPH03173101A (en) Thin film resistor
JPS58118930A (en) Load cell
RU2374710C1 (en) Method of making thin-film resistor
DE102018130547A1 (en) Sensor element, method for its production and thermal flow sensor
RU2065143C1 (en) Temperature sensor
JPS62265528A (en) Device for measuring flow rate of medium and manufacture thereof
JPS6225977B2 (en)
EA043242B1 (en) THIN-FILM PLATINUM THERMISTOR ON A GLASS SUBSTRATE AND METHOD FOR ITS MANUFACTURE
JPS61116631A (en) Thin film thermistor and manufacture thereof
RU2554083C1 (en) Manufacturing method of nano- and micro-sized system of sensor of physical values with specified positive temperature coefficient of resistance of resistive elements
JPH01152701A (en) Chip-type electronic component
JPH0277622A (en) Heat-sensitive type fuel residual amount detector

Legal Events

Date Code Title Description
PD4A Correction of name of patent owner