Способ изготовления фольговых тензорезисторов

Изобретение относится к измерительной технике, в частности к способам изготовления фольговых тензорезисторов. Способ изготовления фольговых тензорезисторов включает соединение фольги с изоляционной основой посредством клея, нанесение на фольгу светочувствительной эмали, копирование рисунка, проявление рисунка, приварку выводов, травление фольги в растворе хлорного железа FeCl₃, приготовленного путем строго последовательного введения в водный раствор азотнокислого натрия NaNO₃ водного раствора водорастворимого органического полимера и водного раствора хлорного железа FeCl₃ плотностью 1,4-1,42 г/см³. Травление в растворе, приготовленном таким образом, производится при температуре нормальных климатических условий, что повышает стабилизацию и выравнивание скорости травления обрабатываемой поверхности, уменьшает разброс номиналов тензорезисторов (уменьшает разброс по сопротивлению рабочего поля фольги) за счет повышения точности формирования геометрических размеров, сокращает затраты на изготовление тензорезисторов из фольги типа МНМц 40-1,5 за счет уменьшения брака и снижения энергозатрат.

 

Изобретение относится к измерительной технике, в частности к способам изготовления тензорезисторов.

Известен способ изготовления тензорезисторов путем травления фольги в растворе хлорного железа [1].

Недостатком этого способа является то, что нити тензорезистора подвергаются боковому растравливанию, а это ведет к большому разбросу по сопротивлению рабочего поля фольги (разброс номиналов тензорезисторов).

Наиболее близким (прототипом) к предлагаемому техническому решению является способ изготовления фольговых тензорезисторов [2]. Согласно этому способу травление фольги осуществляется раствором хлорного железа, дополнительно содержащим 30 г/л хлористого кальция и 0,0004 г/л смачивателя марки СВ-102.

Недостатком способа является то, что процесс травления проходит при дополнительном нагревании раствора до температуры 50-65°С, при которой не нарушается адгезия (соединение) решетки с подложкой. При температуре травления ниже 50°С процесс протекает медленно, что создает большой клин травления (неравномерность) и приводит к искажению рисунка тензорезистора.

С увеличением температуры травления свыше 65°С начинается процесс резкого разложения хлорного железа с образованием осадка в виде гидрата окиси железа, что приводит к нарушению состава травильного раствора.

Задачей предлагаемого изобретения является повышение стабилизации и выравнивание скорости травления по обрабатываемой поверхности за счет снижения температуры травления, уменьшение разброса сопротивления тензорезисторов за счет повышения точности формирования геометрических размеров тензорезисторов.

Данная задача достигается тем, что в способе изготовления фольговых тензорезисторов, включающем соединение фольги с изоляционной основой посредством клея, нанесение на фольгу светочувствительной эмали, копирование рисунка, проявление рисунка, травление фольги в растворе хлорного железа и приварку выводов в качестве травильного раствора, используют раствор на основе хлорного железа FеСl₃, приготовленного строго последовательным введением в 5% водный раствор азотнокислого натрия NaNO₃ 10% водного раствора водорастворимого органического полимера, например поливинилового спирта ПВС и водного раствора хлорного железа FеСl₃ плотностью 1,4-1,42 г/см³.

Введение водорастворимого органического полимера (в частности, поливинилового спирта ПВС) [3] позволяет создать в процессе травления возле поверхности за счет адсорбции (поглощения) полимера вязкий диффузионный слой, снижающий влияние конвекции (теплообмена) на процесс травления. Тем самым обеспечивается равномерность травления по всей поверхности и снижается влияние “краевого эффекта”. Кроме того, адсорбция полимера к поверхности фоторезиста повышает его защитные свойства и приводит к “залечиванию” микродефектов, что положительно влияет на качество получаемого рисунка.

Пример. Для проведения травления при температуре нормальных климатических условий готовят травильный раствор на основе хлорного железа FеСl₃. В 200 мл воды Н₂О растворяют 10 г азотнокислого натрия NaNO₃, затем в полученный раствор вводят 2 мл 10% водорастворимого органического полимера (поливинилового спирта ПВС) и в полученную смесь добавляют 120 мл водного раствора хлорного железа FеСl₃ плотностью 1,4-1,42 г/см³.

Травление в растворе, приготовленного таким образом, производят при температуре нормальных климатических условий, что повышает стабилизацию и выравнивание скорости травления фольговых тензорезисторов, уменьшает разброс номиналов тензорезисторов (уменьшает разброс по сопротивлению рабочего поля фольги) за счет повышения точности формирования геометрических размеров тензорезисторов и сокращает затраты на изготовление тензорезисторов из фольги типа МНМц 40-1,5 за счет сокращения брака продукции.

Источники информации

1. СССР, А.С. № 1633776, МПК G 01 В 7/20, опубл. 1964.

2. СССР, А.С. № 905629, МПК G 01 В 7/20, опубл. 15.02.82, бюл.6.

3. Липкин Я.Н., Бершадская Т.М. Химическое полирование металлов. М., "Машиностроение", 1988 (с.42-43).

Способ изготовления фольговых тензорезисторов, включающий соединение фольги с изоляционной основой посредством клея, нанесение на фольгу светочувствительной эмали, копирование рисунка, проявление рисунка, травление фольги в растворе хлорного железа и приварку выводов, отличающийся тем, что в качестве травильного раствора используют раствор на основе хлорного железа FeCl₃, приготовленного строго последовательным введением в 5% водный раствор азотнокислого натрия NаNО₃ 10% водного раствора водорастворимого органического полимера и водного раствора хлорного железа FеСl₃ плотностью 1,4÷1,42 г/см³ в соотношении:

NaNO₃ (5% водный раствор) 180÷220 мл

Водорастворимый органический полимер

(10% водный раствор) 1,8÷2,2 мл

FеСl₃ (водный раствор γ=1,4÷1,42 г/ см³) 108÷132 мл