Mikrosenzory a mikromechanické systémy - Vysoké učení technické ...

Mikrosenzory a mikromechanické systémy 19elektrický model. Naproti tomu obvody, ve kterých je využit takový děj (fyzikální,chemický,…), při němž je signál šířen jinou cestou než elektrickou, jsou obecně řazeny dooblasti nekonvenčních aplikací tlustých vrstev. Pole nekonvenčních aplikací se v současnostivelmi rychle rozšiřuje a vyvíjí. Důsledkem tohoto vývoje je neustálý nárůst nových aplikací(např. TLV pojistky a pod.), které leží na rozhraní klasických a nekonvenčních aplikací. Takdochází k situaci, kdy přestává existovat jednoznačně vymezená hranice daná výše uvedenoudefinicí. Mezi nejvýznamnější využití tlustých vrstev v oblasti nekonvenčních aplikací lze vsoučasnosti zahrnout oblast optických displejů, topných elementů, solárních článků, antén pročipové karty, vysokonapěťové izolace, rychlých tlustovrstvých pojistek, vysokoteplotníchsupravodičů, piezoreproduktorů a hlavně senzorů.Tlustovrstvé senzory mají výhody výrobní technologie – snadná výroba, vysokámechanická a elektrická odolnost, snadná návaznost na další obvody a zejména nízká cena.Mimo samotného senzoru mohou plnit části vyrobené tlustovrstvou technologií ještě dalšídůležité funkce. Jedná se o topné elementy, kontaktní plošky pro pájení, pasivní a vodivé sítě,atd. V prostředí s nečistotami mohou být použity krycí pasty pro ochranné účely. Na substrátumohou být vyrobeny mimo vlastního senzoru také obvody pro zpracování signálu ze senzoru.U tlustovrstvých senzorů lze nalézt dělení podle základního funkčního principu (téždělení podle typu past). Toto členění vychází z volby a také z dostupnosti past použitých přivýrobě tlustovrstvých senzorů. Tlustovrstvé senzory rozlišujeme na:• senzory založené na obvodovém principu – využívá se změn parametrů elektrickéhoprvku v obvodu (zejména kapacity a odporu), který je vytvořen pouze z běžných past(vodivá, odporová, dielektrická),• senzory založené na vlastnostech past – využívá se změn parametrů elektrického prvku vobvodu, který je tvořen mimo běžných past také pastou speciální (termorezistivní,piezorezistivní, enzymové atd.) nebo pastou standardní, která je výrazně citlivá nasnímanou veličinu.4.2.2 Technologie výroby a používané materiályU technologie tlustých vrstev je nejběžněji používanou technologií výroby sítotisk, zakterým následuje výpal, resp. vytvrzení vrstev za zvýšené teploty. Sítotisk je nenáročný,nevakuový způsob nanášení tixotropních materiálů. Jednotlivé vrstvy se vytvářejí tiskempasty na očištěný substrát přes sítotiskovou šablonu, která určuje výsledný obrazec vytvořenýna substrátu. Techniku sítotisku ukazuje Obrázek 4.2.Motiv šablony je zpravidla vytvořen fotolitografickou cestou. Sítotiskové šablony seskládají z kovového rámu a sítotiskové tkaniny. Materiálem vláken tkaniny je nejčastějinerezavějící ocel, polyester nebo nylon. Vrstvy se tisknou nejčastěji na keramický, skleněnýnebo polymerní substrát, který musí mít hladký, rovný a homogenní povrch. Nejčastějipoužívaným materiálem substrátů je korundová keramika. Stručné rozdělení substrátovýchmateriálů ukazuje Tabulka 4.1.