一種磁通門芯片的制備方法與流程
本發明屬于磁通門傳感器技術領域，涉及一種制備方法，特別是一種磁通門芯片的制備方法。
背景技術：
傳統的磁通門傳感器是通過在軟磁薄膜磁芯上繞制三維螺線管線圈的方式制作的。此種類型的磁通門傳感器存在體積大、重量大、功耗高、靈敏度低和長期穩定性差等缺點，難以滿足電子元器件微型化的發展需求。mems技術是近幾十年發展起來的微機械加工技術。通過mems技術可以實現芯片尺寸的磁通門傳感器的制作，不僅可以大大減小傳統磁通門傳感器的體積和重量，而且還可以有效降低功耗并提高其長期穩定性。
現有專利（cn107367288a）公開了一種微型磁通門傳感器制備方法，選取兩個高阻硅片，分別在兩個高阻硅片上進行刻蝕，以使得兩個高阻硅片鍵合后能夠形成用于放置磁芯的磁芯腔、多個圍繞在磁芯腔外周的螺線管腔以及與螺線管腔相連通的電極窗口。在螺線管腔內填充線圈材料，從而在螺線管腔內形成螺線管線圈。自磁芯腔中部的位置切割鍵合后的兩個高阻硅片，使得磁芯腔一側開口，自開口處將磁芯插入磁芯腔內，使用填充材料密封固定開口，從而完成微型磁通門傳感器的制備。本發明中的微型磁通門傳感器制備方法，螺線管線圈制作工藝簡單，避免了使用微電鍍工藝，降低了對環境的污染，縮減了成本。磁芯的設置方式，避免了對磁芯軟磁性能的損害作用，提高磁芯的性能。
但是，上述所述的微型磁通門傳感器制備方法，是先通過刻蝕，后鍵合，最后插磁芯，而這樣的制備方法存在如下幾個問題，其一，先刻蝕后鍵合，導致最終芯片的厚度比較厚，其二，最后的插磁芯需要手動插入，效率較為低下。
技術實現要素：
本發明的目的是針對現有的技術存在上述問題，提出了一種能夠降低芯片厚度，并且實現大規模批量生產，具有較高工作效率的制備方法。
本發明的目的可通過下列技術方案來實現：一種磁通門芯片的制備方法，包括：
步驟一：選擇兩片高阻硅片，將鐵磁芯以電鍍的方式安裝在其中一片高阻硅片的第一表面；在另一片高阻硅片的第一表面進行刻蝕處理，形成鐵磁芯腔；
步驟二：將電鍍有鐵磁芯的高阻硅片和開設有鐵磁芯腔的高阻硅片上下鍵合，使得鐵磁芯嵌入鐵磁芯腔中；
步驟三：分別在電鍍有鐵磁芯的高阻硅片的第二表面和開設有鐵磁芯腔的高阻硅片的第二表面進行氧化處理，沉積形成絕緣層；
步驟四：在電鍍有鐵磁芯的高阻硅片的第二表面上刻蝕多條橫跨鐵磁芯的第一線圈槽和一個獨立的第一電極窗口；
步驟五：沿電鍍有鐵磁芯的高阻硅片的厚度方向，在每一條第一線圈槽的兩端分別刻蝕有與對應第一線圈槽相連通的第一通槽；
步驟六：將兩個鍵合的高阻硅片整體上下翻轉；
步驟七：在開設有鐵磁芯腔的高阻硅片的第二表面上刻蝕有多條橫跨鐵磁芯腔的第二線圈槽和一個獨立的第二電極窗口；
步驟八：沿開設有鐵磁芯腔的高阻硅片的厚度方向，在每一條第二線圈槽的兩端分別刻蝕有與對應第二線圈槽相連通的第二通槽，形成硅片模具，其中，在硅片模具表面形成環形凹腔；
步驟九：分別在第一線圈槽、第一通槽、第一電極窗口、第二線圈槽、第二通槽以及第二電極窗口的表面進行氧化處理，沉積形成絕緣層；
步驟十：往硅片模具的環形凹腔內填充合金，完成磁通門芯片的制備。
在上述的一種磁通門芯片的制備方法中，步驟一中的鐵磁芯腔的橫截面積大于鐵磁芯的橫截面積。
在上述的一種磁通門芯片的制備方法中，步驟二中電鍍有鐵磁芯的高阻硅片與開設有鐵磁芯腔的高阻硅片上下鍵合時，通過聚合膜上下鍵合。
在上述的一種磁通門芯片的制備方法中，步驟四中相鄰兩第一線圈槽之間為等距離設置，步驟七中相鄰兩第二線圈槽之間為等距離設置。
在上述的一種磁通門芯片的制備方法中，對應位置上的第一線圈槽、第一通槽、第二線圈槽以及第二通槽首尾相連，形成環形凹腔。
在上述的一種磁通門芯片的制備方法中，第一電極窗口的位置與第二電極窗口的位置相對設置，其中，第一電極窗口與第二電極窗口上下連通，呈同軸設置。
在上述的一種磁通門芯片的制備方法中，步驟九中的氧化處理采用熱氧化或者pecvd的方法。
在上述的一種磁通門芯片的制備方法中，步驟一、步驟四、步驟五、步驟七以及步驟八中的刻蝕采用koh或者tmah材料進行刻蝕處理，或者使用drie的方法進行刻蝕處理。
與現有技術相比，本發明提供的一種磁通門芯片的制備方法，通過電鍍，后鍵合，最后刻蝕，一方面，使得形成的磁通門芯片的厚度較薄，并滿足足夠的強度，另一方面能夠實現磁通門芯片的大規模批量生產，提高工作效率，降低生產成本。
附圖說明
圖1是本發明一種磁通門芯片的制備方法中對應步驟的內部結構的正面視圖。
圖2是本發明一種磁通門芯片的制備方法中對應步驟的內部結構的側面視圖。
圖3是本發明一種磁通門芯片的制備方法中硅片模具的結構示意圖。
圖4是本發明一種磁通門芯片的制備方法中硅片模具的局部結構示意圖。
圖中，100、高阻硅片；110、第一表面；120、鐵磁芯腔；130、第二表面；140、第一線圈槽；150、第一電極窗口；160、第一通槽；170、第二線圈槽；180、第二電極窗口；190、第二通槽；200、鐵磁芯；300、絕緣層；400、合金。
具體實施方式
以下是本發明的具體實施例并結合附圖，對本發明的技術方案作進一步的描述，但本發明并不限于這些實施例。
如圖1至圖4所示，本發明提供的一種磁通門芯片的制備方法，包括：步驟一，選擇兩片高阻硅片100，將鐵磁芯200以電鍍的方式安裝在其中一片高阻硅片100的第一表面110；在另一片高阻硅片100的第一表面110進行刻蝕處理，形成鐵磁芯腔120。
進一步優選地，鐵磁芯腔120的橫截面積大于鐵磁芯200的橫截面積。方便鐵磁芯200插入鐵磁芯腔120中，使得兩片高阻硅片100的表面平整，光滑。
步驟二，將電鍍有鐵磁芯200的高阻硅片100和開設有鐵磁芯腔120的高阻硅片100上下鍵合，使得鐵磁芯200嵌入鐵磁芯腔120中。
在本實施例中，通過步驟二，使得兩片高阻硅片100鍵合后，此時鐵磁芯200已經位于鐵磁芯腔120中，相比于現有技術中通過手動插鐵磁芯200而言，能夠實現大規模的批量生產，而且保證了相應的工作效率。另外，在本實施例中，兩個高阻硅片100通過聚合膜上下鍵合。其中，該聚合膜的材料為bcb或者pi（聚酰亞胺薄膜）材料。
步驟三，分別在電鍍有鐵磁芯200的高阻硅片100的第二表面130（與第一表面110相對設置）和開設有鐵磁芯腔120的高阻硅片100的第二表面130（與第一表面110相對設置）進行氧化處理，沉積形成絕緣層300。
步驟四，在電鍍有鐵磁芯200的高阻硅片100的第二表面130上刻蝕多條橫跨鐵磁芯200的第一線圈槽140和一個獨立的第一電極窗口150。
在本實施例中，相鄰兩第一線圈槽140之間等距離設置。
步驟五，沿電鍍有鐵磁芯200的高阻硅片100的厚度方向，在每一條第一線圈槽140的兩端分別刻蝕有與對應第一線圈槽140相連通的第一通槽160。
步驟六，將兩個鍵合的高阻硅片100整體上下翻轉，使得開設有鐵磁芯腔120的高阻硅片100的第二表面130朝上，電鍍有鐵磁芯200的高阻硅片100的第二表面130朝下。
步驟七，在開設有鐵磁芯腔120的高阻硅片100的第二表面130上刻蝕有多條橫跨鐵磁芯腔120的第二線圈槽170和一個獨立的第二電極窗口180。
步驟八，沿開設有鐵磁芯腔120的高阻硅片100的厚度方向，在每一條第二線圈槽170的兩端分別刻蝕有與對應第二線圈槽170相連通的第二通槽190，形成硅片模具。
在本實施例中，相鄰兩第二線圈槽170之間等距離設置。其中，每一條第二線圈槽170的位置與每一條第一線圈槽140的位置一一對應，第二通槽190與第一通槽160上下連通，呈同軸設置，第二電極窗口180與第一電極窗口150的位置相對應，并上下連通，呈同軸設置，其中，第一電極窗口150的開口方向與第二電極窗口180的開口方向相反，從而使得兩個上下鍵合的高阻硅片100表面形成“環形凹腔”。
步驟九，分別在第一線圈槽140、第一通槽160、第一電極窗口150、第二線圈槽170、第二通槽190以及第二電極窗口180的表面進行氧化處理，沉積形成絕緣層300。
步驟十，往“環形凹腔”內填充合金400，形成螺線管線圈。能夠減少成型時間，提高成品率。
在本實施例中，氧化處理和絕緣層300沉積處理均可以采用熱氧化的方式或者pecvd(plasma-enhancedchemical-vapordeposition，即等離子體增強化學氣相沉積法)的方法，沉積形成二氧化硅絕緣層300。根據需要，使用koh(即氫氧化鉀)或者tmah(即四甲基氫氧化銨)材料進行刻蝕處理，或者使用drie(deepreactiveionetching，即深反應離子刻蝕)的方法進行刻蝕處理。
本發明提供的一種磁通門芯片的制備方法，通過電鍍，后鍵合，最后刻蝕，一方面，使得形成的磁通門芯片的厚度較薄，并滿足足夠的強度，另一方面能夠實現磁通門芯片的大規模批量生產，提高工作效率，降低生產成本。
本文中所描述的具體實施例僅僅是對本發明精神作舉例說明。本發明所屬技術領域的技術人員可以對所描述的具體實施例做各種各樣的修改或補充或采用類似的方式替代，但并不會偏離本發明的精神或者超越所附權利要求書所定義的范圍。
技術特征：
1.一種磁通門芯片的制備方法，其特征在于，包括：
步驟一：選擇兩片高阻硅片，將鐵磁芯以電鍍的方式安裝在其中一片高阻硅片的第一表面；在另一片高阻硅片的第一表面進行刻蝕處理，形成鐵磁芯腔；
步驟二：將電鍍有鐵磁芯的高阻硅片和開設有鐵磁芯腔的高阻硅片上下鍵合，使得鐵磁芯嵌入鐵磁芯腔中；
步驟三：分別在電鍍有鐵磁芯的高阻硅片的第二表面和開設有鐵磁芯腔的高阻硅片的第二表面進行氧化處理，沉積形成絕緣層；
步驟四：在電鍍有鐵磁芯的高阻硅片的第二表面上刻蝕多條橫跨鐵磁芯的第一線圈槽和一個獨立的第一電極窗口；
步驟五：沿電鍍有鐵磁芯的高阻硅片的厚度方向，在每一條第一線圈槽的兩端分別刻蝕有與對應第一線圈槽相連通的第一通槽；
步驟六：將兩個鍵合的高阻硅片整體上下翻轉；
步驟七：在開設有鐵磁芯腔的高阻硅片的第二表面上刻蝕有多條橫跨鐵磁芯腔的第二線圈槽和一個獨立的第二電極窗口；
步驟八：沿開設有鐵磁芯腔的高阻硅片的厚度方向，在每一條第二線圈槽的兩端分別刻蝕有與對應第二線圈槽相連通的第二通槽，形成硅片模具，其中，在硅片模具表面形成環形凹腔；
步驟九：分別在第一線圈槽、第一通槽、第一電極窗口、第二線圈槽、第二通槽以及第二電極窗口的表面進行氧化處理，沉積形成絕緣層；
步驟十：往硅片模具的環形凹腔內填充合金，完成磁通門芯片的制備。
2.根據權利要求1所述的一種磁通門芯片的制備方法，其特征在于，步驟一中的鐵磁芯腔的橫截面積大于鐵磁芯的橫截面積。
3.根據權利要求1所述的一種磁通門芯片的制備方法，其特征在于，步驟二中電鍍有鐵磁芯的高阻硅片與開設有鐵磁芯腔的高阻硅片上下鍵合時，通過聚合膜上下鍵合。
4.根據權利要求1所述的一種磁通門芯片的制備方法，其特征在于，步驟四中相鄰兩第一線圈槽之間為等距離設置，步驟七中相鄰兩第二線圈槽之間為等距離設置。
5.根據權利要求4所述的一種磁通門芯片的制備方法，其特征在于，對應位置上的第一線圈槽、第一通槽、第二線圈槽以及第二通槽首尾相連，形成環形凹腔。
6.根據權利要求4所述的一種磁通門芯片的制備方法，其特征在于，第一電極窗口的位置與第二電極窗口的位置相對設置，其中，第一電極窗口與第二電極窗口上下連通，呈同軸設置。
7.根據權利要求1所述的一種磁通門芯片的制備方法，其特征在于，步驟九中的氧化處理采用熱氧化或者pecvd的方法。
8.根據權利要求1所述的一種磁通門芯片的制備方法，其特征在于，步驟一、步驟四、步驟五、步驟七以及步驟八中的刻蝕采用koh或者tmah材料進行刻蝕處理，或者使用drie的方法進行刻蝕處理。
技術總結
本發明提供了一種磁通門芯片的制備方法，屬于磁通門傳感器技術領域，包括：首先選取兩片高阻硅片，其中一片表面電鍍鐵磁芯，另一片表面開設鐵磁芯腔，然后兩片高阻硅片上下鍵合，接著在兩片高阻硅片的相對一側表面分別開設線圈槽、通槽以及電極窗口，形成硅片模具，最后在硅片模具表面填充合金。本發明提供的一種磁通門芯片的制備方法，通過電鍍，后鍵合，最后刻蝕，一方面，使得形成的磁通門芯片的厚度較薄，并滿足足夠的強度，另一方面能夠實現磁通門芯片的大規模批量生產，提高工作效率，降低生產成本。
