[发明专利]表面声波感测器的制作方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种表面声波感测器的制作方法。

背景技术

随着生活水平的提升，人们越来越重视环境质量的管理，各式各样的感 测器产品开始因应而生，其中，表面声波感测器由于灵敏度高、可靠性高， 体积轻巧以及低廉的价格等优势，被大量的开发成许多感测器元件(请参见 P3K-3 Surface Acoustic Waves in an Infinite Plate of Functionally Graded  Materials，Ultrasonics Symposium，2006.IEEE，2-6Oct.2006，Page(s)：2242- 2245)。例如：用于侦测空气粒子的气体感测器、检测水溶液的液体感测器、 用于测量环境因子的压力、温度、湿度感测器，以及使用于生物体上的各类 生物感测器等。该等感测器配合特定的感测薄膜，可在功能与待测目标物上 做更进一步的细分。

表面声波感测器包括一压电基材、设置于压电基材表面的输入叉指电极 (Interdigital Transducers，IDT)、输出叉指电极以及设置于压电基材表面且位 于输入叉指电极与输出叉指电极之间的感测薄膜，该感测薄膜用于吸附气体 或液体中的微量待测分子。当在输入叉指电极加上交流信号后，压电基材因 逆压电效应产生应变，将电能转为声波能，进而产生表面声波，经由压电基 材的压电材料传递声波能至输出叉指电极，再通过正压电效应将声波信号转 为电信号输出，以提供给外部仪器精确地解读感测薄膜表面上的信号的变化 情形。当表面声波传播至压电基材时，感测薄膜的吸附造成感测薄膜上微量 的质量改变，由于质量加载效应(mass loading effect)影响，通过吸附特定 气体的感测薄膜的声波能，将会改变其原先的传播特性，而使得声波的相位 速度与衰减量产生某程度的漂移量，侦测这些谐振频率的漂移信号即可定量 分析其吸附在压电材料表面的待测分子浓度。

感测薄膜通常采用化学气相沉积法(Chemical Vapor Deposition，CVD) 形成于压电基材表面，然而，这种方法易造成感测薄膜表面不均匀，且与待 测物接触面积较小。

发明内容

有鉴于此，有必要提供一种感测薄膜表面均匀且与待测物接触面积较大 的表面声波感测器的制作方法。

一表面声波感测器制作方法，包括以下步骤：提供一压电基材，其表面 形成有输入叉指电极和输出叉指电极；在输入叉指电极与输出叉指电极之间 的压电基材表面镀一感测材料层；采用紫外线基纳米压印方法在该感测材料 层表面制作预定图案，以形成感测薄膜，得到一表面声波感测器，该紫外线 基纳米压印方法包括以下步骤：在该感测材料层表面涂布一层有机过渡层， 在该有机过渡层的表面涂布一层压印层，该压印层为具有紫外固化性质的高 分子材料或有机溶液，提供一纳米压印模仁，该纳米压印模仁包括一基片及 设置于基片表面的多个凸起，该多个凸起组成该预定图案，该多个凸起之间 形成有空腔，将该模仁的多个凸起对准该压印层，并向该压印层移动，使该 压印层的材料充满该多个凸起之间的空腔，利用紫外光束照射该压印层，使 压印层固化，脱模，移走该模仁，除去残留在该压印层凹下去部分的材料及 对应于该凹下去部分的有机过渡层，将该有机过渡层所形成的图案转移至该 感测材料层，及去除该感测材料层表面的该压印层和有机过渡层的残余部分， 得到具有预定图案的感测薄膜。

相对于现有技术，该表面声波感测器的制作方法采用纳米压印方法在感 测材料层表面形成的预定图案的精度可达到纳米级，因此可使感测薄膜表面 均匀；且由于感测薄膜表面形成之图案尺寸精度为纳米级，可使其与待测物 质具有较大的接触面积，提高感测效率及精度。另外，利用纳米压印方法形 成感测薄膜制程简单，适用于批量生产。

附图说明

图1是本发明实施例表面声波感测器的制作方法的流程图。

图2是表面形成有叉指电极的压电基材的立体示意图。

图3是表面形成有叉指电极和感测材料层的压电基材的立体示意图。

图4是图1的制作方法中感测薄膜形成方法的过程示意图。

图5是由图1所示方法所制作的表面声波感测器的立体示意图。

图6是图1中的制作方法中感测薄膜另一种形成方法的过程示意图。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明作进一步详细说明。