[实用新型]具有应力调节层的微热板

说明书

本实用新型提供一种具有应力调节层的微热板，包括：硅基底，包括相对设置的第一表面及第二表面；硅基底包括中心加热区及外围支撑区，中心加热区包括贯穿第一表面以及第二表面的空气绝热腔；陶瓷悬膜，设于第一表面；应力调节层，覆盖至少部分陶瓷悬膜的上表面；加热层，加热层包括加热电阻膜及加热电极；加热电阻膜设于陶瓷悬膜上方并位于中心加热区，加热电极设于陶瓷悬膜上方并与加热电阻膜电连接；加热层至少部分与应力调节层接合。本实用新型的具有应力调节层的微热板，通过设置覆盖陶瓷悬膜的应力调节层，能够吸收陶瓷悬膜受热产生的热应力，可以大大提高陶瓷悬膜的应力承受能力，提高了微热板的稳定性。

技术领域

本实用新型涉及电子器件制造技术领域，尤其涉及一种具有应力调节层的微热板。

背景技术

基于硅微加工技术的微热板(Micro Hotplate,MHP)是微电子机械系统(MEMS)中常用的加热平台，已广泛应用于微型气体传感器、微型热式流量计、微型红外探测器以及气压计等微器件。微热板的基本结构包括悬空介质薄膜以及电阻条。当电流通过电阻条时，电阻产生的焦耳热一部分用于加热微热板，另外一部分以传导、对流和辐射的方式耗散于周围环境中悬空结构使微热板具有非常小的热惯性和非常高的电热耦合效率，毫瓦级热功率就能使其中心温区在几毫秒内迅速升温。因此微热板具有非常快的热响应时间和较低的热功耗。

微热板通电之后，微热板悬膜的核心区域会在几十或者几百毫秒迅速达到工作温度，温度变化迅速，悬膜急剧温升。任何材料都具有热应力，在加热的情况下材料在三维方向上会伸长或者收缩，进而产生热应力，同理，对于微热板悬膜而言，急剧的温升，也会产生巨大的应力。对于传统的硅基微热板，通常采用化学气相沉积不同厚度的氧化硅、氮化硅来匹配和调节热应力；对于陶瓷悬膜基微热板，除了改变陶瓷配方，尚没有人在结构上进行调整热应力。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种可具有应力调节层的微热板。

为实现上述实用新型目的，本实用新型一实施方式提供一种具有应力调节层的微热板，其特征在于，包括：硅基底，包括相对设置的第一表面及第二表面；所述硅基底包括中心加热区及外围支撑区，所述中心加热区包括贯穿所述第一表面以及所述第二表面的空气绝热腔；陶瓷悬膜，设于所述第一表面；应力调节层，覆盖至少部分所述陶瓷悬膜的上表面；加热层，所述加热层包括加热电阻膜及加热电极；所述加热电阻膜设于所述陶瓷悬膜上方并位于所述中心加热区，所述加热电极设于所述陶瓷悬膜上方并与所述加热电阻膜电连接；所述加热层至少部分与所述应力调节层接合。

作为本实用新型的进一步改进，所述加热电阻膜设于所述陶瓷悬膜上表面；所述应力调节层覆盖所述加热电阻膜，并向下延伸以覆盖部分所述陶瓷悬膜的上表面。

作为本实用新型的进一步改进，所述应力调节层设于所述陶瓷悬膜及所述加热层之间。

作为本实用新型的进一步改进，所述应力调节层包括平铺层及延伸层，所述平铺层设于所述陶瓷悬膜及所述加热层之间，所述延伸层覆盖所述加热电阻膜，并向下延伸以覆盖部分所述陶瓷悬膜的上表面。

作为本实用新型的进一步改进，所述应力调节层的厚度为1um-50um。

作为本实用新型的进一步改进，所述应力调节层为陶瓷颗粒层、陶瓷纤维层或者陶瓷颗粒纤维复合层。

作为本实用新型的进一步改进，所述应力调节层为陶瓷颗粒层或者陶瓷颗粒纤维复合层，其中的陶瓷颗粒为圆形、方形或不规则形状的其中之一。

作为本实用新型的进一步改进，所述应力调节层为陶瓷颗粒层或者陶瓷颗粒纤维复合层，其中的陶瓷颗粒直径为0.1um-20um。

作为本实用新型的进一步改进，所述应力调节层为陶瓷纤维层或者陶瓷颗粒纤维复合层，其中的陶瓷纤维直径大小为0.1um-20um。