[发明专利]用于制造微电子触摸开关触摸电极材料的方法

说明书

本发明属复合半导体微电子技术。特别是关于一种微电子键的触摸电极材料的制造方法。

随着现代电子工业发展，小型电子开关的发明与使用日益增多。如在大多数计算器、复印机、电传机等办公设备及仪器仪表上的操作盘采用平板或稍有凸起的键盘式按钮开关，操作时按钮部位几乎看不出有位移动作，即美观大方又操作简便。然而现有的这种开关其键盘台面无一例外地采用具有弹性的材料制作，在操作时按钮部位在手指力的作用下有0.2～0.3mm的位移，使电路导通或断开，即所谓的微动开关。例如CN82711688V中，在面板下方设计的是常断式开关，经过软体面板下方导电膜的接触和脱离而达到电路导通或断开。为了使常断式开关与导电膜的接通率提高，常断式开关与间距为0.20～0.25mm。这类开关尽管动作微小，仍未脱离传统开关方法，即触点频敏的接触与断开，因而其寿命是非常有限的。另外其制造方法复杂，成本亦高。US4027306提供了一种使用半导体材料制成键盘键位的触摸电极，加上能起到放大作用的响应电路和输入端口而构成微电子键盘开关。

本发明的目的是提供一种具有良好的导电性、透光性、电容性、并能耐一定的酸、碱腐蚀、寿命长的微电子键盘开关中继盘的触摸电极材料的制造方法。

本发明只将半导体材料渗入绝缘体的表面，进入其晶格中而成为微电子触摸开关的电极材料，其制作工艺可分为基体清洗与净化、基料配制、热处理与后处理四部分（见附图）。

（1）基体的清洗与净化。可用如玻璃、搪瓷、陶瓷、耐温塑料及其层压材料具有绝缘性能板材作为基体，一般用洗涤剂与清水洗去污物，再用无离子水洗净，干燥后用无水乙醇冲净。必要时表面还需用15%氢氟酸或10～20%KOH溶液浸洗，然后用无离子水、无水乙醇清洗。基料的处理最好在超净条件下操作。（2）基料配制。基料是以数种至少是化学纯的化学试剂和无离子水配制成的一种溶液，其中化学试剂的种类与含量为：

卤化锡（SnXn，X＝Cl，Br;n＝2、4）40.0～90.0%

卤化锑（SbXn，X＝Cl，Br;n＝3.5）1.0～30.0%

硼酸（H₃BO₃） 2.0～6.0%

四氯化钛（TiCl₄） 0.0～2.0%

五氧化二钒（V₂O₅） 0.0～5.0

硅酸钠或钾（NA₂SiO₃或K₂SiO₃）0.0～10.0%

无离子水、无水乙醇、盐酸或王水适量，其配制方法是：固体原料用无水乙醇或无离子水配成饱和溶液，产生沉淀和混浊时加盐酸或王水溶解;按以上比例将化学原料或其溶液混合均匀。浓度过大时用无离子水或无水乙醇稀释，如再次出现混浊或沉淀则仍用盐酸或王水溶解。（3）热处理，将洗净的基体与设计好的耐温键盘模具组装好置于热处理炉内，逐渐升温，在一定温度（300～700℃）下将基料处理在基体设计好的键盘空格内，较为优越的工艺是采用喷射、蒸发或溅射方法将基料分散在炉内热气氛中，让其慢慢沉积在键盘空格内，处理最好在惰性气体保护下进行。基体材质不同其处理时温度和时间不同。如聚四氟乙烯制作的基体在300～400℃处理20～40min;而陶瓷或搪瓷则需在600～700℃下处理1～2h;玻璃则在较宽的温度下处理2～4h。处理在基体上物料（复合半导体）厚度为10～20μm。（4）后处理。当处理好的带有复合半导体键盘的面板降至室温后，对每块复合半导体键盘均用标准热辐射面的测定方法则其面阻值（R＜10KΩ）若达不到则需回炉再行处理。符合面阻要求的复合半导体键盘再行电老化处理，其目的是使半导体的晶格达到有序化，做法是用6.3～48.0V电压分成数个挡次，逐挡升压，每挡老化10～30min。以后处理复合半导体键盘的边缘以防复合半导体键盘导通，一般采用氧化锌粉擦去键盘边缘沉积的基料。最后在键盘的接线端用高温导电胶连接导线即完成键盘制作过程。在热处理过程中，基料渗入基体而进入其晶格内，因而复合半导体不会在使用年久出现剥离、脱落而影响使用，复合半导体是透明体（透光率＞80%），可清楚显示出面板上设计的符号、数字、导通或断开电路的灯光信号。