[发明专利]电气薄膜元件

说明书

本发明涉及一种电气薄膜元件，特别涉及能制成布线图形使其起接插件、传感器或其它电气元件的作用的柔质、超小型、防水、适用于生物体的薄膜电路组件。更具体地说，本发明涉及薄膜电路组件在制造过程中在处理和成形方面的改进。

薄膜一般厚0.01微米至0.5微米至，它淀积在玻璃、陶瓷或半导体衬底上以形成电容器、电阻器、线圈或其它电路元件。薄膜集成电路就是完全由薄膜按布线图形淀积在衬底上构成的。

本发明的一个目的是研制一种经改进的适用于生物体的薄膜传感器或电路，以便在人体中使用。人们已经注意到，完全只依靠使用于制造常规薄膜结构的材料和技术，一般是不能生产出令人满意的适用于生物体的薄膜传感器或电路。

人体或其它离子液体环境中许多生物学状况的测试和监控能力可能会因小型柔质防水薄膜生物传感器的研制而得到提高。但一般薄膜结构通常并不是专为使其与人体生理相适应而设计的，而且是用不适于生物材料的工艺制造的。此外一般薄膜结构并不是柔质的。

硅圆片一般提供基片、基座或承载板其上制有常规的薄膜结构。薄膜结构一层层在硅圆片上形成时，硅圆片在各制造工位之间的传送采用自动输送设备。在本发明中采用粘合到承载板的第一薄膜层作为薄膜结构的衬底。薄膜结构一经构成，就使硅圆片承载板脱离薄膜结构的衬底，并将承载板扔掉。

酸腐蚀溶液或其它脱离剂用以破坏薄膜结构的衬底连接至其硅圆片承载板的粘合，如薄膜结构是由任一不能与上述酸或脱离剂相适应的材料制成，则当薄膜结构脱离硅圆片承载板时可能受到损伤。人们已经知道，许多那种可适应生物体的薄膜结构的生物材料在暴露于一般硅圆片脱除剂中时会损伤或失去作用。通常溶解硅圆片承载板用的腐蚀溶液是不适用于能与生物体相适应的包含在薄膜结构中的生物材料的。

人们还知道，淀积在接合到承载板的聚合物衬底上的薄膜金属导体脱离其承载板基片时往往会断裂和脱层。一般认为，聚合物衬底及其承载板基片只要在热膨胀系数上有任何差别都会使聚合物衬底在热处理过程中产生内应力，因为其热膨胀系数与承载板的不同。如果不留意承载板基片和构制薄膜结构用的衬底材料的热膨胀系数就会产生薄膜结构断烈和脱层的问题。

大家都知道，一般薄膜结构中都含有粘性金属膜以提高贵金属膜及其下伏的聚合物衬底的粘合能力。这类粘性金属膜是极有用的粘合媒介，因为在薄膜结构中形成电路用的贵金属不能很好地直接与聚合物衬底粘合。因此在聚合物衬底与贵金属膜层之间设有粘性金属层。

人们知道，由于毗邻紧靠着的粘性金属层在薄膜结构进行任何高温处理（例如热固化聚合物母体溶液以便在金属膜层上形成聚合物绝缘层）过程中的相互扩散，会使薄膜结构丧失其性能。所指性能的丧失包括：例如，失去薄膜结构自身的柔韧性和产生金属薄膜层粘合的问题。除这些机械问题外，金属的相互扩散还会使贵金属层的电性能发生变化。

半导体工业界解决金属相互扩散问题的一般方法是在粘结层与贵金属膜层之间加一层耐高温金属层（例如，钨或钽）。这个附加层起相互扩散阻挡层的作用。但要淀积这种附加耐高温金属膜层并将它们构成布线图形就使薄膜结构的加工大大复杂化。

本发明的一个目的是提供一种适用于人体或任何其它离子液体环境的能与生物体相适应的电气薄膜元件。

本发明的另一个目的是提供一种有一定形状和布线图形的薄膜电气元件，这种元件起作可装在植入人体内的医疗器件中的生物传感器所使用，以及制造这种电薄膜元件使其保持其生物传感功能的方法。

本发明的另一个目的是提供一种可以制造得不致在将薄膜结构衬底脱离其承载板衬底时产生应力损伤的薄膜结构。

本发明的电气薄膜元件包括一硬质玻璃承载板、一粘合到该硬质玻璃承载板上的衬底和提供电路用的装置。该衬底包括使衬底与硬质玻璃承载板粘合的聚合物，硬质玻璃承载板在其与衬底浸渍在沸水槽或室温下的生理盐水槽中时破裂，以使衬底脱离硬质玻璃承载板。提供电路的装置则粘合到衬底上，并在衬底脱离硬质玻璃承载板时保全下来。

本发明的一个特点是提供一种电气薄膜元件，该薄膜元件的聚合物衬底脱离其承载板时无需使用可能损及包含在衬底中的生物材料或形成在衬底上的电路装置的任何脱除剂或脱除技术。这里承载板玻璃和衬底聚合物的选择是否适当是解决问题的关键。特别是采用与玻璃粘合的强度仅足以经受电路制造过程的各种作用但遇到能与生物体相适应的沸水或温盐水时可以破裂的聚合物，这是本发明的一个重要特点。避免采用不能与生物体相适应、能腐蚀硅的脱除剂，这样做有好处。