一种具有交叉回路下部电极的制备工艺的制作方法

1.本发明涉及下部电极制备技术领域，具体涉及一种具有交叉回路下部电极的制备工艺。


背景技术：

2.现有的下部电极的回路形成工艺中，通常是在基材表面先熔射喷涂形成400
±
40μm厚的底层绝缘层；在底层绝缘层的表面熔射喷涂形成电极层，电极层的厚度为30～50μm；使用加工设备将形成的电极层按照需要的回路形状进行加工成两个不同的交叉的回路；在加工好的电极层表面熔射喷涂覆盖形成上层绝缘层。
3.由于底层绝缘涂层形成后表面有一定的粗糙度，因此在研磨加工电极层的的过程中会有如附图2一样，在不应有电极层的区域有少量电极层残留在下部绝缘层表面，由此可能引发电性方面的问题。
4.为了提高熔射涂层的粘附力需要保证喷涂表面一定的粗糙度,通常情况下当粗糙度高于3μm时涂层喷涂时粘附力较好.但是在研磨加工电极层时表面的粗糙度会降至1μm,在喷涂上层绝缘层时，为了重新在电极层表面形成较高的粗糙度，需通过喷砂(bead blasting)方式形成较高的粗糙度,但由于电极层的总厚度只有30～50um，因此无法通过喷砂的方式增加粗糙度，因为喷砂会对涂层有物理蚀刻，若在厚度只有30～50um的电极层涂层表面进行喷砂，很可能将电极层全部蚀刻掉,因此只能在电极层涂层表面粗糙度只有1um左右的情况下进行上层绝缘层的喷涂，由于电极层涂层表面粗糙度过低导致电极层和上层绝缘层之间的粘附力较小(如附图4所示)，在电极层和上层绝缘层之间会形成如附图3一样的龟裂层。
5.具有交叉回路的下部电极需要在 极和-极两个电极回路间分别加1.5kv至3kv的高电压,因此电极层的稳定性非常重要,现行的研磨加工的方式存在少量电极层残留在下部绝缘层表面和电极层和上层绝缘层之间形成龟裂层的问题,这有可能导致两个电极层之间arcing(导通炸裂)等品质方面的问题。
6.另外，采用现行研磨加工的方式形成电极层回路的方式作业时间非常长，如形成500x500 mm的下部电极回路往往需要加工时间在10小时以上。


技术实现要素：

7.本发明的目的在于提供一种具有交叉回路下部电极的制备工艺，以解决采用上述现有工艺制备的下部电极出现的技术问题。
8.为达到上述目的，本发明一种具有交叉回路下部电极的制备工艺包括如下步骤：
9.步骤一，基板定位：对基板进行定位固定；
10.步骤二，形成底层绝缘层：在基板表面采用熔融喷射方式喷涂绝缘粉末形成底层绝缘层；
11.步骤三，铺设掩盖膜：所述掩盖膜由下至上依次包括下保护层、回路形成层和上保
护层，所述下保护层、回路形成层和上保护层依次粘接，所述回路形成层上具有回路形成区域和位于两相邻回路形成区域间的连接区域，所述回路形成区域内的回路形成层被切割隔离为电极部和绝缘部，所述电极部的形状与所需的电极回路的形状相同，所述绝缘部的形状与所需的非电极回路的形状相同，掩盖膜的具体铺设步骤包括：
12.a1:将掩盖膜的下保护层剥离，将掩盖膜上的回路形成层与基板上的底层绝缘层的表面平整粘贴，粘贴后掩盖膜上的回路形成区域与基板对齐，掩盖膜上的连接区域粘贴在位于基板外的底板上；
13.a2:由掩盖膜上的连接区域将掩盖膜割断；
14.a3:将粘贴在回路形成层上的上保护层揭除；
15.a4:将回路形成层上的电极部揭除使底层绝缘层的表面按所需电极回路的形状裸露；
16.步骤四，形成回路电极层：采用熔射方式将导电粉末喷涂在回路形成区域使导电粉末与底层绝缘层表面的裸露部分粘接形成具有电极回路的回路电极层，当回路电极层到达一定厚度后停止喷涂导电粉末；
17.步骤五，形成非电极回路区：将步骤四中的绝缘部揭除使底层绝缘层因被绝缘部遮蔽而未被喷涂导电粉末的表面裸露形成非电极回路区；
18.步骤六，形成上层绝缘层：采用熔射方式对回路形成区域喷涂绝缘粉末，使底层绝缘层表面和回路电极层表面均覆盖绝缘粉末形成上层绝缘层，且使底层绝缘层表面到上层绝缘层表面的最小距离大于所述回路电极层的厚度；
19.步骤七，研磨上层绝缘层：对上层绝缘层进行研磨使上层绝缘层的表面平整，研磨后不得出现回路电极层裸露现象，得到下部电极。
20.进一步，所述步骤一中使用定位设备对基板进行定位固定，所述定位设备包括底板，所述底板上设置与所述基板配合的沉台，所述沉台两侧的底板上分别竖直设置2根第一定位柱和2根第二定位柱，所述掩盖膜上的所述连接区域上分别设置与所述第一定位柱配合的第一定位孔和与所述第二定位柱配合的第二定位孔。
21.将基板防止在沉台里后，铺设掩盖膜时使掩盖膜上的第一定位孔与第一定位柱配合，使掩盖膜上的第二定位孔与第二定位柱配合，提高掩盖膜在基板上的定位精度。
22.可选地，在步骤三中采用手工方式在基板上铺设掩盖膜。
23.可选地，在步骤三中采用铺设设备进行掩盖膜的铺设，所述铺设设备包括下端开口的方形筒体，所述筒体的一侧壁的下端面固定连接第一连接板，第一连接板的下端水平设置第一转轴，所述第一转轴的一端与所述第一连接板转动连接，第一转轴的另一端螺纹连接固定环，所述筒体内滑动连接水平设置的滑板，滑板与筒体底面间竖直设置第一弹簧，所述第一弹簧的上端与所述筒体的底面固定连接，第一弹簧的下端与所述滑板的上表面固定连接，滑板靠近筒体侧壁的下表面竖直固定连接第二连接板，第二连接板的下端水平设置第二转轴，所述第二转轴位于所述第一转轴的上方与第一转轴平行设置，第二转轴上转动连接卷辊；
24.筒体上水平设置固定板，所述固定板与所述筒体固定连接，固定板远离筒体的一端竖直设置伸缩柱，所述伸缩柱的上端与所述固定板固定连接，伸缩柱的下端为可伸缩的自由端，伸缩柱的下端设置为球头状，筒体的两相互平行的外壁上均竖直设置连接连接杆，
所述连接杆的上端与筒体外壁固定连接，连接杆的下端转动连接与所述底板的两平行侧壁配合的滚轮，筒体上固定连接手柄；
25.所述掩盖膜上设置与所述伸缩柱配合的第三定位孔，所述第三定位孔位于同一连接区域内的所述第二定位孔与所述第一定位孔之间，所述底板上设置与所述第三定位孔配合的定位基孔。
26.将呈卷状的掩盖膜卷中部的定位孔套插在第二转轴上，拧上固定环，将卷状掩盖膜的外圈的的掩盖膜的下保护层剥离掩盖膜并将下保护层与卷辊固定连接，在第一弹簧的弹力下卷辊与卷状掩盖膜的外表压紧接触，拖动剥离下保护层后的卷状掩盖膜使卷状掩盖膜旋转，使掩盖膜上的第三定位孔与伸缩柱对齐将掩盖膜套插在伸缩柱上，手持手柄将连接杆下端的滚轮套在底板两侧，拉动手柄使掩盖膜上的第一定位孔与底板上的第一定位柱对齐将掩盖膜套插在第一定位柱上，由于这时伸缩柱下端的球头与底板上表面接触，伸缩柱收缩使伸缩柱下端能越过第三定位孔在掩盖膜上滑动；
27.移动手柄向靠近第二定位柱方向移动使套在第二转轴上的卷状掩盖膜旋转使掩盖膜展平铺在基板和底板上，当手柄移动到使掩盖膜上的第二定位孔与第二定位柱对齐时将掩盖膜套插在第二定位柱上，继续移动手柄使伸缩柱插入底板上的定位基孔里，这时将掩盖膜与基板和底板压贴合后，然后由第二定位柱与定位基孔间将掩盖膜切断；
28.当卷状掩盖膜旋转时，与卷状掩盖膜外圈表面接触的卷辊同步转动将下保护层收卷缠绕在卷轴上，达到自动揭除下保护层的目的，避免每次铺设掩盖膜时均需手动撕掉下保护层，提高掩盖膜的铺设速率，同时，与底板两侧配合的滚轮对手柄的移动起到导向作用，确保第二定位孔与第二定位柱的准确对齐，伸缩柱使得对掩盖膜切断后还能使掩盖膜平直展开，方便下次将第一定位孔与第一定位柱的对齐。
29.进一步，所述固定板上设置摇臂，所述摇臂倾斜设置，摇臂的上端与所述固定板转动连接，摇臂的下端为位于所述第二转轴与所述伸缩柱之间的自由端，摇臂的下端转动连接与所述第二转轴平行设置的压辊使所述压辊绕压辊自身轴线旋转，所述摇臂上成与摇臂倾斜方向相反的方向倾斜设置第二弹簧，所述第二弹簧的一端与所述固定板固定连接，第二弹簧的一端位于所述摇臂的中部与摇臂固定连接。
30.当拉动手柄铺设掩盖膜时，在第二弹簧的弹力下，压辊将铺设在基板和底板上的掩盖膜与基板和底板压紧贴合，达到掩盖膜的铺设和压紧同步进行。
31.进一步，为了防止在撕掉下保护层时将回路形成层同时撕掉，设置所述下保护层与所述回路形成层间的粘接力小于所述回路形成层与所述上保护层间的粘接力，为了防止在揭除上保护层时将回路形成层上的电极部或绝缘部撕掉，设置所述回路形成层与所述底层绝缘层表面的粘接力大于所述回路形成层与所述上保护层间的粘接力。
32.进一步，所述绝缘粉末的材料为al2o3、y2o3中的一种；
33.进一步，所述导电粉末的材料为钨(w)、钼(mo)中的一种。
34.与现有技术相比，本发明的有益效果在于：
35.1.因为省略了通过研磨加工电极层来得到非电极回路的步骤，采用本发明的工艺可以直接形成回路电极层，省去大部分研磨加工的时间，提高生产效率。
36.2.由于喷涂后的回路电极层表面不用研磨，因此回路电极层表面的粗糙度较大，喷涂上层绝缘层后上层绝缘层与回路电极层间的粘附力较大，不会出现在对上层绝缘层研
磨后导致上层绝缘层龟裂脱落等现象。
37.3.由于有上保护层的保护，在揭除掩盖膜的下保护层时中间的回路形成层不会产生变形，使得喷涂后的电极回路成型规范，间距一致，不会出现在两个电极回路之间有残留导电粉末导致产生两个电极回路之间的导通炸裂现象。
38.4.针对掩盖膜的结构特点设计了定位设备和铺设设备，使得掩盖膜与基板间的定位准确和提高掩盖膜的铺设速度，进而提高下部电极的生产速率。
附图说明
39.图1为现有技术的下部电极的断面示意图和工艺流程图。
40.图2为现有技术在电极层上加工出非电极回路区后的断面示意图和显微图。
41.图3为现有技术形成上层绝缘层后的显微图。
42.图4为设备的测量现有技术中电极层与上层绝缘层间的粘附力大小的显示截图。
43.图5为本发明的下部电极的断面示意图和工艺流程图。
44.图6为采用本发明工艺形成回路电极层后得到的回路电极层。
45.图7为采用本发明工艺得到的回路电极层的显微图。
46.图8为设备的测量采用本工艺的回路电极层与上层绝缘层间的粘附力大小的显示截图
47.图9为底板俯视图。
48.图10为掩盖膜的断面结构示意图。
49.图11为掩盖膜的平面结构示意图。
50.图12为掩盖膜与底板和基板配合图。
51.图13为主视图方向的铺设设备结构示意图。
52.图14为图13中a部放大图。
53.图15为左视图方向的铺设设备结构示意图。
具体实施方式
54.下面通过具体实施方式进一步详细说明：
55.说明书附图中的附图标记包括：底板10、沉台101、第一定位柱102、第二定位柱103、定位基孔104、基板20、掩盖膜30、上保护层301、回路形成层302、下保护层303、第二定位孔304、第一定位孔305、第三定位孔306、回路形成区域307、连接区域308、筒体40、第一连接板401、第一转轴402、固定环403、滑板404、第一弹簧405、第二连接板406、第二转轴407、卷辊408、固定板409、伸缩柱501、摇臂502、压辊503、第二弹簧504、连接杆601、滚轮602、手柄70。
56.实施例，一种具有交叉回路下部电极的制备工艺包括如下步骤：
57.步骤一，基板20定位：基板20呈正四方形板状，将基板20放在定位设备上进行固定。如图9、图12所示，定位设备包括长方形的底板10，底板10上居中设置与基板20配合的沉台101，沉台101的边缘与底板10的边缘平行设置，沉台101两端的底板10上分别竖直设置2根第一定位柱102和2根第二定位柱103。如图9所示，底板10上位于底板边缘与2个第二定位柱103之间对称设置2个定位基孔104，2个定位基孔104的位置均与2根第二定位柱103的位
置在底板10的长度和宽度方向错开。
58.步骤二，喷涂底层绝缘层：采用熔射方式将al2o3或y2o3的粉末喷涂在基板20表面形成底层绝缘层；
59.步骤三，铺设掩盖膜30：可采用手工铺设或使用铺设设备来铺设掩盖膜，优选采用铺设设备铺设掩盖膜，当采用铺设设备铺设掩盖膜30时，需先将掩盖膜制成卷状中部带有定位孔的掩盖膜卷，将卷状的掩盖膜30装入铺设设备中，利用铺设设备将掩盖膜30铺设在步骤二中的基板20和底板10上；
60.如图10、图11所示，掩盖膜30由下至上依次包括下保护层303、回路形成层302和上保护层301，下保护层303、回路形成层302和上保护层301依次粘接，回路形成层302上具有回路形成区域307和位于两相邻回路形成区域307间的连接区域308，回路形成区域307内的回路形成层302被切割隔离为电极部和绝缘部，电极部的形状与所需的电极回路的形状相同，绝缘部的形状与所需的非电极回路的形状相同，掩盖膜30上的同一连接区域308上分别设置与第一定位柱102配合的第一定位孔305和与第二定位柱103配合的第二定位孔304，掩盖膜30上同一连接区域308上位于第二定位孔304与第一定位孔305之间设置与定位基孔104配合的第三定位孔306。
61.如图13-图15所示，铺设设备包括下端开口的方形筒体40，筒体40的一侧壁的下端面固定连接第一连接板401，第一连接板401的下端水平设置第一转轴402，第一转轴402的一端与第一连接板401转动连接且具有一定的转动阻尼，第一转轴402的另一端设置有外螺纹并螺纹连接固定环403，筒体40内滑动连接水平设置的滑板404，滑板404与筒体40底面间竖直设置第一弹簧405，第一弹簧405的上端与筒体40的底面固定连接，第一弹簧405的下端与滑板404的上表面固定连接，滑板404靠近筒体40侧壁的下表面竖直固定连接第二连接板406，第二连接板406的下端水平设置第二转轴407，第二转轴407位于第一转轴402的上方与第一转轴402平行设置，第二转轴407的一端与第二连接板406固定连接，第二转轴407上转动连接卷辊408。
62.筒体40上水平设置固定板409，固定板409与筒体40固定连接，固定板409远离筒体40的一端竖直设置与第三定位孔306配合的2根伸缩柱501，伸缩柱501的上端与固定板409固定连接，伸缩柱501的下端为可伸缩的自由端，伸缩柱501的下端设置为球头状，筒体40的两相互平行的外壁上均竖直设置连接连接杆601，连接杆601的上端与筒体40外壁固定连接，连接杆601的下端转动连接与底板10的两平行侧壁配合的滚轮602，筒体40上固定连接手柄70；
63.如图13、图15所示，固定板409的两相互平行的侧壁上均设置摇臂502，摇臂502倾斜设置，摇臂502的上端与固定板409转动连接，摇臂502的下端为自由端，摇臂502的自由端位于第二转轴407与伸缩柱501之间，摇臂502的下端与第二转轴407平行设置的压辊503，压辊503的两端分别与两根摇臂502转动连接使绕压辊503能自由绕压辊503轴线旋转，摇臂502上成与摇臂502的倾斜方向相反的方向倾斜设置第二弹簧504，第二弹簧504的上端与固定板409固定连接，第二弹簧504的下端位于摇臂502的中部与摇臂502固定连接，当手持手柄70使固定板409处于水平位置时，在压辊503不受外力作用的情况下第二弹簧504使压辊503的最低位置高于伸缩柱501不受轴向力时的最低位置并低于卷状的掩盖膜30的最低位置；
64.采用铺设设备铺设掩盖膜30的具体铺设步骤包括：
65.旋下固定环403，将呈卷状的掩盖膜30的中部的定位孔套插在第一转轴402上使定位孔与第一转轴402紧配合，拧上固定环403，将卷状掩盖膜30的外圈的下保护层303剥离掩盖膜30并将下保护层303卡接或粘贴在卷辊408上使下保护层303与卷辊408固定连接，将回路形成层302和上保护层301上的第三定位孔306与伸缩柱501对齐并套插在伸缩柱501上，手持手柄70将连接杆601下端的滚轮602套在底板10两侧，拉动手柄70使回路形成层302和上保护层301上的第一定位孔305与底板10上的第一定位柱102对齐将回路形成层302和上保护层301套插在第一定位柱102上，移动手柄70向靠近第二定位柱103方向移动使套在第二转轴407上的卷状掩盖膜30旋转使回路形成层302和上保护层301展平铺在基板20和底板10上，当手柄70移动到使回路形成层302和上保护层301上的第二定位孔304与第二定位柱103对齐时将回路形成层302和上保护层301套插在第二定位柱103上，继续移动手柄70使伸缩柱501插入底板10上的定位基孔104里，这时将回路形成层302和上保护层301与基板20和底板10压贴合后，由同一连接区域308内的第二定位孔304与第三定位孔306间将回路形成层302和上保护层301切断，将回路形成层302与基板20上的底层绝缘层的表面平整粘贴，粘贴后回路形成区域307与基板20对齐，连接区域308位于基板20外的底板10上；
66.将粘贴在回路形成层302上的上保护层301揭除；
67.将回路形成层302上的电极部揭除使底层绝缘层的表面按所需电极回路的形状裸露；
68.步骤四，形成回路电极层：采用熔射方式将钨(w)或钼(mo)的导电粉末喷涂在回路形成区域307使导电粉末与底层绝缘层表面的裸露部分粘接形成具有电极回路的回路电极层，优选采用钨(w)的粉末进行熔射喷涂，当回路电极层到达一定厚度后停止喷涂导电粉末；
69.步骤五，形成非电极回路区：将回路形成层302上的绝缘部揭除使底层绝缘层因被绝缘部遮蔽而未被喷涂导电粉末的表面裸露形成非电极回路区；
70.步骤六，形成上层绝缘层：采用熔射方式将al2o3或y2o3的粉末对回路形成区域307进行喷涂，优选采用al2o3的粉末进行熔射喷涂，使底层绝缘层表面和回路电极层表面均覆盖绝缘粉末形成上层绝缘层，且使底层绝缘层表面到上层绝缘层表面的最小距离大于回路电极层的厚度；
71.步骤七，研磨上层绝缘层：对上层绝缘层进行研磨使上层绝缘层的表面平整，上层绝缘层研磨后不得出现回路电极层裸露现象，并且使回路电极层表面到上层绝缘层表面的距离达到规定厚度，将基板20由沉台101取出，得到下部电极。
72.为了防止在撕掉下保护层303时将回路形成层302同时撕掉，设置掩盖膜30的下保护层303与回路形成层302间的粘接力小于回路形成层302与上保护层301间的粘接力，为了防止在揭除上保护层301时将回路形成层302上的电极部或绝缘部撕掉，设置回路形成层302与底层绝缘层表面的粘接力大于回路形成层302与上保护层301间的粘接力。
73.与现有技术相比，本发明的有益效果在于：
74.1.因为省略了通过研磨加工初始电极层来得到非电极回路的步骤，采用本发明的工艺可直接形成回路电极层，省去大部分研磨加工的时间，提高生产速率。
75.2.由于喷涂后的回路电极层表面不用研磨，因此电极层表面的粗糙度较大，喷涂
上层绝缘层后上层绝缘层与回路电极层间的粘附力较大(如图8所示)，不会出现如图2、图3所示的在对上层绝缘层研磨后导致上层绝缘层龟裂脱落的现象。
76.3.由于有上保护层的保护，在揭除掩盖膜的下保护层时中间的回路形成层不会产生变形，使得回路形成层在基板上粘贴规整不变形，进一步使得喷涂后的电极回路成型规范，间距一致，在两个电极回路之间没有残留导电粉末(如图6、图7所示)，不会产生两个电极回路之间的导通炸裂现象。
77.4.针对掩盖膜的结构特点设计了定位设备和铺设设备，使得掩盖膜与基板间的定位准确和提高掩盖膜的铺设速度，进而提高下部电极的生产速率。
78.以上的仅是本发明的实施例，方案中公知的具体结构及特性等常识在此未作过多描述。应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明结构的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本发明的保护范围，这些都不会影响本发明实施的效果和专利的实用性。本技术要求的保护范围应当以其权利要求的内容为准，说明书中的具体实施方式等记载可以用于解释权利要求的内容。