[发明专利]一种微尺度柔性复合式超高压力传感器及其制造方法

权利要求书

1.一种微尺度柔性复合式超高压力传感器，包括基底(1),其特征在于：基底(1)上通过MEMS工艺溅射有康铜敏感元件(2-2)及第一电极(2-1)；康铜敏感元件(2-2)的输入端和输出端分别连接两个第一电极(2-1)，康铜敏感元件(2-2)和第一电极(2-1)构成康铜层(2)；康铜敏感元件(2-2)及第一电极(2-1)的表面上覆盖有绝缘层(3)；绝缘层(3)上通过MEMS工艺溅射有锰铜敏感元件(4-2)及第二电极(4-1)；锰铜敏感元件(4-2)的输入端和输出端分别连接两个第二电极(4-1)，锰铜敏感元件(4-2)和第二电极(4-1)构成锰铜层(4)；锰铜敏感元件(4-2)和康铜敏感元件(2-2)采用上下对齐方式布置，第二电极(4-1)与第一电极(2-1)采用横轴线垂直方式布置，锰铜敏感元件(4-2)及第二电极(4-1)的表面上涂覆有保护层(5)；

所述的锰铜敏感元件(4-2)和康铜敏感元件(2-2)具有相同的形状和尺寸，康铜敏感元件(2-2)和锰铜敏感元件(4-2)呈圆形，直径均为0.2mm，厚度均为2μm。

2.根据权利要求1所述的一种微尺度柔性复合式超高压力传感器，其特征在于：所述的第二电极(4-1)和第一电极(2-1)具有相同的形状和尺寸。

3.根据权利要求1所述的一种微尺度柔性复合式超高压力传感器，其特征在于：所述的绝缘层(3)采用氧化铝陶瓷材料，通过MEMS工艺溅射而成，厚度为5μm。

4.根据权利要求1所述的一种微尺度柔性复合式超高压力传感器，其特征在于：所述的基底(1)和保护层(5)均采用聚酰亚胺材料，通过匀胶固化工艺制成，厚度均为25μm。

5.根据权利要求1所述的一种微尺度柔性复合式超高压力传感器，其特征在于：所述的锰铜敏感元件(4-2)和康铜敏感元件(2-2)构成两个相互独立的锰铜传感器和康铜传感器，传感器都采用四端电路，其中两端作为电源输入端，另外两端作为信号输出端；两个电源端使用同一恒流源供电，来消除锰铜传感器与康铜传感器之间的电位差，两个信号输出端接同一示波器进行信号采集，在微尺度装药爆轰波作用下，锰铜传感器和康铜传感器处于相同的受压环境。

6.根据权利要求1所述的一种微尺度柔性复合式超高压力传感器的制造方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1：在硅片载体(6)上包覆一层Parylene薄膜(7)作为释放层；

步骤2：在Parylene薄膜(7)上多次旋涂液态聚酰亚胺(PI)预聚物，加热固化后形成聚酰亚胺(PI)薄膜作为基底(1)；

步骤3：在基底(1)上用磁控溅射的方法依次沉积康铜敏感元件(2-2)及对应的第一电极(2-1)；

步骤4：在康铜敏感元件(2-2)以及第一电极(2-1)表面上溅射一层氧化铝陶瓷作为绝缘层(3)，利用掩模板形成溅射区域并露出第一电极(2-1)的焊盘；

步骤5：在绝缘层(3)上用磁控溅射的方法依次沉积锰铜敏感元件(4-2)及对应的第二电极(4-1)；

步骤6：在锰铜敏感元件(4-2)以及第二电极(4-1)表面上多次旋涂液态聚酰亚胺(PI)预聚物，然后湿法腐蚀聚酰亚胺(PI)预聚物，以露出第一电极(2-1)和第二电极(4-1)的焊盘，接着，加热固化聚酰亚胺(PI)预聚物形成保护层(5)；

步骤7：沿着划片槽预先将每个传感器划开，然后浸泡到丙酮溶液中，使Parylene薄膜(7)与硅片载体(6)分离，传感器被释放，从而得到微尺度柔性复合式超高压力传感器。