[发明专利]电容式压力传感器及其制备方法、压力测量装置

权利要求书

1.一种电容式压力传感器，其特征在于，包括：

衬底( 10) 和盖板( 20) ；

衬底( 10) 包括顶层( 101) 、底层( 102) 和绝缘层( 103) ，绝缘层( 103) 位于顶层( 101) 和底层( 102) 之间；

底层( 102) 的下表面上开设有凹槽，盖板( 20) 罩盖所述凹槽，以使所述凹槽形成真空空腔( 1021) ，以及，使所述凹槽的槽底形成压敏薄膜( 1022) ；

顶层( 101) 上开设有至少一个可动叉指电容( 1011) 和至少一个固定叉指电容(1012) ，可动叉指电容( 1011) 和固定叉指电容( 1012) 相互交错等距离排列，位于压敏薄膜( 1022) 的正上方；

可动叉指电容( 1011) 通过位于其正下方的绝缘层( 103) 贴合压敏薄膜( 1022) ，以便于可动叉指电容( 1011) 跟随压敏薄膜( 1022) 振动；

固定叉指电容( 1012) 正下方的绝缘层( 103) ，悬空位于底层( 102) 和固定叉指电容( 1012) 之间，以防止固定叉指电容( 1012) 跟随压敏薄膜( 1022) 振动；

所述压敏薄膜( 1022) 与所述可动叉指电容( 1011) 之间的绝缘层( 103) 面积大于所述压敏薄膜( 1022) 与所述固定叉指电容( 1012) 之间的绝缘层( 103) 面积。

2.根据权利要求1所述的电容式压力传感器，其特征在于，可动叉指电容( 1011) 和固定叉指电容( 1012) 位于压敏薄膜( 1022) 正上方的中心区域内，压敏薄膜( 1022) 中心区域的面积占压敏薄膜( 1022) 总面积的16～20％。

3.根据权利要求1所述的电容式压力传感器，其特征在于，压敏薄膜( 1022) 的横截面的形状为正方形或者圆形。

4.根据权利要求1所述的电容式压力传感器，其特征在于，顶层( 101) 上分别开设有多个隔离槽( 1013) ，多个隔离槽( 1013) 分别位于压敏薄膜( 1022) 四周的正上方。

5.根据权利要求4所述的电容式压力传感器，其特征在于，隔离槽( 1013) 内均分别设置有锚点电极( 1014) ，锚点电极( 1014) 均不接触隔离槽( 1013) 的槽壁，且锚点电极( 1014) 的表面涂覆有一层金属，用于连接引线。

6.根据权利要求5所述的电容式压力传感器，其特征在于，顶层( 101) 上还开设有至少一个连接杆( 1015) 和横杆( 1016) ；

固定叉指电容( 1012) 位于横杆( 1016) 的一侧或两侧，与横杆( 1016) 一体成型，横杆( 1016) 的两端分别固定连接锚点电极( 1014) ；

可动叉指电容( 1011) 与连接杆( 1015) 一体成型，连接杆( 1015) 的一端连接锚点电极( 1014) 。

7.一种电容式压力传感器的制备方法，所述电容式压力传感器包括衬底和盖板，所述衬底包括顶层、底层和绝缘层，其特征在于，包括：

按照第一预设掩模图形，刻蚀底层的下表面，在所述底层的下表面上形成形状为所述第一预设掩模图形的凹槽，所述凹槽的槽底形成压敏薄膜；

按照第二预设掩模图形，刻蚀顶层，在所述顶层上形成形状为所述第二预设掩模图形的叉指电容，所述叉指电容包括至少一个可动叉指电容和至少一个固定叉指电容；

将所述可动叉指电容通过位于其正下方的绝缘层贴合所述压敏薄膜，以及，将所述固定叉指电容正下方的绝缘层，悬空设置于所述底层和所述固定叉指电容之间；

使所述压敏薄膜与所述可动叉指电容之间的绝缘层面积大于所述压敏薄膜与所述固定叉指电容之间的绝缘层面积；

释放所述压敏薄膜与所述固定叉指电容之间的绝缘层。

8.一种压力测量装置，其特征在于，包括根据权利要求1至6任一项所述的电容式压力传感器。