[发明专利]柔性的带温度补偿元件的应变传感器芯片及其制备方法

权利要求书

1.一种柔性的带温度补偿元件的应变传感器芯片，其特征在于，包括：柔性衬底(1)、薄膜电阻应变传感器(2)、绝缘隔离层(3)和薄膜电阻温度传感器(4)；

所述电阻应变传感器(2)设置在所述柔性衬底(1)的上表面；

所述绝缘隔离层(3)设置在所述电阻应变传感器(2)的上表面，同时露出电阻应变传感器(2)的引线电极；

所述电阻温度传感器(4)设置在所述绝缘隔离层(3)的上表面；

还包括传感器保护层(5)；

所述传感器保护层(5)覆盖在所述电阻温度传感器(4)的上表面，同时露出电阻温度传感器(4)的引线电极，应变和温度传感器垂直分布，对 同一被测点进行温度和应变测量，同时对应变进行温度补偿。

2.根据权利要求1所述的柔性的带温度补偿元件的应变传感器芯片，其特征在于，所述柔性衬底(1)为旋涂制备的有机聚合物材料。

3.根据权利要求1所述的柔性的带温度补偿元件的应变传感器芯片，其特征在于，所述电阻应变传感器(2)采用的材料包括铜镍合金、卡玛合金或镍铬合金中的一种，所述电阻温度传感器(4)采用的材料包括铂、金。

4.一种柔性的带温度补偿元件的应变传感器芯片的制备方法，其特征在于，包括步骤：

第一步、采用旋涂的方法，在硬性基底上旋涂一层PDMS并进行半固化；

第二步、采用旋涂的方法，在第一步形成的半固化PDMS上表面旋涂一层10～20um的聚亚酰胺，旋涂后在300℃下进行固化，得到柔性衬底(1)；

第三步、在柔性衬底(1)上旋涂一层8～13um的光刻胶，经过曝光和显影得到电阻应变传感器(2)的图形；

第四步、将柔性衬底(1)放入磁控溅射机中，使用Cr靶材和卡玛合金靶材，抽真空抽至10^-3～10^-4Pa，通入Ar气并调节工作气压至0.3～0.9Pa，调节溅射功率150～200w，溅射15～60s的Cr得到厚度为10nm～30nm的Cr粘结层，然后调节溅射功率为150～200w，溅射200～600s的卡玛合金，得到的卡玛合金薄膜的厚度为200～900nm；

第五步，利用丙酮洗去光刻胶及其上多余的金属，得到电阻应变传感器(2)，然后使用去离子水进行清洗，干燥；

第六步、再次利用旋涂的方法，覆盖一层10～20um的聚亚酰胺并半固化，然后采用3％～8％浓度的NaOH溶液蚀刻出电阻温度传感器(2)的引线电极；

第七步，旋涂一层8～13um的光刻胶，经过曝光和显影得到电阻温度传感器(4)的图形；

第八步、放入磁控溅射机中，使用Ti靶材和Pt靶材，真空抽至10^-3～10^-4Pa，通入Ar气并调节工作气压至0.3～0.9Pa，调节溅射功率150～200w，溅射15～60s的Ti得到厚度为10nm～30nm的Ti粘结层，然后调节溅射功率为150～200w，溅射200～600s的Pt，得到的Pt薄膜的厚度为200～900nm；

第九步，再次使用丙酮将溅射完毕后的光刻胶及其上多余的金属去除，得到电阻温度传感器(4)，然后使用去离子水进行清洗，干燥；

第十步、利用旋涂的方法，在上表面覆盖一层10～20um的聚亚酰胺，同时采用3％～8％浓度的NaOH溶液蚀刻的出电阻应变传感器(2)和电阻温度传感器(4)的引线电极，再对聚酰亚胺进行固化；

第十一步、采用机械方法将柔性衬底(1)与PDMS进行分离，得到传感器芯片。