[發(fā)明專利]電容式壓力傳感器及其制備方法、壓力測量裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201811099296.1
• 申請日: 2018-09-19
• 公開（公告）號: CN109231156B
• 公開（公告）日: 2021-06-08
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 趙湛;劉振宇;杜利東;方震
• 申請（專利權(quán)）人: 中國科學院電子學研究所
• 主分類號: B81B7/02
• 分類號: B81B7/02;B81C1/00;G01L1/14
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司 11021
• 代理人: 周天宇

1.一種電容式壓力傳感器，其特征在于，包括：

襯底( 10) 和蓋板( 20) ；

襯底( 10) 包括頂層( 101) 、底層( 102) 和絕緣層( 103) ，絕緣層( 103) 位于頂層( 101) 和底層( 102) 之間；

底層( 102) 的下表面上開設(shè)有凹槽，蓋板( 20) 罩蓋所述凹槽，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壓敏薄膜( 1022) ；

頂層( 101) 上開設(shè)有至少一個可動叉指電容( 1011) 和至少一個固定叉指電容(1012) ，可動叉指電容( 1011) 和固定叉指電容( 1012) 相互交錯等距離排列，位于壓敏薄膜( 1022) 的正上方；

可動叉指電容( 1011) 通過位于其正下方的絕緣層( 103) 貼合壓敏薄膜( 1022) ，以便于可動叉指電容( 1011) 跟隨壓敏薄膜( 1022) 振動；

固定叉指電容( 1012) 正下方的絕緣層( 103) ，懸空位于底層( 102) 和固定叉指電容( 1012) 之間，以防止固定叉指電容( 1012) 跟隨壓敏薄膜( 1022) 振動；

所述壓敏薄膜( 1022) 與所述可動叉指電容( 1011) 之間的絕緣層( 103) 面積大于所述壓敏薄膜( 1022) 與所述固定叉指電容( 1012) 之間的絕緣層( 103) 面積。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電容式壓力傳感器，其特征在于，可動叉指電容( 1011) 和固定叉指電容( 1012) 位于壓敏薄膜( 1022) 正上方的中心區(qū)域內(nèi)，壓敏薄膜( 1022) 中心區(qū)域的面積占壓敏薄膜( 1022) 總面積的16～20％。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電容式壓力傳感器，其特征在于，壓敏薄膜( 1022) 的橫截面的形狀為正方形或者圓形。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電容式壓力傳感器，其特征在于，頂層( 101) 上分別開設(shè)有多個隔離槽( 1013) ，多個隔離槽( 1013) 分別位于壓敏薄膜( 1022) 四周的正上方。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的電容式壓力傳感器，其特征在于，隔離槽( 1013) 內(nèi)均分別設(shè)置有錨點電極( 1014) ，錨點電極( 1014) 均不接觸隔離槽( 1013) 的槽壁，且錨點電極( 1014) 的表面涂覆有一層金屬，用于連接引線。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的電容式壓力傳感器，其特征在于，頂層( 101) 上還開設(shè)有至少一個連接桿( 1015) 和橫桿( 1016) ；

固定叉指電容( 1012) 位于橫桿( 1016) 的一側(cè)或兩側(cè)，與橫桿( 1016) 一體成型，橫桿( 1016) 的兩端分別固定連接錨點電極( 1014) ；

可動叉指電容( 1011) 與連接桿( 1015) 一體成型，連接桿( 1015) 的一端連接錨點電極( 1014) 。

7.一種電容式壓力傳感器的制備方法，所述電容式壓力傳感器包括襯底和蓋板，所述襯底包括頂層、底層和絕緣層，其特征在于，包括：

按照第一預設(shè)掩模圖形，刻蝕底層的下表面，在所述底層的下表面上形成形狀為所述第一預設(shè)掩模圖形的凹槽，所述凹槽的槽底形成壓敏薄膜；

按照第二預設(shè)掩模圖形，刻蝕頂層，在所述頂層上形成形狀為所述第二預設(shè)掩模圖形的叉指電容，所述叉指電容包括至少一個可動叉指電容和至少一個固定叉指電容；

將所述可動叉指電容通過位于其正下方的絕緣層貼合所述壓敏薄膜，以及，將所述固定叉指電容正下方的絕緣層，懸空設(shè)置于所述底層和所述固定叉指電容之間；

使所述壓敏薄膜與所述可動叉指電容之間的絕緣層面積大于所述壓敏薄膜與所述固定叉指電容之間的絕緣層面積；

釋放所述壓敏薄膜與所述固定叉指電容之間的絕緣層。

8.一種壓力測量裝置，其特征在于，包括根據(jù)權(quán)利要求1至6任一項所述的電容式壓力傳感器。