[發明專利]一種柔性壓敏傳感器及其制備方法

在審

• 申請號: 201910156233.3
• 申請日: 2019-03-01
• 公開（公告）號: CN109799014A
• 公開（公告）日: 2019-05-24
• 發明（設計）人: 劉明;王志廣;胡忠強;周子堯;胡超杰;蘇瑋
• 申請（專利權）人: 西安交通大學
• 主分類號: G01L1/22
• 分類號: G01L1/22
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 徐文權

一種柔性壓敏傳感器及其制備方法，包括柔性襯底、電極、壓敏薄膜和保護層；若干電極間隔設置在柔性襯底的上表面，柔性襯底和電極上表面覆蓋有壓敏薄膜；壓敏薄膜上設置有一層保護層。本發明的GST壓敏薄膜可以實現室溫沉積，免去了高溫P型或N型摻雜過程，因此GST傳感器更適合于柔性壓力傳感應用。

技術領域

本發明屬于壓力傳感器制造技術領域，特別涉及一種柔性壓敏傳感器及其制備方法。

背景技術

壓力傳感器是工業實踐、儀器儀表控制中最常用的一種傳感器，并被廣泛應用于各種工業自控環境。目前應用較為廣泛的壓力傳感器包括陶瓷壓力傳感器、不銹鋼壓力傳感器以及微機電系統(MEMS)壓力傳感器等等。

經過廣泛查閱有關文獻和資料，發現目前的壓力傳感器具有以下幾項缺陷和不足：(1)傳統的壓力傳感器存在體積大的問題。由于加工工藝和加工技術的限制使傳統的壓力傳感器的體積較大，限制了壓力傳感器的使用場景。(2)由于壓敏材料性能的限制使傳統壓力傳感器的靈敏度具有較大的提升空間，故使用新型壓敏材料可以有效提高壓力傳感器的靈敏度。(3)目前壓力傳感器為非柔性結構。

發明內容

本發明的目的在于提供一種柔性壓敏傳感器及其制備方法，以解決上述問題。

為實現上述目的，本發明采用以下技術方案：

一種柔性壓敏傳感器，包括柔性襯底、電極、壓敏薄膜和保護層；若干電極間隔設置在柔性襯底的上表面，柔性襯底和電極上表面覆蓋有壓敏薄膜；壓敏薄膜上設置有一層保護層。

進一步的，一種柔性壓敏傳感器的制備方法，包括以下步驟：

步驟1，清洗柔性襯底；

步驟2，在柔性襯底上旋涂一層負性光刻膠作為犧牲層；

步驟3，在烘箱中對所述柔性襯底及犧牲層進行烘烤，烘烤時間為120s，最佳烘烤溫度范圍為100℃-120℃；

步驟4，在設計好的掩膜版下對所述犧牲層進行紫外曝光以定義出電極位置；

步驟5，在烘箱中對所述柔性襯底及犧牲層進行烘烤；

步驟6，室溫下用顯影液對所述犧牲層進行顯影，最佳顯影時間范圍為120s-180s；

步驟7，將所述柔性襯底放入磁控濺射儀中進行底電極的生長；

步驟8，對所述柔性襯底進行去膠處理，除去犧牲層；

步驟9，在烘箱中對所述去膠后的柔性襯底和底電極進行烘烤；

步驟10，用磁控濺射儀在所述柔性襯底和底電極上生長一層GST壓敏薄膜材料；

步驟11，最后在壓敏薄膜上覆蓋一層保護材料來進行封裝操作作為保護層。

進一步的，步驟2中，使用勻膠機在柔性襯底上旋涂一層負性光刻膠作為犧牲層。

進一步的，步驟7中，濺射氛圍為純度為99.998％的氬氣，壓力為3mTorr，進行磁控濺射時所用靶材可為Cu或Pt導電優良的金屬。

進一步的，步驟10中，濺射氛圍為純度為99.998％的氬氣，壓力為3mTorr，進行磁控濺射時所用的靶材是純度為99.9％的Ge₂Sb₂Te₅；壓敏薄膜的厚度范圍為10～100nm。

進一步的，柔性襯底為PET或PEN或PMMA。

進一步的，保護材料為聚對二甲苯。

與現有技術相比，本發明有以下技術效果：