[實用新型]一種基于納米孔的石墨烯高壓壓力傳感器

有效

• 申請號: 202020083612.2
• 申請日: 2020-01-15
• 公開（公告）號: CN211717678U
• 公開（公告）日: 2020-10-20
• 發明（設計）人: 李孟委;王俊強;李明浩;梁海堅
• 申請（專利權）人: 中北大學
• 主分類號: G01L1/22
• 分類號: G01L1/22;B82Y15/00;B82Y30/00
• 代理公司: 北京惠智天成知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 11681
• 代理人: 劉瑩瑩

1.一種基于納米孔的石墨烯高壓壓力傳感器，可長期穩定工作在400MPa的高壓且響應時間低于1μs，其特征在于，所述傳感器包括：

封裝外殼(19)，以及設置在所述封裝外殼(19)頂端的不銹鋼端蓋(2)和設置在封裝外殼(19)內部底端的基板(18)，所述不銹鋼端蓋(2)上設置有多個圓孔(3)，

所述基板(18)上設置有襯底(17)，所述襯底(17)中心設置有納米孔(4)；

壓力檢測單元，所述壓力檢測單元設置在所述襯底(17)上；

互連組件，所述互連組件設置在所述壓力檢測單元兩側，所述互連組件一端與所述壓力檢測單元連接，所述互連組件另一端與外部連接導出壓力檢測單元的電學響應。

2.根據權利要求1所述的基于納米孔的石墨烯高壓壓力傳感器，其特征在于，所述壓力檢測單元包括：納米薄膜(1)和金屬電極(5、6、30、31)，所述納米薄膜(1)設置在所述襯底(17)上表面并覆蓋在所述納米孔(4)上，所述金屬電極(5、6、30、31)分別設置在靠近所述納米薄膜(1)的邊角處，所述納米薄膜(1)兩側分別設置有一布線(24、25)，所述金屬電極(5、6、30、31)通過對應側的布線(24、25)與所述納米薄膜(1)的兩側連接，所述襯底(17)上的納米孔(4)、基板(18)與所述納米薄膜(1)共同組成了一個惰性氣體密封腔(20)，所述惰性氣體密封腔(20)內填充有惰性氣。

3.根據權利要求2所述的基于納米孔的石墨烯高壓壓力傳感器，其特征在于，所述納米薄膜(1)由上層氮化硼層(33)、中層石墨烯層(34)、下層氮化硼層(35)組成，所述上層氮化硼層(33)、中層石墨烯層(34)、下層氮化硼層(35)由上至下順次設置，所述納米薄膜(1)的中層石墨烯層(34)兩側分別覆蓋在相應側的布線(24、25)上，將中層石墨烯層(34)的電學響應導出到金屬電極(5、6、30、31)上。

4.根據權利要求3所述的基于納米孔的石墨烯高壓壓力傳感器，其特征在于，所述金屬電極(5、6、30、31)和布線(24、25)底部還設置有阻擋層(32)。

5.根據權利要求3所述的基于納米孔的石墨烯高壓壓力傳感器，其特征在于，所述互連組件包括：互連引線(7、8、26、27)，互連焊盤(11、12、22、23)，引線柱(13、14、36、37)和外部互連電極(15、16、38、39)，所述互連引線(7、8、26、27)，互連焊盤(11、12、22、23)，引線柱(13、14、36、37)和外部互連電極(15、16、38、39)順次連接。

6.根據權利要求5所述的基于納米孔的石墨烯高壓壓力傳感器，其特征在于，所述基板(18)上開設有安裝所述引線柱(13、14、36、37)的安裝孔，所述引線柱(13、14、36、37)設置在所述安裝孔內，所述互連焊盤(11、12、22、23)設置在所述基板(18)上并與所述引線柱(13、14、36、37)一端連接，所述互連焊盤(11、12、22、23)上鍵合設置有互連凸點(9、10、28、29)，所述互連引線(7、8、26、27)一端與所述互連焊盤(11、12、22、23)上的互連凸點(9、10、28、29)連接，所述互連引線(7、8、26、27)另一端與所述金屬電極(5、6、30、31)連接，所述封裝外殼(19)底部設置有容納所述外部互連電極(15、16、38、39)的開口，所述外部互連電極(15、16、38、39)設置在所述基板(18)底部并與所述引線柱(13、14、36、37)另一端連接，所述外部互連電極(15、16、38、39)連接外部檢測組件。