[發(fā)明專利]一種平面電容式耐高壓微型壓力傳感器及其制造方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202210430909.5
• 申請(qǐng)日: 2022-04-22
• 公開（公告）號(hào): CN114791331A
• 公開（公告）日: 2022-07-26
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 楊雷;袁波;陳思成;郭艷婕
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 西安交通大學(xué)
• 主分類號(hào): G01L9/12
• 分類號(hào): G01L9/12;G01L1/14
• 代理公司: 北京中濟(jì)緯天專利代理有限公司 11429
• 代理人: 覃婧嬋

1.一種平面電容式微型壓力傳感器，其特征在于：

所述傳感器包括：介質(zhì)層(1)、電極層(2)和絕緣基底(3)；

所述電極層(2)包含具有平行的兩個(gè)平面的傳感電極(6)，以及兩個(gè)平面之間的空氣間隙(7)；

其中，

所述傳感電極(6)在形成時(shí)，初始是一個(gè)整體，后經(jīng)由加工而形成空氣間隙(7)并形成第一傳感電極和第二傳感電極；

所述空氣間隙包括S型結(jié)構(gòu)。

2.如權(quán)利要求1所述的一種平面電容式微型壓力傳感器，其特征在于：優(yōu)選的，

所述傳感電極還包括引腳電路(5)；

所述空氣間隙(7)寬度小于其兩側(cè)的第一傳感電極和第二傳感電極的寬度。

3.如權(quán)利要求1所述一種平面電容式微型壓力傳感器，其特征在于：

在形成空氣間隙(7)的過程中，所述傳感電極(6)被空氣間隙(7)分成相互獨(dú)立的第一傳感電極和第二傳感電極作為正負(fù)兩極，且第一傳感電極和第二傳感電極分別具有平行的兩個(gè)平面。

4.如權(quán)利要求1所述一種平面電容式微型壓力傳感器，其特征在于：

所述傳感電極(6)的形狀包括但不限于矩形、叉指狀、螺旋狀等規(guī)則圖形，也包括自由曲線形成的不規(guī)則圖形。

5.如權(quán)利要求1所述一種平面電容式微型壓力傳感器，其特征在于：

傳感電極(6)的尺寸可在幾十微米到幾毫米之間。

6.如權(quán)利要求1所述一種平面電容式微型壓力傳感器，其特征在于：

介質(zhì)層(1)覆蓋傳感電極(6)中的第一傳感電極和第二傳感電極的同一面，并且覆蓋第一傳感電極和第二傳感電極之間的空氣間隙(7)；

所述介質(zhì)層，用于在兩個(gè)傳感電極之間構(gòu)建電荷交換通道。

7.如權(quán)利要求1所述一種平面電容式微型壓力傳感器，其特征在于：

介質(zhì)層(1)作為傳感器的封裝保護(hù)層，在高壓工況下保護(hù)傳感電極。

8.如權(quán)利要求1所述一種平面電容式微型壓力傳感器，其特征在于：

所述傳感器免設(shè)置彈性介電層及其組裝結(jié)構(gòu)，具有較小的法相尺寸和高壓可靠性。

9.如權(quán)利要求1所述一種平面電容式微型壓力傳感器的制造方法，包括如下步驟：

S1.制備絕緣基底(3)并強(qiáng)化；

S2.在絕緣基底(3)表面制備傳感電極(6)，并在傳感電極上制備引腳電路(5)，然后形成空氣間隙(7)；

S3.制備介質(zhì)層(1)；

S4.封裝整個(gè)器件，經(jīng)由引腳電路引出導(dǎo)線(4)，得到平面電容式微型壓力傳感器。

10.如權(quán)利要求9所述的制造方法，其特征在于：

在步驟S2中，傳感電極(6)以及引腳電路(5)的制備方式包括但不限于聚焦離子束沉積，3D打印，金屬印刷，磁控濺射，電子束蒸發(fā)，電鍍等方式。