一种微形变压力传感器

一种微形变压力传感器

本实用新型专利主要致力于制备一种超低形变量的压力传感器。具体包含两个主体部分，1、选择一种微纳米级别厚度的导电薄膜；2、选择一种硬度较大的支撑薄膜的衬底。该结构如下：①选择一个平面的蓝宝石衬底；②在平面衬底上镀上一层柔韧性较好的导电薄膜；③选择一个微观形貌为台状的图形化蓝宝石衬底；④将图形化蓝宝石衬底与镀有导电薄膜的平面衬底封装在一起；⑤引出两个电极；⑥将制备的样品连接在一个闭合电路中充当一个电阻；⑦将一个台式数字万用表串连在该闭合电路中。该传感器的原理在于，将物品放在传感器上，通过压缩导电薄膜引发电阻变化，根据台式数字万用表的数据记录来判定压力大小和压力状态。

1. 一种微形变压力传感器，具体结构如下：

（a）一个平面的衬底；

（b）在平面衬底上镀上一层柔韧性较好的导电薄膜；

（c）选择一个微观形貌为台状的图形化衬底；

（d）将图形化衬底与镀有导电薄膜的平面衬底封装在一起；

（e）引出两个电极；

（f）将制备的样品连接在一个闭合电路中充当一个电阻；

（g）将一个台式数字万用表串连在该闭合电路中。

2. 根据权力要求1（a）所述，平面衬底的材料为金：刚石、蓝宝石、陶瓷等非导体硬度较大的材料。

3. 根据权力要求1（b）所述，在该平面衬底的导电薄膜所使用的材料为：金属薄膜、金属纳米线、金属纳米网格、石墨烯、碳纳米管、ITO、FTO、柔性高分子导电材料等。

4. 根据权力要求1（b）所述，在该平面衬底的导电薄膜所使用的材料厚度为1纳米至10微米。

5. 根据权力要求1（c）所述，在该图形化衬底材料为：金刚石、蓝宝石、陶瓷等非导体硬度较大的材料。

6. 根据权力要求1（c）所述，在该图形化衬底材料的形貌为：圆台状、三菱台、四菱台、六菱台、八菱台、平顶半圆，该衬底也可以为平面衬底。

7. 根据权力要求1（c）所述，在该图形化衬底材料的形貌为：类圆台状、类三菱台、类四菱台、类六菱台、类八菱台，所述类台状为侧壁有一定弧度。

8. 根据权力要求6所述，在该图形化衬底材料的形貌的周期为100纳米到10微米，高度为100纳米到5微米。

9. 根据权力要求7所述，在该图形化衬底材料的形貌的周期为100纳米到10微米，高度为100纳米到5微米，弧度为1纳米到1微米。

技术领域：

本实用新型属于微纳米半导体器件领域，具体涉及到一种超低形变量的压力传感器。

技术背景：

传统的压力传感器在受到外部压力后，会产生较大形变量，对于压力的大小和对于压力状态的判定影响较大，因此如何降低测试压力过程中的形变量就显得至关重要。首先，需要选择一个硬度高的衬底，蓝宝石的硬度是仅次于金刚石，但其成本较低等优势明显，也就成了最佳衬底。其次，很重要的一个标准就是导电薄膜的选择，导电薄膜需要选择导电性强、机械柔韧度好的材料，导电性强的材料才可以将薄膜做的很薄（薄膜厚度需要在微纳米级别），机械柔韧性好的材料才可以在压力过程保持薄膜的完好。衬底的另一侧刻蚀成台状微纳结构，这样不仅仅可以测试出压力大小，对于压力状态也可以在一定程度上反馈并进行记录。

综上所述，构思出一种新型结构的压力传感器，选择一个平面的蓝宝石衬底，在平面衬底上镀上一层柔韧性较好的导电薄膜，选择一个微观形貌为台状的图形化蓝宝石衬底，将图形化蓝宝石衬底与镀有导电薄膜的平面衬底封装在一起，引出两个电极，将制备的样品连接在一个闭合电路中充当一个电阻，将一个台式数字万用表串连在该闭合电路中。该传感器的原理在于，将物品放在传感器上，通过压缩导电薄膜引发电阻变化，根据台式数字万用表的数据记录来判定压力大小和压力状态。

发明内容：

本实用新型提供一种新型微形变压力传感器，该传感器具体的结构如下，选择一个平面的蓝宝石衬底，在平面衬底上镀上一层柔韧性较好的导电薄膜，选择一个微观形貌为台状的图形化蓝宝石衬底，将图形化蓝宝石衬底与镀有导电薄膜的平面衬底封装在一起，引出两个电极，将制备的样品连接在一个闭合电路中充当一个电阻，将一个台式数字万用表串连在该闭合电路中。该传感器的原理在于，将物品放在传感器上，通过压缩导电薄膜引发电阻变化，根据台式数字万用表的数据记录来判定压力大小和压力状态。

一方面，该压力传感器的测试更为准确，因为在测试过程中的形变量很小，在微纳米的数量级上，因此相比于传统的压力传感器具有更好的灵敏性。

另一方面，在闭合电路中引入台式数字万用表，可以记录数据，而台状图形化蓝宝石衬底的引入可以更加敏感的记录压力产生过程的状态。

附图说明：

图1是微形变压力传感器的工作原理图；

图2是微形变压力传感器的一种二维结构；

图3是微形变压力传感器的一种三维结构。

具体实施例一：

下面将结合图片具体对新型微形变压力传感器进行刨析举证，用实例进行进一步说明。平面蓝宝石衬底为7、对面平面蓝宝石衬底为1、银纳米线薄膜为8、电极为3、导线为4、电源为5、台式数字万用表为6。具体结构如下：

1、一个平面蓝宝石衬底；

2、在平面衬底上镀上一层柔韧性较好的银纳米线薄膜，薄膜厚度为100nm；

3、选择另一个平面蓝宝石衬底；

4、将图形化蓝宝石衬底与镀有导电薄膜的平面蓝宝石衬底封装在一起；

5、引出两个电极；

6、将制备的样品连接在一个闭合电路中充当一个电阻；

7将一个台式数字万用表串连在该闭合电路中。

具体结构如图2所示。

具体实施例二：

下面将就另一种结构进行阐述，平面蓝宝石衬底为2、台状图形化蓝宝石衬底为1、银纳米线薄膜为8、电极为3、导线为4、电源为5、台式数字万用表为6。具体结构如图3所示。

1、一个平面蓝宝石衬底；

2、在平面衬底上镀上一层柔韧性较好的银纳米线薄膜，薄膜厚度为100纳米；

3、选择一个圆台状蓝宝石衬底，周期3微米，高度1.8微米；

4、将图形化蓝宝石衬底与镀有导电薄膜的平面蓝宝石衬底封装在一起；

5、引出两个电极；

6、将制备的样品连接在一个闭合电路中充当一个电阻；

7、将一个台式数字万用表串连在该闭合电路中。