一種微形變壓力傳感器

一種微形變壓力傳感器

本實用新型專利主要致力於製備一種超低形變量的壓力傳感器。具體包含兩個主體部分，1、選擇一種微納米級別厚度的導電薄膜；2、選擇一種硬度較大的支撐薄膜的襯底。該結構如下：①選擇一個平面的藍寶石襯底；②在平面襯底上鍍上一層柔韌性較好的導電薄膜；③選擇一個微觀形貌為台狀的圖形化藍寶石襯底；④將圖形化藍寶石襯底與鍍有導電薄膜的平面襯底封裝在一起；⑤引出兩個電極；⑥將製備的樣品連接在一個閉合電路中充當一個電阻；⑦將一個台式數字萬用表串連在該閉合電路中。該傳感器的原理在於，將物品放在傳感器上，通過壓縮導電薄膜引發電阻變化，根據台式數字萬用表的數據記錄來判定壓力大小和壓力狀態。

1. 一種微形變壓力傳感器，具體結構如下：

（a）一個平面的襯底；

（b）在平面襯底上鍍上一層柔韌性較好的導電薄膜；

（c）選擇一個微觀形貌為台狀的圖形化襯底；

（d）將圖形化襯底與鍍有導電薄膜的平面襯底封裝在一起；

（e）引出兩個電極；

（f）將製備的樣品連接在一個閉合電路中充當一個電阻；

（g）將一個台式數字萬用表串連在該閉合電路中。

2. 根據權力要求1（a）所述，平面襯底的材料為金：剛石、藍寶石、陶瓷等非導體硬度較大的材料。

3. 根據權力要求1（b）所述，在該平面襯底的導電薄膜所使用的材料為：金屬薄膜、金屬納米線、金屬納米網格、石墨烯、碳納米管、ITO、FTO、柔性高分子導電材料等。

4. 根據權力要求1（b）所述，在該平面襯底的導電薄膜所使用的材料厚度為1納米至10微米。

5. 根據權力要求1（c）所述，在該圖形化襯底材料為：金剛石、藍寶石、陶瓷等非導體硬度較大的材料。

6. 根據權力要求1（c）所述，在該圖形化襯底材料的形貌為：圓台狀、三菱台、四菱台、六菱台、八菱台、平頂半圓，該襯底也可以為平面襯底。

7. 根據權力要求1（c）所述，在該圖形化襯底材料的形貌為：類圓台狀、類三菱台、類四菱台、類六菱台、類八菱台，所述類台狀為側壁有一定弧度。

8. 根據權力要求6所述，在該圖形化襯底材料的形貌的週期為100納米到10微米，高度為100納米到5微米。

9. 根據權力要求7所述，在該圖形化襯底材料的形貌的週期為100納米到10微米，高度為100納米到5微米，弧度為1納米到1微米。

技術領域：

本實用新型屬於微納米半導體器件領域，具體涉及到一種超低形變量的壓力傳感器。

技術背景：

傳統的壓力傳感器在受到外部壓力後，會產生較大形變量，對於壓力的大小和對於壓力狀態的判定影響較大，因此如何降低測試壓力過程中的形變量就顯得至關重要。首先，需要選擇一個硬度高的襯底，藍寶石的硬度是僅次於金剛石，但其成本較低等優勢明顯，也就成了最佳襯底。其次，很重要的一個標準就是導電薄膜的選擇，導電薄膜需要選擇導電性強、機械柔韌度好的材料，導電性強的材料才可以將薄膜做的很薄（薄膜厚度需要在微納米級別），機械柔韌性好的材料才可以在壓力過程保持薄膜的完好。襯底的另一側刻蝕成台狀微納結構，這樣不僅僅可以測試出壓力大小，對於壓力狀態也可以在一定程度上反饋並進行記錄。

綜上所述，構思出一種新型結構的壓力傳感器，選擇一個平面的藍寶石襯底，在平面襯底上鍍上一層柔韌性較好的導電薄膜，選擇一個微觀形貌為台狀的圖形化藍寶石襯底，將圖形化藍寶石襯底與鍍有導電薄膜的平面襯底封裝在一起，引出兩個電極，將製備的樣品連接在一個閉合電路中充當一個電阻，將一個台式數字萬用表串連在該閉合電路中。該傳感器的原理在於，將物品放在傳感器上，通過壓縮導電薄膜引發電阻變化，根據台式數字萬用表的數據記錄來判定壓力大小和壓力狀態。

發明內容：

本實用新型提供一種新型微形變壓力傳感器，該傳感器具體的結構如下，選擇一個平面的藍寶石襯底，在平面襯底上鍍上一層柔韌性較好的導電薄膜，選擇一個微觀形貌為台狀的圖形化藍寶石襯底，將圖形化藍寶石襯底與鍍有導電薄膜的平面襯底封裝在一起，引出兩個電極，將製備的樣品連接在一個閉合電路中充當一個電阻，將一個台式數字萬用表串連在該閉合電路中。該傳感器的原理在於，將物品放在傳感器上，通過壓縮導電薄膜引發電阻變化，根據台式數字萬用表的數據記錄來判定壓力大小和壓力狀態。

一方面，該壓力傳感器的測試更為準確，因為在測試過程中的形變量很小，在微納米的數量級上，因此相比於傳統的壓力傳感器具有更好的靈敏性。

另一方面，在閉合電路中引入台式數字萬用表，可以記錄數據，而台狀圖形化藍寶石襯底的引入可以更加敏感的記錄壓力產生過程的狀態。

附圖説明：

圖1是微形變壓力傳感器的工作原理圖；

圖2是微形變壓力傳感器的一種二維結構；

圖3是微形變壓力傳感器的一種三維結構。

具體實施例一：

下面將結合圖片具體對新型微形變壓力傳感器進行刨析舉證，用實例進行進一步説明。平面藍寶石襯底為7、對面平面藍寶石襯底為1、銀納米線薄膜為8、電極為3、導線為4、電源為5、台式數字萬用表為6。具體結構如下：

1、一個平面藍寶石襯底；

2、在平面襯底上鍍上一層柔韌性較好的銀納米線薄膜，薄膜厚度為100nm；

3、選擇另一個平面藍寶石襯底；

4、將圖形化藍寶石襯底與鍍有導電薄膜的平面藍寶石襯底封裝在一起；

5、引出兩個電極；

6、將製備的樣品連接在一個閉合電路中充當一個電阻；

7將一個台式數字萬用表串連在該閉合電路中。

具體結構如圖2所示。

具體實施例二：

下面將就另一種結構進行闡述，平面藍寶石襯底為2、台狀圖形化藍寶石襯底為1、銀納米線薄膜為8、電極為3、導線為4、電源為5、台式數字萬用表為6。具體結構如圖3所示。

1、一個平面藍寶石襯底；

2、在平面襯底上鍍上一層柔韌性較好的銀納米線薄膜，薄膜厚度為100納米；

3、選擇一個圓台狀藍寶石襯底，週期3微米，高度1.8微米；

4、將圖形化藍寶石襯底與鍍有導電薄膜的平面藍寶石襯底封裝在一起；

5、引出兩個電極；

6、將製備的樣品連接在一個閉合電路中充當一個電阻；

7、將一個台式數字萬用表串連在該閉合電路中。