[发明专利]一种可用于水下湍流边界层壁面脉动压力测试的柔性基微传感器及其制造方法

权利要求书

1.可用于水下湍流边界层壁面脉动压力测试的柔性基微传感器，其特征在于，主要包括上电极及引线1，下电极及引线2，金属弹性层3，压电薄膜4，绝缘层5，柔性衬底6，聚合物绝缘防护层7；所述柔性衬底6上分别为金属弹性层3、绝缘层5，构成传感器敏感单元底层结构；上电极及引线1-压电薄膜4-下电极及引线2形成“三明治结构”式的敏感单元，置于绝缘层5之上；所述柔性衬底6背面与敏感单元相应的位置处有背腔；整个传感器传感器表面沉积有聚合物绝缘防护层7。

2.如权利要求1所述的可用于水下湍流边界层壁面脉动压力测试的柔性基微传感器，其特征在于，所述压电薄膜4采用离子掺杂的氧化锌压电薄膜。

3.如权利要求1所述的可用于水下湍流边界层壁面脉动压力测试的柔性基微传感器，其特征在于，所述下电极2采用金属钛。

4.如权利要求1所述的可用于水下湍流边界层壁面脉动压力测试的柔性基微传感器，其特征在于，所述绝缘层5采用二氧化硅或氮化硅材料。

5.如权利要求1所述的可用于水下湍流边界层壁面脉动压力测试的柔性基微传感器，其特征在于，所述聚合物绝缘防护层7采用C型聚对二甲苯。

6.如权利要求1所述的可用于水下湍流边界层壁面脉动压力测试的柔性基微传感器，其特征在于，所述柔性衬底6采用聚酰亚胺薄膜。

7.一种如权利要求1所述的可用于水下湍流边界层壁面脉动压力测量的柔性基微传感器的制造方法，其特征在于，包括如下主要步骤：

步骤1：柔性衬底6表面旋涂PDMS做为粘结剂，使柔性聚酰亚胺薄膜基底与硬质衬底紧密粘结，并进行标准清洗；

步骤2：在柔性衬底6表面依次制备金属弹性层3、绝缘层5；

步骤3：图形化金属弹性层3、绝缘层5，形成单元底层结构

步骤4：在底层结构上制备下电极及引线2；

步骤5：在下电极及引线2表面制备敏感薄膜，图像化得到压电薄膜4，并形成下电极引出孔；

步骤6：制备上电极及引线1；

步骤7：柔性衬底6背腔刻蚀，释放敏感单元。

步骤8：器件整体表面沉积聚合物绝缘防护层7。

8.一种如权利要求7所述的可用于水下湍流边界层壁面脉动压力测试的柔性基微传感器的制造方法，其特征在于，所述步骤2中，绝缘层5采用二氧化硅，二氧化硅绝缘层制备工艺为等离子增强化学气相沉积，通过反应离子刻蚀实现图形化，图形化后的二氧化硅层做为底层铝弹性层湿法刻蚀的硬掩膜。

9.一种如权利要求7所述的可用于水下湍流边界层壁面脉动压力测试的柔性基微传感器的制造方法，其特征在于，所述步骤4中，压电薄膜4采用离子注入的氧化锌压电薄膜，通过磁控溅射沉积制备。

10.一种如权利要求7所述的可用于水下湍流边界层壁面脉动压力测试的柔性基微传感器的制造方法，其特征在于，所述步骤3和5中，上下电极的图像化工艺为金属剥离工艺或湿法刻蚀工艺。

11.一种如权利要求7所述的可用于水下湍流边界层壁面脉动压力测试的柔性基微传感器的制造方法，其特征在于，所述步骤6中，聚合物绝缘防护层7采用C型聚对二甲苯薄膜。

12.一种如权利要求7所述的可用于水下湍流边界层壁面脉动压力测试的柔性基微传感器的制造方法，其特征在于，所述步骤7中，通过在器件正面旋涂光刻胶，保护敏感单元，采用干膜光刻胶辅助背腔成型工艺，背面光刻PI膜，释放敏感单元。