[发明专利]一种电容式柔性压力传感器及其制备方法

权利要求书

1.一种电容式柔性压力传感器，包括依次层叠的上电极层(4)、SU-8倒梯形介质层(5)、上绝缘层(6)、下电极层(7)和下绝缘层(8)，以及覆盖上电极层(4)的填充层(3)；其特征在于：SU-8倒梯形介质层(5)设置包括并排设置的多根介质条；介质条从下电极层(7)到上电极层(4)的方向上宽度逐渐增大；下电极层(7)包括并排设置的多条下电极板；上电极层(4)包括多条上电极板；各上电极板分别设置在各介质条上；各下电极板与各上电极板呈网格状排布。

2.根据权利要求1所述的一种电容式柔性压力传感器，其特征在于：所述的SU-8倒梯形介质层(5)通过利用SU-8光刻胶的正面光刻工艺实现制备；通过调整曝光时长的方式调整介质条两侧宽度之比。

3.根据权利要求2所述的一种电容式柔性压力传感器，其特征在于：所述SU-8倒梯形介质层(5)的具体曝光时间为正常曝光时间的60％-80％。

4.根据权利要求2所述的一种电容式柔性压力传感器，其特征在于：所述介质条的纵截面梯形靠近下电极层(7)的底边长与靠近上电极层(4)的底边长之比为1/2～4/5。

5.根据权利要求4所述的一种电容式柔性压力传感器，其特征在于：所述介质条的纵截面呈倒置的等腰梯形。

6.根据权利要求1所述的一种电容式柔性压力传感器，其特征在于：SU-8倒梯形介质层的厚度为10-100微米。

7.根据权利要求1所述的一种电容式柔性压力传感器，其特征在于：所述的上绝缘层(6)和下绝缘层(8)的材质均为Parylene或PI，厚度均为1-10微米。

8.根据权利要求1所述的一种电容式柔性压力传感器，其特征在于：所述下电极板和下电极板的宽度均为100-1000微米；相邻两个下电极板的间距，以及相邻两个下电极板的间距均为100-1000微米。

9.根据权利要求1所述的一种电容式柔性压力传感器，其特征在于：各下电极板与各上电极板相互垂直。

10.如权利要求1-9中任意一项所述的一种电容式柔性压力传感器及其制备方法，其特征在于：

1)在硅片表面沉积一层聚合物作为下绝缘层；

2)在下绝缘层上沉积一层金属；

3)旋涂一层光刻胶并图形化为腐蚀金属的掩模；

4)腐蚀金属，形成下电极层；

5)在硅片表面沉积一层聚合物作为上绝缘层；

6)旋涂一层SU-8光刻胶并通过正面曝光将其图形化为SU-8倒梯形介质层，具体曝光时长为正常曝光时长的60％-80％；

7)在硅片表面沉积一层金属；

8)旋涂一层光刻胶并图形化为腐蚀金属的掩模；

9)腐蚀金属，形成上电极层；

10)旋涂一层光刻胶并图形化为刻蚀上绝缘层的掩模；

11)通过RIE刻蚀上绝缘层，暴露出下电极层的焊盘；

12)旋涂一层光刻胶并图形化为下电极层和上电极层的焊盘上的牺牲层；

13)旋涂一层PDMS并固化为填充层；

14)释放单个的柔性压力传感器；

15)将柔性压力传感器放入丙酮中去胶，溶解牺牲层，暴露出下电极层和上电极层的焊盘。