The invention discloses a novel structure and fabrication method of a flexible shear stress and pressure sensor, which belongs to the field of micro-electromechanical system (MEMS). First, the invention can measure shear stress and pressure respectively. The flexible base has the advantages of flexibility, torsion and surface adaptability. Firstly, the flexible substrate is attached to the glass sheet, on which silicon dioxide, the barrier layer, the measuring line and the heating unit are sputtered to form the heating unit and the sensor with nano-cavity separated from the measuring unit. The advantages of the present invention are: (1) the sensor can measure shear stress and pressure separately, and can realize single installation to measure multiple physical parameters; (2) the sensor adopts a flexible base, which has the advantages of flexibility, torsion and good surface adaptability. (3) The sensor has high aspect ratio, high sensitivity and fast response.
【技术实现步骤摘要】
一种新型柔性剪应力与压力传感器结构和制作方法所属
:本专利技术涉及一种新型柔性剪应力与压力传感器结构和制作方法,属于微机电系统(MEMS)领域。
技术介绍
:剪应力和压力是实验空气动力学领域重要的测量参数,但是目前存在的技术几乎都是分别使用不同的仪器进行测量,无法在同一位置同时进行测量。热敏式壁面剪应力微传感器可实现对壁面剪应力的间接测量,其中基于MEMS技术的壁面剪应力微传感器具有灵敏度高、功耗低、时间/空间分辨率高等特性。基于聚酰亚胺柔性基底的壁面剪应力微传感器不仅具有常规基底壁面剪应力微传感器的所有优点,而且传感器的安装测量不会破坏原有的模型结构且几乎不会对原有的流场产生干扰。热敏式压力测量在静压和低频脉动压测量领域也有较好的应用。目前,剪应力和压力都能测量的传感器多是硅等硬质基底,而柔性基底的传感器却不能实现两个参数单个仪器的测量。以法国里尔大学的论文《Hightemperaturegradientmicro-sensorforwallshearstressandflowdirectionmeasurements》为例,论文选用硅基底,在其上溅射刻蚀形成三个平行的测量单元,在中间的测量单元上边形成一个发热单元,最后在单元线下方刻蚀出纳米空腔,形成微桥结构。这种结构可以测量剪应力和压力。第二种以一项公开号为CN103086320A的国家专利技术专利“一种柔性壁面热线微传感器的制作方法”为例,论文以聚酰亚胺为基底,在上边溅射形成Ni热线,在导线下刻蚀出空腔,而仅用来测量剪应力。上述方法中,硬质基底由于不能弯曲的特性,大多数只能在平面上测量,而柔性基底虽 ...
【技术保护点】
1.一种新型柔性剪应力与压力传感器,其特征在于,在柔性基底1上有二氧化硅层2,所述二氧化硅层2中部有一空腔4,空腔4中间上方位置是传感器的“三明治”式敏感单元,该敏感单元从上到下分别为发热单元8、二氧化硅绝缘层7和测量单元6;敏感单元由若干微米尺寸的简支梁5支撑在空腔4上端,简支梁5两端固定在空腔4两边的侧壁上;空腔4底部是由于工艺需求形成的阻刻层3,阻刻层3覆盖整个空腔底部。所述阻刻层3和敏感单元之间为纳米级间隙。
【技术特征摘要】
1.一种新型柔性剪应力与压力传感器,其特征在于,在柔性基底1上有二氧化硅层2,所述二氧化硅层2中部有一空腔4,空腔4中间上方位置是传感器的“三明治”式敏感单元,该敏感单元从上到下分别为发热单元8、二氧化硅绝缘层7和测量单元6;敏感单元由若干微米尺寸的简支梁5支撑在空腔4上端,简支梁5两端固定在空腔4两边的侧壁上;空腔4底部是由于工艺需求形成的阻刻层3,阻刻层3覆盖整个空腔底部。所述阻刻层3和敏感单元之间为纳米级间隙。2.一种如权利要求1所述的新型柔性剪应力与压力传感器的制作方法,其特征在于,包括以下步骤:步骤一:将柔性基底...
【专利技术属性】
技术研发人员:马炳和,王朋彬,孙宝云,罗剑,邓进军,
申请(专利权)人:西北工业大学,
类型:发明
国别省市:陕西,61
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