申请/专利权人：黑龙江大学

申请日：2021-11-08

公开（公告）日：2024-04-19

公开（公告）号：CN114190901B

主分类号：A61B5/02

分类号：A61B5/02;A61B5/00

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.04.19#授权;2022.04.05#实质审查的生效;2022.03.18#公开

摘要：本发明提供了一种压电式脉搏传感器及其集成化工艺方法，所述压电式脉搏传感器包括力测量结构和抗过载结构，力测量结构安装在抗过载结构上方，力测量结构和抗过载结构均包括力敏感单元，力测量结构还包括柔性覆盖膜，力敏感单元包括弹性衬底、压电结构等组成。在脉搏力作用下，通过柔性覆盖膜将力传导至弹性衬底上，使其发生弹性形变，进而使压电结构产生相应输出电荷，实现脉搏力大小的测量。本发明采用双层力敏感单元堆叠的方式，在所测力过大时，抗过载结构对力测量结构进行支撑保护及过载报警。本发明所述的压电式脉搏传感器可实现人体腕部脉搏的多点独立测量，具有无源、动态响应性好、准确性高等特点，同时，其制作工艺简单，可批量生产。

主权项：1.一种压电式脉搏传感器的制作方法，其特征在于，所述压电式脉搏传感器包括力测量结构和抗过载结构，力测量结构安装在抗过载结构上方；力测量结构和抗过载结构均包括力敏感单元，力测量结构还包括柔性覆盖膜（9），柔性覆盖膜（9）粘附于力敏感单元底部；所述柔性覆盖膜（9）为带有键帽（8）的聚乙烯柔性覆盖膜，该键帽（8）底部设有圆形凹槽；所述力敏感单元底部设置硅杯窗口，硅杯窗口为方形，在硅杯窗口底部中心位置设置力传导接触点（7），硅杯窗口的深度与力传导接触点（7）的高度相同；所述力敏感单元为3×3敏感单元阵列，敏感单元阵列采用并行输出的电学连接方式连接；所述力敏感单元包括衬底（6）、绝缘层（5）、底电极（4）、压电薄膜（3）、顶电极（2）和钝化层（1）；所述衬底（6）上依次沉积绝缘层（5）、底电极（4）、压电薄膜（3）、顶电极（2）和钝化层（1）；绝缘层（5）为二氧化硅层，其厚度为300～500nm；底电极（4）为钛铂层，其中，钛的厚度为50～100nm，铂的厚度为100～150nm；压电薄膜（3）为Li掺杂ZnO层，其中，Li在ZnO中的质量百分比为（3～10）wt%，其厚度为200～300nm；所述方法包括以下步骤：步骤1、一次氧化，在衬底（6）表面生长SiO2层，形成绝缘层（5）；步骤2、清洗，进行一次光刻，采用磁控溅射法制备底电极（4），底电极图形化；步骤3、清洗，进行二次光刻，采用磁控溅射法制备压电薄膜（3），剥离工艺去胶，压电层图形化；步骤4、清洗，进行三次光刻，采用真空蒸镀法制备顶电极（2），剥离工艺去胶，顶电极（2）图形化；步骤5、采用化学气相沉积法生长钝化层（1）；步骤6、清洗，进行四次光刻，采用反应离子刻蚀钝化层（1）引线孔窗口，通过磁控溅射系统制备金属阻挡层；步骤7、清洗，进行五次光刻，通过电镀法制备浸润焊接层，剥离工艺去胶，浸润焊接层图形化；步骤8、清洗，进行六次光刻，采用电感耦合等离子体刻蚀金属阻挡层；步骤9、焊料回流，形成金凸点；步骤10、清洗，进行七次光刻，在衬底（6）背面刻蚀硅杯窗口和力传导接触点（7）；步骤11、采用倒装焊技术，将力测量结构与抗过载结构焊接；步骤12、将带有键帽（8）的聚乙烯柔性覆盖膜（9）与力测量结构的力敏感单元底部粘连，完成脉搏传感器的封装。

全文数据：

权利要求：

百度查询： 黑龙江大学 一种脉搏传感器及其集成化工艺方法

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