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专利号: 2017106936201
申请人: 中北大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 测量;测试
更新日期:2024-01-05
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种片内温度补偿石墨烯压力传感器,其特征在于,所述传感器包括:封装壳体,所述封装壳体上部为开口结构,在所述开口结构内侧设置有基片,所述封装壳体内侧设置有陶瓷基座,所述基片、陶瓷基座及封装壳体共同界定一个内部检测空间;

检测单元,所述检测单元设置在所述内部检测空间内,并所述检测单元包括置于同一温区的力敏纳米薄膜、及温敏纳米薄膜,所述力敏纳米薄膜及温敏纳米薄膜布置在所述基片面向内部检测空间的一侧面上,所述基片相对力敏纳米薄膜的部分为感应压力部分,相对温敏纳米薄膜的部分为感应温度部分,所述力敏纳米薄膜及温敏纳米薄膜均由上层氮化硼层、下层氮化硼层及设置在其中的石墨烯层组成;

所述内部检测空间提供一个凸台结构置于所述温敏纳米薄膜下侧面,并与所述温敏纳米薄膜相互接触,还于相对力敏纳米薄膜的下侧提供无氧真空腔;

所述力敏纳米薄膜及温敏纳米薄膜通过电极连接外部检测组件。

2.根据权利要求1所述的一种片内温度补偿石墨烯压力传感器,其特征在于,所述基片包括在上侧面刻蚀的凹形结构、及凹形结构凹腔对应所述基片下侧的膜片结构;

所述力敏纳米薄膜及温敏纳米薄膜对称的布置在所述膜片结构面向所述内部检测空间的侧面上。

3.根据权利要求2所述的一种片内温度补偿石墨烯压力传感器,其特征在于,所述陶瓷基座面向内部检测空间的侧面上设置有基板,所述膜片结构的下侧面外周侧通过密封环键合在所述基板上;

所述基板相对所述温敏纳米薄膜的位置处刻蚀形成所述凸台结构,所述凸台结构支撑并与所述温敏纳米薄膜接触。

4.根据权利要求3所述的一种片内温度补偿石墨烯压力传感器,其特征在于,所述力敏纳米薄膜及温敏纳米薄膜任意相对的两端均连接有电极;

所有所述电极均通过布线连接有相应的互连凸点,所述互连凸点分别键合对应的互连焊盘,所述互连焊盘连接对应的引线柱。

5.根据权利要求3或4所述的一种片内温度补偿石墨烯压力传感器,其特征在于,所述电极及密封环均分别对应的设置浸润层。

6.根据权利要求5所述的一种片内温度补偿石墨烯压力传感器,其特征在于,所述上层氮化硼层及石墨烯层贴覆在所述电极的上侧面,所述下层氮化硼层两端分别与对应的所述浸润层相互直接接触。

7.根据权利要求4所述的一种片内温度补偿石墨烯压力传感器,其特征在于,所述互连凸点及所述互连焊盘均置于所述密封环内侧;

所述引线柱贯穿所述基板及陶瓷基座。

8.根据权利要求1所述的一种片内温度补偿石墨烯压力传感器,其特征在于,所述无氧真空腔内部可填充惰性、热膨胀系数较小的气体。

9.根据权利要求1所述的一种片内温度补偿石墨烯压力传感器,其特征在于,所述基片与力敏纳米薄膜、温敏纳米薄膜相对的面积小于整个所述基片的下侧面面积。