[发明专利]基于MEMS技术的心音心电微型原位同步检测传感器

权利要求书

1.一种基于MEMS技术的心音心电微型原位同步检测传感器，其特征在于：包括顶部为敞口设计的壳体（1），壳体（1）的敞口端密封固定有透声帽（2），透声帽（2）采用超薄丁腈高分子材料制作而成，壳体（1）的壳底上开设有注油孔和引线孔，壳体（1）内安装有支撑板（3），支撑板（3）上固定有MEMS声传感器微结构（4），MEMS声传感器微结构（4）由SOI硅圆片通过ICP等离子刻蚀技术刻蚀得到，其包括支撑框架（4-1）以及设置于支撑框架（4-1）中心位置的中心质量块（4-2），中心质量块（4-2）的两端分别通过悬臂梁（4-3）与支撑框架（4-1）连接固定，每根悬臂梁（4-3）的俩端分别利用等离子注入技术注入硼离子形成压敏电阻（4-4），四个压敏电阻（4-4）的阻止相等，并且四个压敏电阻（4-4）通过金属引线相连接形成一个可以检测心音与呼吸音信号的惠斯通全桥差动电路；MEMS声传感器微结构（4）输出端的导线从引线孔穿出，壳体（1）的内部空间通过注油孔注充有硅油，注油孔和引线孔密封处理；壳体（1）的外围套装有一圈心电电极（5），心电电极（5）的外围套装有一圈吸盘（6）；心电电极（5）包括顶面为针尖式微阵列（5-5）设计的柔性导电基底（5-1），柔性导电基底（5-1）的顶面溅射有金属种子层（5-2），金属种子层（5-2）上溅射有金属层（5-3），柔性导电基底（5-1）的背面涂覆有导电银胶层（5-4），金属种子层（ 5-2 ） 采用Cu，金属层（5-3）采用Au；

心电电极（5）的具体制备工艺流程如下：

1）在硅基片上热氧一层SiO₂，用作后续湿法腐蚀和深硅刻蚀（DRIE）的掩膜层；

2）涂覆正性光刻胶，经前烘、光刻、显影和后烘，光刻后的图形作为后续感应耦合等离子刻蚀（ICP）的掩膜；

3）ICP刻蚀，将SiO₂埋氧层刻穿；

4）湿法腐蚀，TMAH腐蚀液腐蚀刻穿埋氧层下面的硅，形成倒金字塔行的凹坑而腐蚀停止；

5）深硅刻蚀，刻蚀一定深度，形成凹槽针尖阵列；

6）去胶液，60℃水浴加热，去除光刻胶，完成凹槽针尖阵列硅模具的制备

7）制备碳纳米管（CNT）分散液，将碳纳米管粉末与有机溶剂混合并充分搅匀，超声后制成CNT分散液；

8）将CNT分散液加入到PDMS中一定温度下磁力搅拌，有机溶剂蒸发后，加入固化剂，充分搅匀并抽出气泡，制成CNT与PDMS的混合物；

9）将制备好的混合物浇注在凹槽针尖硅模具上，升温固化，揭膜得到针尖结构的CNT-PDMS柔性导电基底；

10）在柔性导电基底上磁控溅射金属种子层Cu和金属层Au；

11）在柔性导电基底背面涂覆一层导电银胶层，最终完成柔性心电电极的制备。