[发明专利]一种柔性压力传感器阵列及其制备方法

权利要求书

1.一种柔性压力传感器阵列的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

在SOI基片上通过光刻及刻蚀对硅电阻进行图形化；

在光刻后的SOI基片上生长二氧化硅层，作为缓冲和保护层；

向二氧化硅层下图形化的硅电阻注入硼离子，并在两端位置进行重掺杂以形成硅电阻条的欧姆接触区；

通过光刻在每根硅电阻条的欧姆接触区上方打开电极窗口；

溅射导电材料，在每根硅电阻条两端的欧姆接触区上制备接触电极，并制备与其中第一接触电极连接的下层引线；

生长聚对二甲苯介质层以覆盖电阻条；

通过光刻和刻蚀在聚对二甲苯介质层上对应第二接触电极的区域制备引线孔；

溅射导电材料，并制备与第二接触电极连接的上层引线；

在器件上表面旋涂聚酰亚胺，依次按温度梯度固化后形成第一聚酰亚胺包覆层；

在第一聚酰亚胺包覆层上通过临时键合胶进行上表面暂键合；

去除器件下方的SOI基片的埋氧层及衬底；

在器件下表面旋涂聚酰亚胺，依次按温度梯度固化后在器件底面形成第二聚酰亚胺包覆层；

解除上表面暂键合，获得柔性压力传感器阵列。

2.根据权利要求1所述的柔性压力传感器阵列的制备方法，其特征在于，所述对硅电阻进行图形化后定义了多排硅电阻条，每排硅电阻条的第二接触电极通过平行的上层汇流条引出，每根硅电阻条的延伸方向一致且垂直于所连接的上层汇流条，每排硅电阻条的第一接触电极通过平行的下层汇流条引出，所述下层汇流条的延伸方向平行于所述硅电阻条。

3.根据权利要求1所述的柔性压力传感器阵列的制备方法，其特征在于，所述制备方法中通过剪薄抛光工艺去除器件下方的SOI基片的埋氧层及硅衬底。

4.根据权利要求1所述的柔性压力传感器阵列的制备方法，其特征在于，所述制备方法中在旋涂聚酰亚胺后，依次按照以下温度梯度固化：

第一阶段：在60～90℃下固化10-40min；

第二阶段：在110～130℃下固化10-40min；

第三阶段：在150-180℃下固化10-40min；

第四阶段：在190～200℃下固化0-20min；

第五阶段：在210～230℃下固化10-40min；

第六阶段：在240～260℃下固化10-40min。

5.根据权利要求1所述的柔性压力传感器阵列的制备方法，其特征在于，所述SOI基片包括五边形的阵列区和长方形的引线区；所述对硅电阻进行图形化后定义的多排硅电阻条位于阵列区，且每排硅电阻条的布置间隔相等。

6.根据权利要求1所述的柔性压力传感器阵列的制备方法，其特征在于，所述导电材料为Ti/Au。

7.一种柔性压力传感器阵列，其特征在于，采用权利要求1-6中任一项所述的方法制备。

8.根据权利要求7所述的柔性压力传感器阵列，其特征在于，用于膝关节、脊柱关节或髋关节的假体表面压力测量。

9.一种用于膝关节压力测量的组件，其特征在于，包括：

膝关节假体，所述膝关节假体包括股骨假体、胫骨假体和安装于所述胫骨假体上方的垫片，所述垫片的上表面开设有片形槽；

根据权利要求1-6中任一项所述的方法制备的柔性压力传感器阵列，设置于所述垫片的片形槽内。

10.根据权利要求9所述的用于膝关节压力测量的组件，其特征在于，所述片形槽包括：内侧髁槽和外侧髁槽；以及从内侧髁槽和外侧髁槽分别向两侧延伸的走线槽。