[发明专利]一种有机压电薄膜传感器的器件结构及实现工艺

说明书

本发明公开了一种有机压电薄膜传感器的器件结构以及实现工艺，包括绝缘基材、下电极金属层、有机压电薄膜层和上电极金属层，所述上电极金属层、有机压电薄膜层和下电极金属层按照由上至下的顺序设置，所述有机压电薄膜层将下电极金属层和上电极金属层隔离为绝缘状态，所述上电极金属层的引出线跳下有机压电薄膜层与下电极金属层的引出焊盘连接，所述下电极金属层和上电极金属层通过同一层引出。本发明所述的有机压电薄膜传感器的器件结构，通过一体化成型的方式，将传感器结构和工艺简化，并且改变了传统铆接的引出方式，将上电极和下电极在同一层面引出，使之可以应用于消费电子设备等对成本、性能一致性敏感的应用场合。

技术领域

本发明属于压电薄膜传感器技术领域，特别涉及一种有机压电薄膜传感器的器件结构。本发明还涉及一种有机压电薄膜传感器的器件结构的实现工艺。

背景技术

压电材料，尤其是以压电陶瓷为代表的无机材料以其独特的正压电效应和逆压电效应，在压力传感、超声波测距、促动器等领域发挥了压倒性的技术优势，形成了较为成熟的产业。然而压电无机材料重量大、体积大、质地易脆，在某些内部空间比较紧凑的应用场合，已不能满足用户对质量、体积的双重要求，基于此，压电薄膜材料应运而生。

压电薄膜材料，其一类具有正负压电效应的柔性薄膜材料，既有无机压电薄膜材料，如PZT压电陶瓷薄膜、AlN压电薄膜、ZnO压电薄膜、BaTiO3薄膜等，也有有机压电薄膜材料如压电驻极体薄膜、聚偏氟乙烯(PVDF)及其共聚物等。压电薄膜材料在继承了压电材料优异的压力感知和超声波换能器的同时，还具有轻薄、柔软、体积小的优点。

然而，有机压电薄膜材料虽然优点较多，但是由于起步较晚，产业链不健全，尚未在产业界获得大规模应用，能够应用于大规模商用的有机压电薄膜传感器器件结构及工艺也尚未成熟，要么工艺和材料成本较高，要么一致性较差不利于规模化生产。由于压电薄膜材料居里温度较低(通常低于120度左右)，当工艺温度超过120度以上后，压电薄膜的压电特性可能产生衰减或变性，这一特性使得常规的高温焊接方式无法应用，为了常温下引出压电薄膜的上下电极，目前市售的有机压电薄膜传感器的结构通常是将压电薄膜裁剪成块后，通过铆接的方式将导线与传感器的上下电极连接起来，这种结构和工艺只能用于学术及科研研究或者在一些要求不高的应用场合使用。

发明内容

发明目的：为了克服以上不足，本发明的目的是提供一种有机压电薄膜传感器的器件结构，解决了传统技术手段中的压电薄膜传感器采用成块制作后，铆接的方式与上下电极连接起来的技术手段，造成压电薄膜传感器生产制造具有较大的局限性，从而造成压电薄膜传感器应用也具有较大局限的问题。

技术方案：一种有机压电薄膜传感器的器件结构，包括绝缘基材、下电极金属层、有机压电薄膜层和上电极金属层，所述下电极金属层设置在绝缘基材上，所述有机压电薄膜层覆盖在下电极金属层远离绝缘基材的端面上，所述上电极金属层设置在有机压电薄膜层远离下电极金属层的另一端面上，所述有机压电薄膜层将下电极金属层和上电极金属层隔离为绝缘状态，所述上电极金属层的引出线跳下有机压电薄膜层与下电极金属层的引出焊盘连接，所述下电极金属层和上电极金属层通过同一层引出。

进一步的，上述的有机压电薄膜传感器的器件结构，所述绝缘基材上还设有上电极金属连接层，所述上电极金属连接层和下电极金属层处于绝缘基材的同一层面上，并且上电极金属连接层和下电极金属层为绝缘状态，所述上电极金属层的引出线跳下有机压电薄膜层与上电极金属连接层连接，所述上电极金属连接层和下电极金属层通过同一层引出。

进一步的，上述的有机压电薄膜传感器的器件结构，所述绝缘基材上覆盖有有机覆盖膜，所述有机覆盖膜形成上封装层，所述机覆盖膜将下电极金属层、有机压电薄膜层、上电极金属层和上电极金属连接层封装在有机覆盖膜内。

进一步的，上述的有机压电薄膜传感器的器件结构，所述上电极金属层靠近有机覆盖膜边缘的位置处设有台阶，所述上电极金属层的引出线通过台阶跳下有机压电薄膜层与下电极金属层的引出焊盘或者上电极金属连接层连接。