[发明专利]一种压电薄膜传感器及制备方法

说明书

本发明是关于一种压电薄膜传感器及制备方法，属于薄膜传感器技术领域，压电薄膜传感器包括层叠设置的n层压电层和n+1层电极层，压电层位于相邻的两层电极层之间，且相邻压电层并联设置，n≥2；其中，第n层压电层与第n层电极层之间形成阶梯结构，测试状态下，测试设备通过阶梯结构对薄膜传感器施加电压。本发明通过在第n层压电层与第n层电极层之间设置阶梯结构，在测试状态下测试设备可通过阶梯结构直接对压电薄膜传感器施加电压进行快速测试，无需外接引线，具有制备简单、易集成、大位移量的优点。

技术领域

本发明属于薄膜传感器技术领域，尤其涉及一种压电薄膜传感器及制备方法。

背景技术

压电薄膜传感器广泛应用于航空航天、地质勘探、手机通信等领域。随着对大功率压电薄膜传感器的要求不断提高，薄膜传感器向小体积、低驱动电压、大位移量、易集成的方向发展，对压电薄膜传感器的压电性能的要求也越来越高。

相关技术中，提出一种将电极层与压电层交替层叠的多层压电薄膜，将每层电极单独引出，然后相间电极连接相同电压极性(如第1层和第3层电极通过引出导线连接正极电压，第2层和第4层电极通过引出导线连接负极电压)，从而实现多层压电薄膜的并联，多层压电薄膜的并联结构可在较低电压下获得较大的位移。这种引出电极虽然制备方便，但是在固定的基底情况下减小了薄膜的有效作用面积，而且施加电压时仍需要焊接等工艺才可实现，不利于集成应用。

有鉴于此特提出本发明。

发明内容

为了解决相关技术中的技术问题，本发明提出了一种压电薄膜传感器及制备方法。

本发明第一方面提出了一种压电薄膜传感器，所述压电薄膜传感器包括层叠设置的n层压电层和n+1层电极层，所述压电层位于相邻的两层所述电极层之间，且相邻所述压电层并联设置，n≥2；

其中，第n层所述压电层与第n层所述电极层之间设置阶梯结构，测试状态下，测试设备通过所述阶梯结构对所述薄膜传感器施加电压。

进一步可选地，当n为偶数层时，所述阶梯结构为第n层所述压电层与第n+1层所述电极层的内部在第一预设区域内形成的镂空区域，且第n层所述电极层与所述预设区域对应的位置经由所述镂空区域暴露。

当n为奇数层时，所述阶梯结构为第n层所述压电层的外沿与第n层所述电极层之间形成的错位区域，且第n层所述电极层的外沿超出所述第n+1层所述电极层的外沿。

进一步可选地，所述薄膜传感器还包括桥接部，所述桥接部用于将相间的两层所述电极层相连，且位于相邻所述压电层之间的所述电极层与所述桥接部之间设置绝缘区，以使相邻所述电极层并联。

进一步可选地，当n＝2时，所述桥接部包括第一桥接部，所述第一桥接部设置于第一层所述压电层与第二层所述压电层的外沿；第一层所述电极层和第三层所述电极层分别与所述第一桥接部相连，第二层所述电极层与所述第一桥接部之间设置所述绝缘区。

进一步可选地，当n＞2，且n为奇数层时，所述桥接部包括第一桥接部和第二桥接部；

所述第一桥接部设置于第一层所述压电层至第n-1层所述压电层的外沿，位于奇数层的所述电极层与所述第一桥接部相连，位于偶数层的所述电极层与所述第一桥接部之间设置所述绝缘区；

所述第二桥接部设置于第二层所述压电层至第n层所述压电层内，且位于偶数层的所述电极层与所述第二桥接部相连，位于奇数层的所述电极层与所述第二桥接部之间设置所述绝缘区。

当n＞2，且n为偶数层时，所述桥接部包括第一桥接部和第二桥接部；

所述第一桥接部设置于第一层所述压电层至第n层所述压电层的外沿，且位于奇数层的所述电极层与所述第一桥接部相连，位于偶数层的所述电极层与所述第一桥接部之间设置所述绝缘区；