CN105424261A - 一种柔性的mems气泡压力传感器及其应用和制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种柔性的MEMS气泡压力传感器及其应用和制备方法，所述传感器包括微腔体、一对测量电极和两个微通道，利用气泡作为压力敏感单元测量液体和气体环境的压力值及改变量；外界压力发生变化时，气泡体积发生变化，通过测量气泡体积变化即求得环境压力变化；测量气泡体积变化，在气泡两端布置一对测量电极并施加交流电以测量气泡阻抗，阻抗直接反应气泡体积；利用毛细力形成气泡，气泡形成是自发的，气泡存留时间通过选择难溶于液体的气体进行延长以延长传感器测量寿命；在形成气泡后通过抽负压方式将气泡多余体积排除，以获得大小一定且可控的气泡用于压力测量。本发明测量原理新颖、制作工艺简单、生物相容性良好以及尺寸更小。

Description

一种柔性的MEMS气泡压力传感器及其应用和制备方法

技术领域

本发明涉及一种压力传感器，尤其是一种柔性的MEMS气泡压力传感器及其制备方法，用于测量气体和液体环境的压力，属于MEMS器件设计制造领域。

背景技术

用于气体或液体压力测量的压力传感器有着极其广泛的应用，而采用MEMS技术制作的压力传感器具有体积小、价格低、可批量化生产的优点，此类微型化的器件尤其便于集成安装和测量。近年来传感器技术开始在生物医学领域大量应用，人体生理参数压力传感器被广泛的应用在微创的活体内测量，如颅内压力监测、介入式血管内血流压力测量、以及眼内压力测量等。

为了满足微创医疗的要求，此类压力传感器相比其他应用领域的器件具有更小的尺寸，例如，目前用于冠状动脉压力测量的压力导丝直径仅为0.36mm，该压力导丝所用到的一款压力传感器尺寸为100×150×1300μm，是目前世界上尺寸最小的测量血压的压力传感器。同时，由于使用环境的特殊性，要求此类传感器具有良好的生物兼容性，以免引起炎症反应和血栓形成，因此对器件的材料和封装提出了较高的要求；此外，由于此类传感器大多属于一次性使用的耗材，传感器的制作成本应尽量低，否则将加剧患者的经济压力和资源的浪费，从而限制其应用。

目前的MEMS压力传感器都是基于硅基底的，例如压阻式和电容式的压力传感器，其结构通常是在一个硬的基底上制作出一个微腔体，该腔体由一个可变形的柔性膜所封闭，该柔性薄膜在外界压力变化时发生挠度的变化，通过测量该薄膜的变形来计算外界压力的变化。但是，此种结构和测量原理通常意味着复杂的制作工艺和相对较大的体积尺寸，而且器件必须封装以提高硅等脆性材料的生物兼容性。

因此，开发一种测量原理新颖、制作工艺简单、生物相容性良好以及尺寸更小的MEMS压力传感器尤为重要，其对于MEMS压力传感器在生物医学领域内的应用和拓展将具有极其重要的意义。

发明内容

针对现有MEMS压力传感器技术中的局限性，本发明的目的是提供一种全新MEMS压力传感器方案，该压力传感器测量原理新颖、制作工艺简单、生物相容性良好以及尺寸更小。

根据本发明的一个方面，提供一种柔性的MEMS气泡压力传感器，所述传感器包括微腔体、一对测量电极和两个微通道，其中：

微腔体，是由第一层Parylene薄膜和第二层Parylene薄膜通过释放位于两层Parylene薄膜中间的牺牲层光刻胶形成的微腔体；

微腔体，呈狭长状，微腔体的一端封闭、另一端开口，在该开口的中部封闭将开口分割形成两个平行的微通道；微腔体在浸入溶液中后形成用于压力测量的微气泡；

一对测量电极，作为测量微气泡大小的电化学测量电极，位于第一层Parylene薄膜、第二层Parylene薄膜之间；一对测量电极分别布置在微腔体的两端，其中一个位于微腔体的封闭一端内部、另一个位于微腔体的开口一端；

所述气泡压力传感器利用毛细力之内角流动原理，利用毛细力将导电溶液吸入微腔体中形成微气泡，并用微气泡作为压力测量的敏感单元，用于短时间内的液体和气体压力的测量；测量微气泡随外界压力变化时的阻抗变化，该阻抗变化能够反映微气泡大小的变化，从而反映外界环境压力的变化。

优选地，所述的微腔体沿垂直方向上投影呈矩形，在长度方向上一端封闭，另一端开口，开口被分割为两个平行的微通道。

更优选地，所述的微通道在形成微气泡后将微气泡捕获在微腔体内，在测量的过程中能有效可靠的防止微气泡溢出微腔体。

优选地，所述的微腔体的横截面(即垂直于长度方向)为弓形横截面；弓形横截面为轴对称图形，具有两个相等的截面内角，且截面内角均为锐角。

优选地，所述的微腔体能够在浸入溶液中后在微腔体中形成微气泡，具体的：在将微腔体浸入溶液环境中后，液体将在毛细力的作用下通过两个微通道流入微腔体，形成两条稳定的内角毛细流，由于微通道的尺寸相对于微腔体的尺寸更小，原来残留在微腔体内的气体将被封闭在微腔体中无法排出，两条内角毛细流分别沿着微腔体两侧锐利的内角向微腔体内流动，随后在微腔体的另一端处汇合，外部液体持续流入微腔体，压缩封闭在微腔体中的气体，直至液体压力、气体压力以及弯液面附加压力达到平衡。

更优选地，同时采用氧等离子对微腔体的结构材料Parylene内表面和外表面进行改性，降低溶液和Parylene的接触角θ，使其满足Concus-Finn条件：θ<π/2-α。

优选地，所述的微气泡的形成是自发的，并不完全可控，由于两个微通道接触液体的时间先后存在细微差别，将导致在随机情况下形成的气泡大小存在一定重复性的差别，因此有必要将形成后的气泡进行修剪，以达到大小一定和形态一致的气泡；

采用抽负压的方式，将形成微气泡后的压力传感器置于密闭腔体中，抽负压至一定值时，微腔体中封闭的气体体积发生膨胀，多余气体通过微通道排出，剩余气体在次负压下填满整个微腔体。随后将该密闭腔体内的压力升至标准大气压，充满微腔体内的气体收缩至一定大小，由于在该特定负压条件下微腔体内剩余的气体的量刚好充满微腔体，其气体的量刚好是一定，当回到标准大气环境下以后，气体的体积也是一定的，具有不同初始微气泡体积大小的气体最后都具有相同的微气泡体积，这样即实现了微气泡的修剪；

修剪后，微气泡体积减小，两个测量电极全部溶液覆盖，两个测量电极之间包含一个狭长型的微气泡和两条内角毛细液柱。

根据本发明的第二方面，提供一种柔性的MEMS气泡压力传感器的应用方法，所述MEMS气泡压力传感器形成微气泡后，利用交流电桥LCR在两个测量电极间施加微小的交流电，测量两个测量电极间的电化学阻抗IZ_BI，IZ_BI由几部分组成：电化学界面阻抗Z_D、内角毛细液柱阻抗Z_C、以及气体阻抗Z_A；溶液为离子型导电液体，当测量频率大于一定值的时候，Z_B≈Z_C，而Z_C＝ρL_C/2A_C，其中：ρ为导电液体的电阻率，L_C为内角毛细微液柱的长度，A_C为内角毛细微液柱的截面积；

微气泡为狭长型时，当外界压力发生变化时微气泡横向方向的尺寸不发生变化，而仅仅在长度方向上发生伸缩，即A_C不发生变化，仅有L_C发生变化；在一时间内液体的性质不发生改变，则测量到的阻抗值Z_B仅仅由微气泡的长度决定，也即仅由外界环境的压力决定，通过测量两测量电极点间的电化学阻抗，即求得外界环境的压力值。

根据本发明的第三方面，提供一种柔性的MEMS气泡压力传感器的制备方法，所述方法包括如下步骤：

1)在玻璃或者硅片衬底上溅射金属Cr/Cu，作为最后的释放层；

2)CVD方法在释放层上沉积第一层Parylene薄膜，作为柔性MEMS气泡压力传感器底层支撑结构；

3)在第一层Parylene上溅射Cr/Au层，Cr用于增强第一层Parylene和Au的结合力，Au具有较好的导电性能和延展性，能够保证柔性器件的电气连接的可靠性；

4)光刻图形化光刻胶，并以光刻胶为掩膜，湿法刻蚀Au，形成测量电极的图形；

5)光刻显影，制作牺牲层光刻胶，该牺牲层光刻胶用于定义微腔体的形状，由于该牺牲层光刻胶的形貌直接决定了能否形成稳定的内角流动，在此采用接触式光刻机，增大曝光间隙，降低牺牲层光刻胶的侧壁垂直度，后续进行烘胶，平滑牺牲层光刻胶的边缘和表面；

6)CVD方法在牺牲层上沉积第二层Parylene薄膜，作为形成微腔体的上层；

7)光刻显影，该层光刻胶作为后续工艺中RIE刻蚀的掩膜；

8)RIE刻蚀第二层Parylene薄膜，用于打开微通道口，并将传感器引线暴露，形成电气连接口；

9)丙酮溶解牺牲层光刻胶，两层Parylene之间的牺牲层光刻胶被溶解，从而形成微腔体；

10)湿法刻蚀Cr/Cu释放层，将整个器件完全释放，获得最终的柔性MEMS气泡压力传感器。

与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：

本发明提出了一种全新的压力传感器方案，利用毛细力的方式来形成气泡，并将该气泡作为压力测量的压力敏感单元，该压力传感器区别于传统的MEMS压力传感器，无需采用硬的结构材料制作密封的腔体，而采用全柔性的生物兼容性好的Parylene作为结构材料，该传感器采用气泡作为压力敏感单元，具有结构简单、制作成本低、生物兼容性好、体积小(体积小于100微米*500微米*20微米)等优点。该柔性MEMS气泡压力传感器的敏感单元为被测量液体形成的气泡，无须采用多晶硅等压阻材料的复杂和高温工艺，气泡存留的时间在数天以内，能满足数天以内的测量需求，该传感器尤其适用于短时间的测量和一次性的使用，尤其适用于生物医学领域内的介入式血压测量，和微流体内的流体压力测量。

附图说明

通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1a为本发明一实施例的传感器整体结构示意图(未形成气泡)；

图1b为本发明一实施例的传感器整体结构示意图(已形成气泡后)；

图2为本发明一实施例的传感器制作工艺流程图；

图3a为本发明一实施例的传感器的截面图(形成气泡前)；

图3b为本发明一实施例的传感器的截面图(形成气泡后)；

图中：气泡压力传感器1，内角毛细液柱2，微腔体3，测量电极4，微通道5；衬底6，释放层7，第一层Parylene薄膜8，牺牲层光刻胶9，第二层Parylene薄膜10，传感器引线11。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进。这些都属于本发明的保护范围。

如图1a、1b所示，本实施例提供一种柔性的MEMS气泡压力传感器，包括：微腔体3、一对测量电极4、两个微通道5，其中：微腔体3呈狭长状，其一端封闭、另一端开口，开口由两个微通道5组成；一对测量电极4分别布置在微通道5的两端，一个测量电极4位于微通道5封闭的一端，另一个测量电极4位于微通道5开口的一端。

进一步的，微腔体3，是由第一层Parylene薄膜8和第二层Parylene薄膜10通过释放位于两层Parylene薄膜8、10中间的牺牲层光刻胶形成的微腔体3；

进一步的，微腔体3，呈狭长状，微腔体3的一端封闭、另一端开口，在该开口的中部封闭将开口分割形成两个平行的微通道5；微腔体3在浸入溶液中后形成用于压力测量的微气泡；

进一步的，一对测量电极4，作为测量微气泡大小的电化学测量电极4，位于第一层Parylene薄膜8、第二层Parylene薄膜10之间；一对测量电极4分别布置在微腔体3的两端，其中一个位于微腔体3的封闭一端内部、另一个位于微腔体3的开口一端；

进一步的，所述气泡压力传感器1利用毛细力之内角流动原理，利用毛细力将导电溶液吸入微腔体3中形成微气泡，并用微气泡作为压力测量的敏感单元，用于短时间内的液体和气体压力的测量；测量微气泡随外界压力变化时的阻抗变化，该阻抗变化能够反映微气泡大小的变化，从而反映外界环境压力的变化。

所述的微腔体3能够在腔体浸入溶液中后在微腔体3中形成微气泡，具体的：在溶液接触两个微通道5时，液体由于毛细力作用进入两个微通道5，形成两股内角毛细流并封闭微通道5，然后，该两股内角毛细流继续沿着微腔体3的两个内角流动进入微腔体3内部，最后在微腔体3的封闭端汇合，并包裹住残留在微腔体3内的气体，形成气泡，内角毛细流稳定后形成内角毛细液柱。所述的微通道5在形成气泡后可以将气泡捕获在微腔体3内，在测量的过程中能有效可靠的防止气泡溢出微腔体3。

如图1a所示为未形成气泡时的示意图，如图1b所示为形成气泡之后的示意图，当液体接触微通道5后，由于毛细力的作用，液体被吸入微腔体3中，并在微腔体3的内角处形成两股内角毛细液柱2，两股内角毛细液柱2包裹住残留在微腔体3中的气体形成气泡，该气泡是由内角毛细液柱2和与其包裹的气体共同组成。

如图2所示，所述微腔体3通过两层Parylene，即第一层Parylene8和第二层Parylene10构造成，通过在第一层Parylene8上制作牺牲层光刻胶9来定义微腔体3；测量电极4制作在第一层Parylene8之上，位于第二层Parylene10之下。

如图2所示，一种柔性的MEMS气泡压力传感器的制备方法，所述方法的制作工艺流程如下：

1.在玻璃或者硅片衬底6上溅射金属Cr/Cu，作为上层结构最后的释放层7(如图2中a所示)；

2.CVD方法在释放层7上沉积第一层Parylene薄膜8，作为柔性MEMS气泡压力传感器1的底层支撑结构(如图2中a所示)；

3.在第一层Parylene8薄膜上溅射Cr/Au层；

4.光刻图形化光刻胶，并以光刻胶为掩模，湿法刻蚀Au，形成测量电极4的图形(如图2中b所示)；

5.光刻显影，制作牺牲层光刻胶9，采用接触式光刻机，增大曝光间隙，降低牺牲层光刻胶9的侧壁垂直度，后续进行烘胶，平滑牺牲层光刻胶9的边缘和表面(如图2中c所示)；

6.CVD方法在牺牲层光刻胶9上沉积第二层Parylene薄膜10(如图2中d所示)；

7.光刻显影，该光刻胶作为后续工艺中RIE刻蚀的掩膜；

8.RIE刻蚀，用于打开微通道5，并将传感器引线11暴露，形成电气连接口(如图2中e所示)；

9.丙酮溶解牺牲层光刻胶9，形成微腔体3(如图2中f所示)；

10.湿法刻蚀Cr/Cu释放层7，将整个器件完全释放，获得最终的柔性MEMS气泡压力传感器1(如图2中f所示)。

所述的柔性MEMS气泡压力传感器1释放后，用氧等离子体对器件表面进行改性，提高表面能，再将气泡压力传感器放置与液体中后即可形成用于测量压力的气泡。所用到的液体为水，且并不仅仅限于水，任何与改性过的Parylene能较好浸润的液体都可以作为形成气泡的液体介质使用。所述气泡中所包括的气体为空气，且并不限于空气，可以在将器件置于真空容器中后抽真空，并通入气体任何气体，将气泡中的气体换成指定的任意气体。优选地，在形成气泡后，将整个传感器置于真空容器中，抽真空至-0.03kPa，将部分气体抽出，减小气泡的尺寸至一定的值。

所述的微腔体3的横截面(垂直于长度方向)为弓形，为轴对称图形，具有两个相等的截面内角，且截面内角均为锐角。如图3a、3b所示，从图3a可以看出微腔体3的截面呈弓形，并具有两个为锐角的截面内角；图3中b反映了内角毛细液柱2在微腔体3中的形貌示意图，具有明显的弯月面等特征。所述的微腔体3沿垂直方向上投影呈矩形，在长度方向上一端封闭，另一端开口，开口被分割为两个平行的微通道5。

本发明中，所述的微腔体3，在浸入溶液中后能在微腔体3中形成微气泡，在溶液接触两个微通道5时，溶液在毛细力的作用下进入两个微通道5，形成两股内角毛细流并封闭微通道5；然后，两股内角毛细流继续沿着微腔体3的两个内角流动进入微腔体3内部，最后在微腔体3的封闭端汇合，并包裹住残留在微腔体3内的气体，形成微气泡，内角毛细流稳定后形成内角毛细液柱。

所述的微腔体3弓形截面形状是形成稳定内角毛细流的必要条件，即使其满足Concus-Finn条件：θ<π/2-α，其中θ为液体的接触角，α为截面内角的一半。由于Parylene表面偏疏水，与水的接触角为75°，因此比较难形成内角流动，需要对Parylene薄膜进行表面改性，采用氧等离子对Parylene进行表面改性，改性后表面与水的接触角降低到了10°以内，且在几个小时内不发生明显的变化，能够满足短时间的压力测量需求。在一优选实施方式中：采用氧等离子对微腔体3的结构材料Parylene内表面和外表面进行改性，降低液体和Parylene的接触角θ，从而使其满足Concus-Finn条件。

由于形成气泡的过程是自发的，不是完全可控的，因此形成的气泡大小并不完全一致，在一实施例中：通过抽负压的方式，在形成气泡后，对形成的气泡进行整形，即在形成气泡后，将器件置于封闭的容器中，对该封闭容器进行抽真空，这样原来的气泡气体发生膨胀，从而大于微腔体3的体积，继续抽真空，气体将膨胀出微腔体3，抽到某一真空度的时候，气泡将完全充满微腔体3，放真空以后，充满微腔体3的气泡又重新收缩至一定的大小这样气泡都被修剪至一定体积大小，具有良好的均匀性。

在一优选实施例中，所述的弓形横截面可以通过人工干预牺牲层光刻胶的侧壁形貌获得，采用接触式光刻机，增大曝光间隙以降低牺牲层光刻胶的侧壁垂直度，同时通过烘胶的方式平滑牺牲层光刻胶的表面。优选地，所述曝光间隙大于100微米，牺牲层光刻胶的侧壁垂直度小于30度。

本发明中，采用柔性的MEMS微加工工艺制作柔性MEM气泡压力传感器，材料选用Au和Parylene，其中：Parylene作为主要的结构材料；金属Au作为测量电极4的材料，同时作为电气连接的材料；Cr作为Au和Parylene之间的结合层，增强其结合力；光刻胶作为牺牲层形成微腔体3；本发明所述传感器的Parylene薄膜具有全柔性的特点，具有良好生物兼容性，具有较高的灵敏度，生产成本低的特点。

本发明上述的柔性的MEMS气泡压力传感器1，在具体应用时：气泡压力传感器1利用毛细力之内角流动原理，在微腔体3内形成气泡，并用该气泡作为压力测量的敏感单元，利用电化学阻抗的方式测量气泡随外界压力变化时的阻抗变化，该阻抗变化在一定条件下能够反映气泡大小的变化，从而反映外界环境压力的变化。

在一上述传感器应用的实施例中，在所述气泡压力传感器形成微气泡后，利用交流电桥LCR在两个测量电极4间施加微小的交流电，测量两个测量电极4间的电化学阻抗IZ_BI，IZ_BI由几部分组成：电化学界面阻抗Z_D、内角毛细液柱阻抗Z_C、以及气体阻抗Z_A；溶液为离子型导电液体，当测量频率大于一定值(比如大于1kHz)的时候，Z_B≈Z_C，，而Z_C＝ρL_C/2A_C，其中：ρ为导电液体的电阻率，L_C为内角毛细微液柱的长度，A_C为内角毛细微液柱的截面积；

微气泡为狭长型时，当外界压力发生变化时微气泡横向方向的尺寸几乎不发生变化，而仅仅在长度方向上发生伸缩，即A_C几乎不发生变化，仅有L_C发生变化，倘若在一时间内液体的性质不发生明显的改变，则测量到的阻抗值Z_B仅仅由微气泡的长度决定，也即仅由外界环境的压力决定，通过测量两测量电极4点间的电化学阻抗，即求得外界环境的压力值。

在一优选的实施例中，通过比较和分析在一对测量电极4间施加的交流电流的频率来获得最优的测量频率：当测量频率从20Hz增加到1MHz的过程中，电化学阻抗的值成下降趋势，而相位角则在5kHz左右出现极大值且接近零度，说明在此测量频率下测量到的阻抗是呈电阻特性的，即测量电极4和溶液的双电层电容降低到了最小值，此测量频率极即为最佳测量频率。

本发明中，所述的气泡压力传感器1为柔性电子器件，采用Parylene作为结构材料，采用延展性好的Au薄膜作为测量电极4材料，气泡压力传感器1的总厚度仅为几微米，具有良好的柔韧性和弹性。

本发明中，所述的气泡压力传感器1采用光刻胶作为牺牲层、Parylene作为结构层形成一个微腔体3，所述微腔体3在浸入溶液中后即可形成用于压力测量的微气泡。

本发明中，所述的气泡压力传感器1利用毛细力将溶液吸入微腔体3中形成气泡，该气泡形成后即可作为压力测量的敏感单元，用于短时间内的液体和气体压力的测量。

本发明中，通过在一对测量电极4之间施加交流电来测量两点之间的阻抗值，在频率大于1kHz时测量出内角毛细液柱2的阻抗，从而反映内角毛细液柱2的长度，即可反映外界压力的大小。

本发明中，一对测量电极4作为测量气泡大小的电化学测量电极4，其中的一个测量电极4位于微腔体3封闭的一端内部，另一个测量电极4位于微腔体3开口的一端，此种布置方法能够有效测量气泡的大小，同时排除外界环境溶液对电化学测量的影响。

本发明中，所述气泡压力传感器1具有很好的柔性和可延展性，可以将该传感器集成至曲面或者平面的刚性衬底上，用于测量外界环境中气体和液体的压力变化。

本发明中，所述气泡压力传感器1形成的气体体积随时间的变化发生缩小，因此具有短期有效的特征，因此不适用与长期测量的应用，但却适用于介入测量此类一次性使用的短时间的压力测量，以及应用于短时间比如labonachip方面的应用测量。

本发明中，形成气泡的气体也可以是任意的，即在形成气泡之前将传感置于密闭腔体中，抽真空，然后冲入所需的介质气体，然后再进行气泡的生成，即可实现选择不同的气体作为测量介质，该气体介质可以是空气、氮气氢气，甚至是惰性气体等等，但是通常采用难溶于测量溶液的气体，这样传感器将具有较长的测量寿命。

本发明提供了一种测量原理新颖、制作工艺简单、生物相容性良好以及尺寸更小的MEMS气泡压力传感器1，其对于MEMS压力传感器在生物医学领域内的应用和拓展将具有极其重要的意义。

以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变形或修改，这并不影响本发明的实质内容。

Claims (14)

1.一种柔性的MEMS气泡压力传感器，其特征在于，所述传感器包括微腔体、一对测量电极和两个微通道，其中：

微腔体，是由第一层Parylene薄膜和第二层Parylene薄膜通过释放位于两层Parylene薄膜中间的牺牲层光刻胶形成的微腔体；

微腔体，呈狭长状，微腔体的一端封闭、另一端开口，在该开口的中部封闭将开口分割形成两个平行的微通道；微腔体在浸入溶液中后形成用于压力测量的微气泡；

一对测量电极，作为测量微气泡大小的电化学测量电极，位于第一层Parylene薄膜、第二层Parylene薄膜之间；一对测量电极分别布置在微腔体的两端，其中一个位于微腔体的封闭一端内部、另一个位于微腔体的开口一端；

所述气泡压力传感器利用毛细力之内角流动原理，利用毛细力将导电溶液吸入微腔体中形成微气泡，并用微气泡作为压力测量的敏感单元，用于短时间内的液体和气体压力的测量；测量微气泡随外界压力变化时的阻抗变化，该阻抗变化能够反映微气泡大小的变化，从而反映外界环境压力的变化。

2.根据权利要求1所述的一种柔性的MEMS气泡压力传感器，其特征在于，所述的微腔体沿垂直方向上投影呈矩形，在长度方向上一端封闭，另一端开口，开口被分割为两个平行的微通道。

3.根据权利要求2所述的一种柔性的MEMS气泡压力传感器，其特征在于，所述的微通道在形成微气泡后将微气泡捕获在微腔体内，在测量的过程中能有效可靠的防止微气泡溢出微腔体。

4.根据权利要求1所述的一种柔性的MEMS气泡压力传感器，其特征在于，所述的微腔体，横截面为弓形横截面，弓形横截面为轴对称图形，具有两个相等的截面内角，且截面内角均为锐角。

5.根据权利要求4所述的一种柔性的MEMS气泡压力传感器，其特征在于，所述的弓形横截面形状满足形成稳定内角毛细流的条件，即Concus-Finn条件：

θ<π/2-α，

其中：θ为液体和Parylene薄膜的接触角，α为微腔体的截面内角的一半。

6.根据权利要求4所述的一种柔性的MEMS气泡压力传感器，其特征在于，所述的弓形横截面通过人工干预牺牲层光刻胶的侧壁形貌获得，采用接触式光刻机，增大曝光间隙以降低牺牲层光刻胶的侧壁垂直度，同时通过烘胶的方式平滑牺牲层光刻胶的表面。

7.根据权利要求6所述的一种柔性的MEMS气泡压力传感器，其特征在于，所述曝光间隙大于100微米，牺牲层光刻胶的侧壁垂直度小于30度。

8.根据权利要求5所述的一种柔性的MEMS气泡压力传感器，其特征在于，采用氧等离子对微腔体的结构材料Parylene内表面和外表面进行改性，降低溶液和Parylene薄膜的接触角θ，使其满足Concus-Finn条件：θ<π/2-α。

9.根据权利要求1-8任一项所述的一种柔性的MEMS气泡压力传感器，其特征在于，所述的微腔体，在浸入溶液中后能在微腔体中形成微气泡，在溶液接触两个微通道时，溶液在毛细力的作用下进入两个微通道，形成两股内角毛细流并封闭微通道；然后，两股内角毛细流继续沿着微腔体的两个内角流动进入微腔体内部，最后在微腔体的封闭端汇合，并包裹住残留在微腔体内的气体，形成微气泡，内角毛细流稳定后形成内角毛细液柱。

10.根据权利要求9所述的一种柔性的MEMS气泡压力传感器，其特征在于，所述的微气泡的形成是自发的，并不完全可控，形成的微气泡大小并不完全一致；采用抽负压的方式在形成微气泡后对形成的微气泡进行修剪整形，即：在形成微气泡后，将形成微气泡后的压力传感器置于封闭的容器中，对封闭的容器进行抽真空，微气泡气体发生膨胀，从而大于微腔体的体积；继续抽真空，微腔体中封闭的气体体积发生膨胀，多余气体通过微通道排出；抽到某一真空度的时候，微气泡将完全充满微腔体；放真空至标准大气压以后，充满微腔体的微气泡又重新收缩至一定的大小，这样微气泡都被修剪至一定体积大小，具有良好的均匀性；

修剪后，微气泡体积减小，两个测量电极全部溶液覆盖，两个测量电极之间包含一个狭长型的微气泡和两条内角毛细液柱。

11.根据权利要求1-10任一项所述的柔性的MEMS气泡压力传感器的应用方法，其特征在于，在所述气泡压力传感器形成微气泡后，利用交流电桥LCR在两个测量电极间施加微小的交流电，测量两个测量电极间的电化学阻抗IZ_BI，IZ_BI由几部分组成：电化学界面阻抗Z_D、内角毛细液柱阻抗Z_C、以及气体阻抗Z_A；溶液为离子型导电液体，当测量频率大于一定值的时候，Z_B≈Z_C，而Z_C＝ρL_C/2A_C，

其中：ρ为导电液体的电阻率，L_C为内角毛细微液柱的长度，A_C为内角毛细微液柱的截面积；

微气泡为狭长型时，当外界压力发生变化时微气泡横向方向的尺寸不发生变化，而仅仅在长度方向上发生伸缩，即A_C不发生变化，仅有L_C发生变化；在一时间内液体的性质不发生改变，则测量到的阻抗值Z_B仅仅由微气泡的长度决定，也即仅由外界环境的压力决定，通过测量两测量电极点间的电化学阻抗，即求得外界环境的压力值。

12.根据权利要求11所述的一种柔性的MEMS气泡压力传感器的应用方法，其特征在于，所述方法通过比较和分析在一对测量电极间施加的交流电流的频率来获得最优的测量频率：当测量频率从20Hz增加到1MHz的过程中，电化学阻抗的值成下降趋势，而相位角则在5kHz出现极大值且接近零度，说明在此测量频率下测量到的阻抗是呈电阻特性的，即测量电极和溶液的双电层电容降低到了最小值，此测量频率极即为最佳测量频率。

13.根据权利要求10所述的一种柔性的MEMS气泡压力传感器，其特征在于，所述的气体采用难溶于溶液的气体，包括空气、氮气、氢气或者惰性气体。

14.一种根据权利要求1-10任一项所述的柔性的MEMS气泡压力传感器的制备方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：

1)在玻璃或者硅片衬底上溅射金属Cr/Cu，作为最后的释放层；

2)CVD方法在释放层上沉积第一层Parylene薄膜，作为柔性MEMS气泡压力传感器底层支撑结构；

3)在第一层Parylene薄膜上溅射Cr/Au层，Cr用于增强第一层Parylene薄膜和Au的结合力；

4)光刻图形化光刻胶，并以光刻胶为掩膜，湿法刻蚀Au，形成测量电极的图形；

5)光刻显影，制作牺牲层光刻胶，该牺牲层光刻胶用于定义微腔体的形状，由于该牺牲层光刻胶的形貌直接决定了能否形成稳定的内角流动，在此采用接触式光刻机，增大曝光间隙，降低牺牲层光刻胶的侧壁垂直度，后续进行烘胶，平滑牺牲层光刻胶的边缘和表面；

6)CVD方法在牺牲层上沉积第二层Parylene薄膜；

7)光刻显影，该层光刻胶作为后续工艺中RIE刻蚀的掩膜；

8)RIE刻蚀第二层Parylene薄膜，用于打开微通道口，并将传感器引线暴露，形成电气连接口；

9)丙酮溶解牺牲层光刻胶，两层Parylene薄膜之间的牺牲层光刻胶被溶解，从而形成微腔体；

10)湿法刻蚀Cr/Cu释放层，将整个器件完全释放，获得最终的柔性MEMS气泡压力传感器。