A pressure sensor fabricated with 3d printer for a biomedical microsystem

Abstract

Bu çalışma, 3 Boyutlu Yazıcı ile polimer malzeme kullanılarak üretilen, dalgalı yapıda bir yüzeye sahip, kapasitif basınç sensörü ile ilgilidir. İlk olarak sensörün tasarımı yapılmış, tasarımın üretimi 3 Boyutlu yazıcı ile gerçekleştirilmiş, üretim çıktısı tozutma tekniğiyle, 10 nanometre kalınlığında krom ve 115 nanometre kalınlığında altın metalleri ile kaplanmış, kaplanan yapının bağlantıları bakır kablolar ve gümüş epoksi ile sağlanmış ve gerekli ölçümler yapılmıştır. Test sonuçları ise daha önceden gerçekleştirilmiş olan benzetim sonuçları ile karşılaştırılmıştır. Tasarım aşamalarında üretilen tüm yapı 11 ? 11 ? 4.65 (uzunluk ? genişlik ? yükseklik) (mm3) boyutlarına sahiptir.

In this work, a novel 3D printed capacitive pressure sensor with a corrugated surface is presented. The design composed of top and bottom plates. The sensor is 3D printed using a commercially available polymer material and then coated with chromium and gold with sputtering process. The dimensions of produced structure that designed are 11 ? 11 ? 4.6mm3. Due to the corrugated surface, the area of the plates is increased 19.46% compared to a standard flat surface parallel plate capacitive sensor in the same bulk area. The design process of the sensor, simulation and the experimental results are given and explained in detail. The performance of the sensor is tested with various pressure levels between 0 Pa and 8.88 kPa. The experimental results show that the capacitance range of the sensor is 2.7 pF-4.3 pF. The maximum sensitivity of the sensor is obtained as 0.14 pF / kPa. The results confirm that the presented capacitive sensor can be utilized for carrying out pressure measurements.