据恒州诚思调研统计，2024年全球压力传感器市场规模约801.9亿元，预计未来将持续保持平稳增长的态势，到2031年市场规模将接近1045.6亿元，未来六年CAGR为3.9%。
一、医疗级压力传感器封装技术的核心诉求
在植入式医疗设备领域，压力传感器的封装技术直接决定其临床适用性与使用寿命。根据行业标准，植入式传感器需满足三项核心指标：一是生物相容性，需通过 ISO 10993 生物安全性认证，避免引发人体免疫排斥反应；二是长期稳定性，在 34~42℃人体温度区间内，需实现至少 5 年的有效工作周期；三是测量精度，血压监测误差需控制在 ±2mmHg 以内。
传统 Parylene C 涂层虽具备优异的介电性能与低渗透性，其水蒸气透过率（WVTR）可低至 0.01g/(m²・24h)，但在金属或硅基传感器基底上的附着力不足（仅 0.3MPa），长期植入后易出现涂层剥离问题。为解决这一痛点，行业内已形成两大技术方向：一是通过等离子体表面处理提升基底表面能，二是开发多组分复合涂层体系，其中 Parylene 复合涂层因工艺兼容性强，成为当前研究热点。
二、Parylene 复合涂层封装技术的实验方案设计
本研究基于真空化学气相沉积（CVD）工艺，设计四种 Parylene 复合涂层方案，针对植入式微型 MEMS 压力传感器（敏感元件尺寸 1.2mm×1.2mm）进行封装测试。四种方案具体如下：
纯 Parylene C 涂层（厚度 5μm）；
Parylene C+A174 硅烷偶联剂（偶联剂浓度 1.5wt%，涂层总厚度 5μm）；
Parylene C1F5 共聚涂层（含氟单体比例 20%，厚度 5μm）；
Parylene C1F5+A174 偶联剂（偶联剂浓度 1.5wt%，涂层总厚度 5μm）。
实验通过划格法测试涂层附着力（参照 ASTM D3359 标准），采用激光测振仪测量薄膜应力，同时利用高低温湿热箱（温度范围 - 40~85℃，湿度范围 10%~95% RH）模拟人体环境，评估不同方案的长期稳定性。
三、封装后传感器的性能测试结果分析
在常温（25℃）与人体温度区间（34~42℃）的性能测试中，四种封装方案均表现出优于传统技术的热零点漂移控制能力（≤0.5% FS/℃），其中方案 4（Parylene C1F5+A174）呈现显著优势：
附着力：测试结果显示其附着力达到 1.8MPa，是纯 Parylene C 涂层的 6 倍，满足植入式设备的机械可靠性要求；
热稳定性：在 42℃高温持续测试中，传感器输出漂移量仅 0.3% FS，较方案 1 降低 62%；
灵敏度：血压测量灵敏度保持在 0.5mV/(V・mmHg)，线性度误差≤0.8% FS，完全符合医疗级传感器的精度标准。
此外，该方案在加速老化测试（85℃/85% RH 条件下放置 1000h）后，涂层无明显开裂或剥离，传感器各项性能指标衰减率均低于 5%，验证了其长期使用潜力。
四、复合涂层性能提升的机理分析
通过 X 射线光电子能谱（XPS）与扫描电子显微镜（SEM）分析，本研究揭示了 Parylene C1F5+A174 复合涂层的性能提升机理：
化学结合增强：A174 偶联剂分子中的乙烯基与 Parylene C1F5 的苯环结构形成 π-π 共轭，同时其硅氧烷基团与传感器基底的羟基发生缩合反应，形成强共价键，显著提升界面结合强度；
应力调控：Parylene C1F5 的含氟链段具有较低的玻璃化转变温度（Tg≈-20℃），在人体温度区间内保持高弹性，可有效吸收基底与涂层间的热膨胀系数差异（硅基基底 CTE≈3ppm/℃，Parylene C1F5 CTE≈60ppm/℃）产生的热应力；
耐腐蚀增强：含氟基团的引入使涂层表面接触角提升至 115°，形成疏水表面，减少体液在涂层表面的附着，降低离子渗透引发的腐蚀风险。
五、医疗级压力传感器封装技术的未来方向
结合当前行业发展趋势，Parylene 复合涂层封装技术将向三个方向迭代：
一是多功能集成，未来涂层需同时具备抗菌、抗血栓功能，可通过掺杂银纳米颗粒或肝素分子实现；
二是工艺微型化，针对可穿戴式植入设备（如血管内压力传感器），涂层厚度需降至 2μm 以下，同时保持性能稳定；
三是成本控制，通过优化 CVD 工艺参数，将复合涂层的制备成本降低 30%，推动技术规模化应用。
从市场应用来看，该技术除用于血压监测外，还可拓展至颅内压监测、眼压监测等细分领域。据行业预测，到 2030 年，采用 Parylene 复合涂层的植入式压力传感器市场规模将突破 50 亿元，年复合增长率保持在 18% 以上，成为推动压力传感器行业高端化发展的核心动力之一。
