[發明專利]用于在裝置的表面上制備導電應變傳感器的方法

無效

• 申請號: 200880022696.0
• 申請日: 2008-05-09
• 公開（公告）號: CN101720423A
• 公開（公告）日: 2010-06-02
• 發明（設計）人: 雷蒙德·特克;亨德里克·恩廷;羅蘭·安東尼·塔肯;亨德里克·倫德英;勒內·約斯·霍本
• 申請（專利權）人: 荷蘭應用科學研究會(TNO)
• 主分類號: G01L1/22
• 分類號: G01L1/22
• 代理公司: 北京康信知識產權代理有限責任公司 11240
• 代理人: 吳貴明;張英

本發明涉及一種用于在裝置的表面上制備測定裝置表面處應變的導電應變傳感器(conductive?strain?sensor)的方法，以及通過所述方法可獲得的裝置。

導電應變傳感器用于監控在其預期環境中裝置部件或裝置本身的表面處的應變。這樣的傳感器的應用基于為誘導應變函數的固有電性質的測定。以這種方式，能夠在特定的條件下獲知機械部件的性能。

已知導電應變傳感器能夠由已沉積在撓性聚合物箔上的金屬箔制成。隨后在如此獲得的箔上施加電阻(抗蝕劑，resistant)圖案，并且通過蝕刻除去部分的金屬箔，產生了然后能夠施加在需要監控應變的裝置上的傳感器箔。

本發明的目的是提供一種用于在裝置的表面上制備導電應變傳感器的更簡單的方法。

令人驚訝地，現在已經發現這能夠在采用特定順序的工藝步驟由此在需要測定表面處應變的裝置的表面上直接制備應變傳感器時建立。

因此，本發明涉及一種用于在裝置的表面上制備測定裝置表面處應變的導電應變傳感器的方法，該方法包括以下步驟：

(a)提供一種裝置；

(b)可選地在裝置的表面上施加絕緣層；

(c)在步驟(b)中獲得的絕緣層上建立第一金屬的顆粒分布；以及

(d)通過無電電鍍工藝或電沉積工藝在如步驟(c)中獲得的至少部分的第一金屬的顆粒分布上沉積第二金屬的層。

優選地，根據本發明使用的第一金屬選自由鈷、鎳、銅、銠、鈀、鉑、銀以及金組成的組。

更優選地，第一金屬是鈀。

根據本發明，第二金屬選自由銅、鎳、錫、銀、金組成的組。這些金屬的任何合金也能夠適合使用。特別適合的合金例如是Cu-Ni。

合適地，待沉積的第二金屬也能夠衍生自含金屬的化合物，諸如，例如鎳-磷和鎳-硼。

根據本發明，步驟(b)能夠可選地實施。在裝置是金屬裝置或裝置由另外的導電材料制成的情況下，則實施步驟(b)。然而，在裝置由絕緣材料例如合成材料如塑料制成的情況下，則裝置能夠直接經受其中在裝置上建立第一金屬的顆粒分布的步驟，隨后在至少部分的第一金屬的顆粒分布上沉積第二金屬的層。

因此，當使用由導電材料制成的裝置時，本發明提供了一種用于在裝置的表面上制備測定裝置表面處應變的導電應變傳感器的方法，該方法包括以下步驟：

(a)提供一種由導電材料制成的裝置；

(b)在裝置的表面上施加絕緣層；

(c)在步驟(b)中獲得的絕緣層上建立第一金屬的顆粒分布；以及

(d)通過無電電鍍工藝或電沉積工藝在如步驟(c)中獲得的至少部分的第一金屬的顆粒分布上沉積第二金屬的層。

在裝置由絕緣材料制成的情況下，本發明提供了一種用于在裝置的表面上制備測定裝置表面處應變的導電應變傳感器的方法，該方法包括以下步驟：

(a)提供一種由絕緣材料制成的裝置；

(b)在裝置上建立第一金屬的顆粒分布；以及

(c)通過無電電鍍工藝或電沉積工藝在如步驟(c)中獲得的至少部分的第一金屬的顆粒分布上沉積第二金屬的層。

本發明的優點之一是在步驟(b)中絕緣層能夠直接施加在裝置的表面上，其中在傳統的系統中金屬層需要施加到聚合物襯底上，并且如此獲得的金屬/聚合物箔需要粘附到裝置的表面上。

應當理解，第二金屬的層構成導電應變傳感器的電阻層(抵抗層，resistive?layer)。

優選地，在根據本發明的方法中，在步驟(c)中第一金屬的顆粒分布采用包含第一金屬的顆粒或離子的溶液通過微接觸工藝、噴霧工藝、凹版印刷工藝、柔版印刷工藝(flexoprinting?process)、壓印工藝(沖壓工藝，stamping?process)、移印工藝或噴墨打印方法建立。包含這樣的金屬顆粒或離子的溶液的合適的實例包括但不限于像Noviganth?AK(Atotech)或MID?Select?9040(Enthone-OMI)的商購溶液。優選地，這樣的溶液是通過Sn離子穩定的以膠體或離子形式的Pd的酸性溶液。引人注意的溶液包含20-100mg/l的Pd、2-5g/l?Sn以及2.5-3.5M?Cl。技術人員應當理解，該組成能夠進行調節以使所述參數更適合于所使用的沉積工藝。

更優選地，在步驟(c)中第一金屬的顆粒分布采用包含第一金屬顆粒的溶液通過沖頭(壓印，壓印器，stamp)建立。