[發明專利]一種同層式的多級陣列壓力傳感器

有效

• 申請號: 201810129054.6
• 申請日: 2018-02-08
• 公開（公告）號: CN108444620B
• 公開（公告）日: 2020-11-03
• 發明（設計）人: 楊賡;龐高陽;徐飛鴻;楊華勇
• 申請（專利權）人: 浙江大學
• 主分類號: H01L29/84
• 分類號: H01L29/84;G01L1/16;G01L1/26;G01L9/08;G01L15/00
• 代理公司: 杭州求是專利事務所有限公司 33200
• 代理人: 林超

1.一種同層式的多級陣列壓力傳感器，其特征在于：包含由柔性基底(1)、隔空層(6)和受力層(11)依次從下到上緊密層疊構成的壓力傳感單元；柔性基底(1)上表面設有三個沿圓周方向間隔均勻分布的階梯型傳感凸起結構，階梯型傳感凸起結構為頂部小端、底部大端的結構，階梯型傳感凸起結構的頂面和臺階面分別設有柔性基底第一電極(5)和柔性基底第二電極(4)；隔空層(6)中設有分別與三個階梯型傳感凸起結構位置對應的三個通孔，三個階梯型傳感凸起結構分別嵌裝于三個通孔中；受力層(11)下表面設有分別與三個階梯型傳感凸起結構位置對應的三個圓柱盲孔，圓柱盲孔的孔底面設有受力層第一電極(10)，圓柱盲孔的孔周圍的受力層下表面設有受力層第二電極(9)；

當受力層(11)的上表面受到均布力作用時，受力層第一電極(10)和柔性基底第一電極(5)先接觸獲得第一壓力閾值，受力層第二電極(9)和柔性基底第二電極(4)后接觸獲得第二壓力閾值，從而實現多級壓力檢測；

三個所述的柔性基底第一電極(5)和柔性基底第二電極(4)分別通過柔性基底(1)上的柔性基底第一電極導線(2)和柔性基底第二電極導線(3)串聯后引出至外部；

三個所述的受力層第一電極(10)通過受力層第一電極導線(7)串聯引出至外部，三個受力層第二電極(9)通過受力層第二電極導線(8)串聯引出至外部，受力層第一電極導線(7)和受力層第二電極導線(8)串聯輸出電路接通信號。

2.根據權利要求1所述的一種同層式的多級陣列壓力傳感器，其特征在于：

所述的隔空層(6)的通孔直徑大于等于柔性基底(1)的階梯型傳感凸起結構的底部大端直徑，受力層(11)的圓柱盲孔的直徑介于柔性基底(1)的階梯型傳感凸起結構的底部大端直徑和頂部小端直徑之間。

3.根據權利要求1所述的一種同層式的多級陣列壓力傳感器，其特征在于：

所述的階梯型傳感凸起結構的底部大端的高度小于隔空層(6)的厚度，且階梯型傳感凸起結構的總高度小于隔空層(6)的厚度和受力層(11)圓柱盲孔的孔深度之和。

4.根據權利要求1所述的一種同層式的多級陣列壓力傳感器，其特征在于：

所述多級陣列壓力傳感器包括至少一個所述壓力傳感單元。

5.根據權利要求1所述的一種同層式的多級陣列壓力傳感器，其特征在于：

制成所述的柔性基底(1)及其階梯型傳感凸起結構、隔空層(6)和受力層(11)的柔性襯底材料包括聚二甲基硅氧烷(PDMS)。

6.根據權利要求1所述的一種同層式的多級陣列壓力傳感器，其特征在于：

制成所述的柔性基底第一電極(5)、柔性基底第二電極(4)、受力層第一電極(10)和受力層第二電極(9)所用材料包含銀納米線薄膜電極。