[發明專利]一種柔性電阻式壓力傳感器陣列及其制備方法

在審

• 申請號: 201810804150.6
• 申請日: 2018-07-20
• 公開（公告）號: CN108871629A
• 公開（公告）日: 2018-11-23
• 發明（設計）人: 蔡民;杜以樸;宋吉舟;聶爽;王成軍;張順;岑諾;鐘雯祎;鄧四維
• 申請（專利權）人: 浙江大學
• 主分類號: G01L1/20
• 分類號: G01L1/20;G01L9/00
• 代理公司: 杭州天勤知識產權代理有限公司 33224
• 代理人: 胡紅娟

1.一種柔性電阻式壓力傳感器陣列，包括表面封裝層、電極層和功能層，其特征在于，所述電極層包括基層薄膜以及基層薄膜上的若干條等距排列的薄膜金屬線，所述薄膜金屬線連接有多路選通器；

所述功能層為表面帶有凸起微結構的柔性彈性薄膜，所述柔性彈性薄膜覆蓋有若干條等距排列的導電金屬線，所述導電金屬線連接有運算放大器；

所述電極層的薄膜金屬線和功能層的導電金屬線以垂直交叉的方式疊合裝配。

2.如權利要求1所述的柔性電阻式壓力傳感器陣列，其特征在于，所述的表面封裝層為薄膜結構、厚膜結構、多孔結構、表面粗糙結構中的任意一種或多種。

3.如權利要求1所述的柔性電阻式壓力傳感器陣列，其特征在于，所述凸起微結構為錐形陣列結構或蜂窩狀結構。

4.如權利要求1所述的柔性電阻式壓力傳感器陣列，其特征在于，所述的柔性彈性薄膜的材料為PDMS。

5.如權利要求1所述的柔性電阻式壓力傳感器陣列，其特征在于，所述的導電金屬線由若干層金屬疊合而成，每層的厚度為5納米-100微米，至少有一層為導電金屬。

6.如權利要求1所述的柔性電阻式壓力傳感器陣列，其特征在于，所述的導電金屬線采用鉻金雙層金屬，通過鉻將金粘接在所述的柔性彈性薄膜上。

7.一種如權利要求1～6所述的柔性電阻式壓力傳感器陣列的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

(1)利用具有表面微結構的模具，通過勻膠技術制得含表面凸起微結構的柔性彈性薄膜，將柔性彈性薄膜的光滑面轉印到玻璃表面，在凸起微結構表面用掩膜版遮蔽后進行金屬鍍膜，形成M條等距排列的導電金屬線，得到功能層；

(2)在基層薄膜上布置N條等距排列的薄膜金屬線，得到電極層；

(3)利用表面封裝層將功能層與電極層疊合，使得M條導電金屬線與N條薄膜金屬線垂直交叉，形成M×N個接觸點，最終得到所述的柔性電阻式壓力傳感器陣列。

8.如權利要求7所述的柔性電阻式壓力傳感器陣列的制備方法，其特征在于，步驟(1)中，所述的模具為砂紙、紡織物、生物表皮或人工微結構模具。

9.如權利要求7所述的柔性電阻式壓力傳感器陣列的制備方法，其特征在于，步驟(2)中，所述電極層采用柔性電子制造工藝、印刷電路技術或噴墨打印技術制得。

10.如權利要求7所述的柔性電阻式壓力傳感器陣列的制備方法，其特征在于，步驟(3)的具體步驟為：

(3-1)使用水溶性膠帶將電極層貼于底封裝層上，用水將該膠帶完全溶解，使電極層轉印到底封裝層上；

(3-2)使用水溶性膠帶將功能層的凸起微結構面完整粘貼后拾起，使功能層的光滑面朝上，將光滑面和頂封裝層置于等離子清洗機中用氧氣處理，迅速將該膠帶和頂封裝層熱壓在一起，再用水將該膠帶完全溶解；

(3-3)使用水溶性膠帶將步驟(3-1)的產物完整粘貼后拾起，使有電極層的一面朝上，將電極層的面和步驟(3-2)的產物置于等離子清洗機中用氧氣處理，迅速將該膠帶和頂封裝層熱壓在一起，再用水將該膠帶完全溶解，從而得到柔性壓力傳感器陣列。