[發明專利]柔性應變傳感器及其制作方法

有效

• 申請號: 201811330471.3
• 申請日: 2018-11-09
• 公開（公告）號: CN111174685B
• 公開（公告）日: 2022-06-07
• 發明（設計）人: 潘曹峰;鮑容容;李靜
• 申請（專利權）人: 北京納米能源與系統研究所
• 主分類號: G01B7/16
• 分類號: G01B7/16
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司 11021
• 代理人: 任巖

本發明公開了一種柔性應變傳感器，包括：襯底；以及金屬薄膜層，所述金屬薄膜層形成在襯底上；其中，所述襯底的厚度為10μm?25μm。根據本發明公開的應變傳感器，金屬薄膜層可以快速靈敏地對外界應變進行響應，而且采用厚度為10μm?25μm的襯底具有更優異的機械順從性，從而對于應變刺激具有更高的靈敏度，能夠快速靈敏地對應變刺激進行響應。

技術領域

本發明涉及應變測量領域，具體涉及一種柔性應變傳感器及其制作方法。

背景技術

由于基于裂紋層疊結構的應變傳感器具有較高的靈敏度，其被廣泛應用于電子皮膚領域，以對外界刺激如壓力、應變和溫度等進行響應。然而該類型柔性應變傳感器在實際應用中仍有很大的局限性，首先由于應變傳感器的襯底較厚，導致了其較低的機械順從性，進而限制了應變傳感器在不同彎曲表面的應用。其次，在制備應變傳感器時，其導電薄膜的活性材料成本高，制備過程復雜，而且該類型的傳感器無法對微小應變的刺激進行響應。

發明內容

有鑒于此，為了克服上述問題的至少一個方面，本發明的實施例提供一種柔性應變傳感器，該柔性應變傳感器包括襯底以及金屬薄膜層，所述金屬薄膜層形成在所述襯底上；其中，所述襯底的厚度為10μm-25μm。

進一步地，所述襯底的厚度為15μm。

進一步地，所述襯底采用彈性高分子聚合物制成。

進一步地，所述彈性高分子聚合物包括聚二甲基硅氧烷。

進一步地，其特征在于，所述金屬薄膜層具有裂紋層疊結構。

進一步地，所述金屬薄膜層采用金、銀、鋁或氧化銦錫制成，優選采用銀制成。

進一步地，所述金屬薄膜層包括成“工”字型設置的金屬薄膜層第一部分、金屬薄膜層第二部分和金屬薄膜層第三部分，所述金屬薄膜層第二部分位于所述金屬薄膜層第一部分和金屬薄膜層第三部分之間。

進一步地，所述金屬薄膜層第二部分的尺寸為1mm×2mm-100mm×200mm；所述金屬薄膜層第一部分和所述金屬薄膜層第三部分的尺寸為1mm×2mm-100mm×200mm。

根據本發明的另一個方面，本發明還提供了一種應變傳感器的制作方法，包括以下步驟：

S1，提供犧牲層；

S2，在所述犧牲層上形成襯底，其中所述襯底的厚度為10μm-25μm；

S3，在所述襯底上形成金屬薄膜層；以及

S4，去除犧牲層。

進一步地，在步驟S3中，利用磁控濺射法在所述襯底上形成所述金屬薄膜層。

進一步地，步驟S3還包括：

S31，對所述襯底進行預拉伸，形成具有裂紋層疊結構的金屬薄膜層。

進一步地，在步驟S31中，利用線性馬達對所述襯底進行預拉伸。

進一步地，利用高速旋涂法在所述犧牲層上形成所述襯底。

進一步地，所述襯底采用彈性高分子聚合物制成。

進一步地，所述彈性高分子聚合物包括聚二甲基硅氧烷。

進一步地，利用去離子水去除所述犧牲層。

與現有技術相比，本發明具有以下優點之一：

1、本發明提供的應變傳感器，由于其超薄的襯底從而能夠對應變刺激做出高靈敏度的響應，并且具有優異的機械順從性；

2、本發明提供的制作應變傳感器的方法簡單易行，成本低。

附圖說明