[發明專利]一種三明治結構觸覺傳感陣列制備方法

有效

• 申請號: 202011532694.5
• 申請日: 2020-12-22
• 公開（公告）號: CN112747844B
• 公開（公告）日: 2022-04-29
• 發明（設計）人: 鄧元;俞佳杰;張珂;楊杰;張帥
• 申請（專利權）人: 北京航空航天大學杭州創新研究院
• 主分類號: G01L1/16
• 分類號: G01L1/16;G01L1/14;G01L1/18;G01K7/00;G01K7/16;H01L35/32;H01L35/34;H01L41/113;H01L41/33
• 代理公司: 南京知識律師事務所 32207
• 代理人: 劉豐;熊敏敏

本發明公開了一種三明治結構觸覺傳感陣列制備方法，屬于觸覺傳感技術領域。本發明的方法，包括：用乙醇擦洗基底，在潔凈的基底上粘上雙面膠；使用激光在雙面膠上直寫預設的電極圖案，去除相應區域的雙面膠；將電極漿料均勻涂覆在去除雙面膠后的區域，確保電極漿料厚度與基底上剩余雙面膠厚度一致；將電極漿料加熱固化，去除剩余雙面膠的保護層，保留剩余雙面膠的粘性層，得到帶有雙面膠粘性層的陣列化電極圖案，作為上電極或下電極；將敏感層兩面分別對準上電極和下電極，通過上電極或下電極上剩余雙面膠粘性層貼合在一起。本發明具有充電效率高、抗干擾能力強、智能化，以及建設及維護成本低、損耗低、安全性能高等優點。

技術領域

本發明屬于觸覺傳感技術領域，具體涉及一種三明治結構觸覺傳感陣列制備方法。

背景技術

智能觸覺傳感器就像人的手一樣至關重要，因為它不僅讀取如位置、溫度和形狀等物理特征，也可以通過感覺硬度、壓力來執行各種操作。觸覺傳感器并不單純等同于壓力傳感器，它不僅可以讀取壓力信號，還應具備檢測溫度、導熱能力、濕度等物理特征的能力，并且具有數據處理與傳輸的功能，能夠對物體的形狀、材質等物理屬性做出相應判斷。觸覺傳感器以信號傳導的形式將生理活動信號轉換為可視的電信號，從而實現觸覺信息的快速精確傳導。觸覺傳感器是柔性電子學、器件物理和材料學的交叉前沿研究領域，在人體臨床診斷、健康評估、健康監控、虛擬電子、柔性觸摸屏、柔性電子皮膚，甚至工業機器人等領域擁有很大的應用潛力，正朝著高柔彈性、寬量程的高靈敏度、多功能、自愈合與自清潔、自供電等方向發展。

力學觸覺傳感器的信息傳導機制主要分為電阻、電容、壓電、摩擦電四大類。電阻式傳感器其傳感因素主要受電極本身形變產生的電阻變化，和電極之間的接觸電阻影響，。對于電容式傳感器，可通過改變正對面積和平行板間距來探測不同的力。壓電式傳感器則是基于材料在外界機械壓力作用下產生電壓的能力來工作，具有較高的靈敏度和響應速度，可用于檢測聲音震動或脈搏跳動等動態壓力。而摩擦電則是兩種不同材料彼此摩擦時在表面上誘發的電荷。摩擦產生的電荷量取決于兩種接觸材料之間摩擦電極性的差異。

溫度觸覺傳感器的原理主要有光纖傳感器、熱電偶傳感器和熱敏電阻傳感器。光纖傳感器的工作原理就是用被測量的變化調制傳輸光光波的某一參數，使其隨之變化，然后對已知調制的光信號進行檢測，從而得到被測量。熱電傳感器測溫度的基本原理是當有兩種不同的導體和半導體組成一個回路，其相互連接時，只要兩結點處的溫度不同，則回路中就有電流產生，即回路中存在的電動勢稱為熱電動勢。熱敏電阻是敏感元件的一類，熱敏電阻的電阻值會隨著溫度的變化而改變。

傳統的微尺度單元陣列的三明治觸覺傳感器往往先采用光刻，然后磁控或蒸鍍的方法，費時費力，光刻膠等還容易造成污染。。

發明內容

本發明目的是提供一種三明治結構觸覺傳感陣列制備方法，具有充電效率高、抗干擾能力強、智能化，以及建設及維護成本低、損耗低、安全性能高等優點。

具體地說，本發明提供了一種三明治結構觸覺傳感陣列制備方法，所述三明治結構觸覺傳感陣列依次包括上電極、敏感極和下電極，所述三明治結構觸覺傳感陣列制備方法包括：

用乙醇擦洗基底，在潔凈的基底上粘上雙面膠；

使用激光在所述雙面膠上直寫預設的電極圖案，去除相應區域的雙面膠；

將電極漿料均勻涂覆在所述去除雙面膠后的區域，確保電極漿料厚度與基底上剩余雙面膠厚度一致；

將所述電極漿料加熱固化，去除所述剩余雙面膠的保護層，保留剩余雙面膠的粘性層，得到帶有雙面膠粘性層的陣列化電極圖案，作為所述上電極或下電極；

將所述敏感層兩面分別對準所述上電極和下電極，通過上電極或下電極上所述剩余雙面膠粘性層貼合在一起。

進一步的，所述基底可以是柔性高分子、陶瓷、不銹鋼、硅片、石英或玻璃。