[發明專利]柔性應變采集裝置、系統及裝置的制作方法

在審

• 申請號: 202110019619.7
• 申請日: 2021-01-07
• 公開（公告）號: CN112833769A
• 公開（公告）日: 2021-05-25
• 發明（設計）人: 姚建;陳闖;張濤;劉斌;喻均文;王波;史敏
• 申請（專利權）人: 杭州柔谷科技有限公司
• 主分類號: G01B7/16
• 分類號: G01B7/16;H05K3/28;H05K3/34;G08C17/02
• 代理公司: 重慶中之信知識產權代理事務所(普通合伙) 50213
• 代理人: 梁欣

本發明公開了柔性應變采集裝置，包括制作有電路的FPC軟板以及貼附在所述FPC軟板上的無源器件和芯片；所述芯片包括至少一個柔性芯片，所述柔性芯片的厚度不大于50μm；至少所述柔性芯片通過連接線與所述FPC軟板上的焊盤連接，至少所述柔性芯片及所述連接線被硅膠保護層包覆。本發明還公開了柔性應變采集系統及柔性應變采集裝置的制作方法。本發明的柔性應變采集裝置體積和質量更小，柔性可共形，無需使用大量的長線纜，使柔性應變系統的安裝和布線更加簡單。

技術領域

本發明屬于應變采集技術領域，具體涉及柔性應變采集裝置、系統及裝置的制作方法。

背景技術

在航空航天及工程機械領域，飛行器、火箭、衛星、吊臂等結構安全性、功能耐久性等日漸關注，在機械結構的健康檢測系統方面，國內許多科研院所在飛行器的結構載荷、火箭箭體的靜力載荷與模態分析、衛星系統的振動載荷等方面開展了大量工作，而應力-應變等力學行為檢測是其中重要的組成部分。目前市場上對應力應變類采集設備需求量大，而現有應變采集設備采用傳統塑封芯片封裝，系統集成度底，因此整個采集系統體積大、質量大、硬質不可共形。同時應變測量時采集設備供電繁瑣，應變傳感器與采集設備距離遠，導致線纜較長，有的甚至達到100m以上，整個測量場景線纜量龐大，而飛機空間有限，導致布線困難，出現故障后排查困難。

發明內容

針對現有技術中所存在的不足，本發明提供了一種體積和質量小、柔性可貼在飛行器上、布線簡單的柔性應變采集裝置、系統及裝置的制作方法。

第一方面，柔性應變采集裝置，包括制作有電路的FPC軟板以及貼附在所述FPC軟板上的無源器件和芯片；所述芯片包括至少一個柔性芯片，所述柔性芯片的厚度不大于50μm；至少所述柔性芯片通過連接線與所述FPC軟板上的焊盤連接，至少所述柔性芯片及所述連接線被硅膠保護層包覆。

一種實施例中，所述FPC軟板整體被塑封材料所塑封。

一種實施例中，所述芯片包括無線通信芯片、模數轉換芯片、運放芯片及電源控制芯片，其中至少所述無線通信芯片、所述模數轉換芯片和所述運放芯片之一為所述柔性芯片。

第二方面，柔性應變采集系統，包括路由器、上位機以及用于貼附在待采集位置的應變片，還包括如前述任一種柔性應變采集裝置，所述柔性應變采集裝置用于貼附在所述應變片附近，所述應變片與所述柔性應變采集裝置電連接，所述路由器分別與所述柔性應變采集裝置和上位機通信連接。

一種實施例中，所述柔性應變采集裝置包括依次連接的信號放大模塊、信號轉換模塊和無線通信模塊，所述信號放大模塊的輸入端與所述應變片輸出端電連接，所述無線通信模塊與所述上位機通信連接。

一種實施例中，所述柔性應變采集裝置還包括與所述信號放大模塊、所述信號轉換模塊和所述無線通信模塊連接的電源模塊，所述電源模塊與用于貼附在所述柔性應變采集裝置附近的太陽能薄膜電池連接。

第三方面，柔性應變采集裝置的制作方法，包括：

提供制作有電路的FPC軟板；

提供無源器件，將所述無源器件貼附在所述FPC軟板上表面；

提供芯片，將所述芯片貼附在所述FPC軟板上表面；所述芯片中至少有一個芯片為柔性芯片，其厚度不大于50μm；

將所述芯片與所述FPC軟板上的焊點互聯；

在所述FPC軟板上表面制作至少包覆所述柔性芯片的硅膠保護層。

一種實施例中，將整個FPC軟板通過塑封材料進行塑封。

一種實施例中，所述硅膠保護層的硬度小于邵氏A50度，斷裂伸長率大于100％。

一種實施例中，所述塑封材料的硬度在邵氏A40度和A80度之間，斷裂伸長率大于100％；及/或，所述塑封材料為塑膠或硅膠。