[發明專利]一種具有串聯結構的柔性壓力傳感器及其制備方法

有效

• 申請號: 202110149370.1
• 申請日: 2021-02-03
• 公開（公告）號: CN112903150B
• 公開（公告）日: 2021-12-14
• 發明（設計）人: 楊小牛;張通
• 申請（專利權）人: 中國科學院長春應用化學研究所
• 主分類號: G01L1/18
• 分類號: G01L1/18
• 代理公司: 長春眾邦菁華知識產權代理有限公司 22214
• 代理人: 王瑩

1.具有串聯結構的柔性壓力傳感器，其特征在于，包括第一彈性體薄膜(1)、第二彈性體薄膜(2)、第一導電層(3)、第二導電層(4)和導線；

所述第一彈性體薄膜(1)和第二彈性體薄膜(2)均具有表面微結構；第一導電層(3)沉積在第一彈性體薄膜(1)具有表面微結構的表面上，且通過N條分隔線分割為M個相互獨立的第一導電區域(3-1)；第二導電層(4)沉積在第二彈性體薄膜(2)具有表面微結構的表面上，且通過P條分隔線分割為Q個相互獨立的第二導電區域(4-1)；第一導電層(3)和第二導電層(4)相對放置，且每個第一導電區域(3-1)均接觸相鄰的兩個第二導電區域(4-1)；導線為兩根，兩根導線的一端分別連接第一彈性體薄膜(1)或第二彈性體薄膜(2)的兩端，或者一根導線的一端連接第一彈性體薄膜(1)的一端，另一根導線的一端連接第二彈性體薄膜(2)的一端，當第一導電區域(3-1)與第二導電區域(4-1)的數量相同時，一根導線的一端連接第一彈性體薄膜(1)的一端，另一根導線的一端連接第二彈性體薄膜(2)的一端；當第一導電區域(3-1)比第二導電區域(4-1)的數量多(1)時，兩根導線的一端分別連接在第一彈性體薄膜(1)的兩端；當第一導電區域(3-1)比第二導電區域(4-1)的數量少(1)時，兩根導線的一端分別連接在第二彈性體薄膜(2)的兩端；

所述N≥1，M≥2，P≥0，Q≥1。

2.根據權利要求1所述的具有串聯結構的柔性壓力傳感器，其特征在于，分割第一導電層(3)的分割線相互平行，且垂直于第一彈性體薄膜(1)的長度方向，相鄰的分割線的間距均相等；分割第二導電層(4)的分割線相互平行，且垂直于第二彈性體薄膜(2)的長度方向，相鄰的分割線的間距均相等；第一導電層(3)和第二導電層(4)的分割線平行。

3.根據權利要求2所述的具有串聯結構的柔性壓力傳感器，其特征在于，所述分割線的間距均為300μm-10mm，分割線的寬度均為5μm-200μm。

4.根據權利要求1所述的具有串聯結構的柔性壓力傳感器，其特征在于，所述第一彈性體薄膜(1)和第二彈性體薄膜(2)的材料分別獨立的為硅橡膠、環氧樹脂或聚氨酯；第一彈性體薄膜(1)的表面微結構和第二彈性體薄膜(2)的表面微結構分別獨立的為金字塔陣列、半球陣列、褶皺結構、仿荷葉結構、無規微結構中的一種或多種的組合，微結構的尺寸分別獨立的為1μm-500μm；第一彈性體薄膜(1)和第二彈性體薄膜(2)的厚度分別獨立的為100μm-5mm。

5.根據權利要求1所述的具有串聯結構的柔性壓力傳感器，其特征在于，所述第一導電層(3)和第二導電層(4)的材料分別獨立的為導電材料或復合材料，復合材料為彈性體材料與導電材料的復合材料，導電材料為導電金屬、導電聚合物、金屬納米線或導電碳材料，彈性體材料為聚氨酯、硅橡膠或環氧樹脂；第一導電層(3)和第二導電層(4)的厚度分別獨立的為10nm-20μm。

6.根據權利要求1所述的具有串聯結構的柔性壓力傳感器，其特征在于，所述導線為銅導線或銅箔，連接方式為接觸連接、焊錫連接或導電銀漿連接。

7.根據權利要求1所述的具有串聯結構的柔性壓力傳感器，其特征在于，所述N≥9，P≥8。

8.根據要求1所述的具有串聯結構的柔性壓力傳感器，其特征在于，所述第一彈性體薄膜(1)和第二彈性體薄膜(2)封裝固定。