[發(fā)明專利]設(shè)置有微結(jié)構(gòu)的柔性壓力傳感器及其制造方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202210053265.2
• 申請日: 2022-01-18
• 公開（公告）號: CN114414108A
• 公開（公告）日: 2022-04-29
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 馮雪;張瑞平;王鵬
• 申請（專利權(quán)）人: 清華大學(xué)
• 主分類號: G01L1/18
• 分類號: G01L1/18;G01L1/14;G01L1/16;G01L9/06;G01L9/08;G01L9/12
• 代理公司: 北京林達(dá)劉知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11277
• 代理人: 劉新宇;張會華

1.一種設(shè)置有微結(jié)構(gòu)的柔性壓力傳感器，其特征在于，包括傳感器本體(1)與微結(jié)構(gòu)(2)，所述傳感器本體(1)為柔性壓力傳感器，

在所述傳感器本體(1)所處的三維空間中，所述傳感器本體(1)的受壓方向垂直于所述傳感器本體(1)的底面，所述傳感器本體(1)與所述微結(jié)構(gòu)(2)在所述傳感器本體(1)的底面所在平面的正投影不重疊，且在所述受壓方向上，所述微結(jié)構(gòu)(2)的受壓面的頂點(diǎn)高于或平齊于所述傳感器本體(1)的受壓面的頂點(diǎn)，使得所述傳感器本體(1)受到壓力時，所述微結(jié)構(gòu)(2)能夠分擔(dān)所述壓力。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)置有微結(jié)構(gòu)的柔性壓力傳感器，其特征在于，還包括將所述傳感器本體(1)、所述微結(jié)構(gòu)(2)連接成整體的封裝部(3)，所述傳感器本體(1)的底面和所述微結(jié)構(gòu)(2)的底面連接于所述封裝部(3)。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的設(shè)置有微結(jié)構(gòu)的柔性壓力傳感器，其特征在于，所述傳感器本體(1)被設(shè)置在所述微結(jié)構(gòu)(2)和所述封裝部(3)形成的密封結(jié)構(gòu)之中。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)置有微結(jié)構(gòu)的柔性壓力傳感器，其特征在于，所述微結(jié)構(gòu)(2)的底面形狀為圓形、半圓形、扇形、三角形、矩形、菱形、梯形、圓環(huán)形中的一種，所述微結(jié)構(gòu)(2)的延伸方向與所述微結(jié)構(gòu)(2)的底面的夾角為90°或小于90°。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)置有微結(jié)構(gòu)的柔性壓力傳感器，其特征在于，所述微結(jié)構(gòu)(2)包括至少兩個分體。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)置有微結(jié)構(gòu)的柔性壓力傳感器，其特征在于，所述傳感器本體(1)為壓阻式、電容式、壓電式、摩擦電式壓力傳感器中的一種。

7.一種設(shè)置有微結(jié)構(gòu)的柔性壓力傳感器的制造方法，其特征在于，包括：

準(zhǔn)備傳感器，所述傳感器為柔性壓力傳感器；

準(zhǔn)備微結(jié)構(gòu)(2)；

將所述傳感器與所述微結(jié)構(gòu)(2)連接為整體，且使所述傳感器與所述微結(jié)構(gòu)(2)滿足：

在所述傳感器所處的三維空間中，所述傳感器的受壓方向垂直于所述傳感器的底面，所述傳感器與所述微結(jié)構(gòu)(2)在所述傳感器的底面所在平面的正投影不重疊，且在所述受壓方向上，所述微結(jié)構(gòu)(2)的受壓面的頂點(diǎn)高于或平齊于所述傳感器的受壓面的頂點(diǎn)，使得在所述傳感器受到壓力時，所述微結(jié)構(gòu)(2)能夠分擔(dān)所述壓力。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的制造方法，其特征在于，通過澆筑固化的方式得到所述微結(jié)構(gòu)(2)。

9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的制造方法，其特征在于，所述微結(jié)構(gòu)(2)的材料包括聚二甲基硅氧烷和/或硅膠。

10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的制造方法，其特征在于，包括：

準(zhǔn)備兩個襯底，所述襯底的材料包括聚二甲基硅氧烷和/或硅膠；

在所述兩個襯底上分別設(shè)置金屬層；

圖案化所述金屬層得到電極；

準(zhǔn)備壓阻層，所述壓阻層包括具有壓阻效應(yīng)的導(dǎo)電聚合物；

將所述壓阻層設(shè)置在所述兩個襯底之間，并使所述電極朝向所述壓阻層，通過聚二甲基硅氧烷和/或硅膠封裝所述壓阻層和所述兩個襯底。