【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及傳感，尤其涉及一種壓力傳感器、壓力傳感陣列及其制備方法。
技術介紹
1、近年來，隨著可穿戴產品的迅速發展，柔性傳感器組件成為研究人員探索的熱點課題之一。其中，柔性壓力傳感器尤其受到廣泛的關注，在包括人工電子皮膚、柔性觸屏、智能機器人以及醫療健康領域具有非常廣闊的市場前景。
2、目前，對柔性壓力傳感器的研究可基于多種工作原理，主要包括：電容式、電阻式、壓電式和薄膜晶體管式。其中，電阻式壓力傳感器具有結構簡單、不受外界電磁干擾等優點而被廣泛采用。然而，在電阻式壓力傳感器降低敏感薄膜的厚度后，存在傳感范圍增大導致靈敏度下降的問題。
3、因此，如何在降低電阻式壓力傳感器厚度的前提下，同時提高電阻式壓力傳感器的靈敏度和傳感范圍，是當前亟待解決的技術問題。
技術實現思路
1、本專利技術提供一種壓力傳感器、壓力傳感陣列及其制備方法，用于解決當前的超薄壓力傳感器不能兼具高靈敏度和大傳感范圍的問題，以改善壓力傳感器的性能，擴展壓力傳感器的應用領域。
2、根據一些實施例，本專利技術提供了一種壓力傳感器，包括：
3、第一襯底，包括相對分布的上表面和下表面；
4、第一傳感電極，位于所述第一襯底的上表面上；
5、第一絕緣層，位于所述第一傳感電極背離所述第一襯底的表面上，所述第一絕緣層包括呈陣列排布的多個第一微球或者所述第一絕緣層為具有第一鏤空結構的第一鏤空膜層；
6、第一壓敏層，位于所述第一絕緣層背離所述第一襯
7、第二襯底，位于所述第一襯底上方，所述第二襯底包括相對分布的上表面和下表面，所述第二襯底的下表面朝向所述第一襯底的上表面設置；
8、第二傳感電極，位于所述第二襯底的下表面上；
9、第二絕緣層，位于所述第二傳感電極背離所述第二襯底的表面上，所述第二絕緣層包括呈陣列排布的多個第二微球或者所述第二絕緣層為具有第二鏤空結構的第二鏤空膜層；
10、第二壓敏層，位于所述第二絕緣層背離所述第二襯底的表面上，所述第二壓敏層還填充于所述第二絕緣層中的第二空隙內并與所述第二傳感電極接觸連接，所述第二空隙位于相鄰第二微球之間或者所述第二空隙為所述第二鏤空結構，所述第二壓敏層為背離所述第二襯底的表面具有第二微結構的第二壓阻膜層。
11、在一些實施例中，所述第一壓阻膜層的材料和所述第二壓阻膜層的材料均為摻雜導電納米材料的聚合物，所述導電納米材料在所述聚合物中的摻雜濃度位于逾滲區，所述摻雜濃度為0.5％～10％。
12、在一些實施例中，所述第一絕緣層中的多個所述第一微球呈單層陣列排布，所述第二絕緣層中的多個所述第二微球也呈單層陣列排布；
13、所述第一絕緣層中多個所述第一微球的尺寸相同或者所述第一絕緣層中包括兩種尺寸的所述第一微球；
14、所述第二絕緣層中多個所述第二微球的尺寸相同或者所述第二絕緣層中包括兩種不同尺寸的第二微球；
15、所述第一微球的尺寸和所述第二微球的直徑均為0.1微米～10微米。
16、在一些實施例中，所述第一微球的材料和所述第二微球的材料相同，且均為環氧樹脂、聚對苯二甲酸乙二酯、聚丙烯、聚乙烯、聚苯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯或二氧化硅。
17、在一些實施例中，所述第一鏤空結構的形狀和所述第二鏤空結構的形狀相同，均為圓形或者方形；
18、所述第一絕緣層內相鄰所述第一鏤空結構之間的距離為10微米～100微米，所述第二絕緣層內相鄰所述第二鏤空結構之間的距離為10微米～100微米。
19、在一些實施例中，所述第一傳感電極的材料和所述第二傳感電極的材料均為導電聚合物、碳基導電物、金屬氧化物、金屬納米線、金屬和金屬氧化物納米顆粒、及其基于碳基導電物、金屬納米線、金屬和金屬氧化物納米顆粒的導電漿料中的任一種。
20、根據另一些實施例，本專利技術還提供了一種壓力傳感陣列，包括：
21、多個如上所述的壓力傳感器，且多個所述壓力傳感器呈陣列排布；
22、排布于同一行的多個所述壓力傳感器中的所述第一傳感電極電連接并共同作為行電極；
23、排布于同一列的多個所述壓力傳感器中的第二傳感電極電連接并共同作為列電極，所述列電極與所述行電極呈正交排列；
24、所述壓力傳感陣列中還包括粘合層，所述粘合層夾設于所述第一絕緣層和第二絕緣層之間，所述粘合層中具有與多個所述壓力傳感器一一對應的多個開口，每個所述壓力傳感器中的所述第一壓敏層和所述第二壓敏層均位于與其對應的所述開口內，且每一所述開口的位置與一個所述壓力傳感器中的所述第一傳感電極和所述第二傳感電極均對準。
25、在一些實施例中，所述第一壓敏層的楊氏模量和所述第二壓敏層的楊氏模量相等，且所述粘合層的楊氏模量小于或者等于所述第一壓敏層的楊氏模量；
26、所述粘合層的厚度與所述第一壓敏層和所述第二壓敏層的厚度之和相等。
27、根據又一些實施例，本專利技術還提供了一種如上所述的壓力傳感陣列的制備方法，包括如下步驟：
28、提供第一襯底和第二襯底；
29、形成所述行電極于所述第一襯底的上表面上，并形成所述列電極于所述第二襯底的下表面上；
30、形成覆蓋所述行電極的第一絕緣層，并形成覆蓋所述列電極的第二絕緣層；
31、形成第一壓敏層于所述第一絕緣層背離所述第一襯底的表面上，并形成第二壓敏層于所述第二絕緣層背離所述第二襯底的表面上，所述第一壓敏層與所述第二壓敏層對齊，且所述第一壓敏層的尺寸與所述第二壓敏層的尺寸相等；
32、形成所述粘合層于所述第一絕緣層背離所述第一襯底的表面上，所述粘合層中具有多個暴露所述第一壓敏層的所述開口；
33、沿所述第二壓敏層與所述第一壓敏層對齊的方向貼合所述第二絕緣層于所述粘合層上，使得所述行電極和所述列電極呈正交排列。
34、在一些實施例中，所述第一壓敏層采用絲網印刷、刮涂或者噴涂的方法制備；
35、所述粘合層通過激光切割雙面粘合膜的方式形成所述開口，并將形成所述開口的所述粘合層轉移至所述第一絕緣層表面；或者，采用點膠、絲網印刷、刮涂或者噴涂的方法直接于所述第一絕緣層表面形成具有所述開口的所述粘合層。
36、本專利技術提供的壓力傳感器、壓力傳感陣列及其制備方法，通過在第一傳感電極表面設置緊密排列的第一微球或是具有第一鏤空結構的第一鏤空膜層，在第二傳感電極表面設置緊密排列的第二微球或是具有第二鏤空結構的第二鏤空膜層，使覆蓋其表面的第一壓敏層和第二壓敏層的表面形成微結構，使兩層敏感層(即所述第一壓敏層和所述第二壓敏層)之間的界面接觸電阻在所述第一壓敏本文檔來自技高網...
【技術保護點】
1.一種壓力傳感器，其特征在于，包括：
2.根據權利要求1所述的壓力傳感器，其特征在于，所述第一壓阻膜層的材料和所述第二壓阻膜層的材料均為摻雜導電納米材料的聚合物，所述導電納米材料在所述聚合物中的摻雜濃度位于逾滲區，所述摻雜濃度為0.5％～10％。
3.根據權利要求1所述的壓力傳感器，其特征在于，所述第一絕緣層中的多個所述第一微球呈單層陣列排布，所述第二絕緣層中的多個所述第二微球也呈單層陣列排布；
4.根據權利要求1所述的壓力傳感器，其特征在于，所述第一微球的材料和所述第二微球的材料相同，且均為環氧樹脂、聚對苯二甲酸乙二酯、聚丙烯、聚乙烯、聚苯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯或二氧化硅。
5.根據權利要求1所述的壓力傳感器，其特征在于，所述第一鏤空結構的形狀和所述第二鏤空結構的形狀相同，均為圓形或者方形；
6.根據權利要求1所述的壓力傳感器，其特征在于，所述第一傳感電極的材料和所述第二傳感電極的材料均為導電聚合物、碳基導電物、金屬氧化物、金屬納米線、金屬和金屬氧化物納米顆粒、及其基于碳基導電物、金屬納米線、金屬和金屬氧化物納米顆粒
7.一種壓力傳感陣列，其特征在于，包括：
8.根據權利要求7所述的壓力傳感陣列，其特征在于，所述第一壓敏層的楊氏模量和所述第二壓敏層的楊氏模量相等，且所述粘合層的楊氏模量小于或者等于所述第一壓敏層的楊氏模量；
9.一種如權利要求7所述的壓力傳感陣列的制備方法，其特征在于，包括如下步驟：
10.根據權利要求9所述的壓力傳感陣列的制備方法，其特征在于，所述第一壓敏層采用絲網印刷、刮涂或者噴涂的方法制備；
...【技術特征摘要】
1.一種壓力傳感器，其特征在于，包括：
2.根據權利要求1所述的壓力傳感器，其特征在于，所述第一壓阻膜層的材料和所述第二壓阻膜層的材料均為摻雜導電納米材料的聚合物，所述導電納米材料在所述聚合物中的摻雜濃度位于逾滲區，所述摻雜濃度為0.5％～10％。
3.根據權利要求1所述的壓力傳感器，其特征在于，所述第一絕緣層中的多個所述第一微球呈單層陣列排布，所述第二絕緣層中的多個所述第二微球也呈單層陣列排布；
4.根據權利要求1所述的壓力傳感器，其特征在于，所述第一微球的材料和所述第二微球的材料相同，且均為環氧樹脂、聚對苯二甲酸乙二酯、聚丙烯、聚乙烯、聚苯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯或二氧化硅。
5.根據權利要求1所述的壓力傳感器，其特征在于，所述第一鏤空結構的形狀和所述第二鏤空結構的形狀相同，...
還沒有人留言評論。發表了對其他瀏覽者有用的留言會獲得科技券。