本實用新型涉及壓力檢測技術(shù)領(lǐng)域，特別是柔性傳感器領(lǐng)域，具體為一種柔性壓力傳感器。

背景技術(shù)：

常規(guī)壓力傳感器作為采集控制點壓力數(shù)據(jù)的專用器件, 常用的壓力傳感器種類繁多，按敏感機理不同主要分為壓阻式、壓電式、電容式、光傳感器式、磁傳感式、超生傳感式和機械傳感式等。理想的壓力傳感器，應(yīng)該具有成本低廉、制備簡單和耐用性強等特點。常規(guī)壓力傳感器在電力、汽車、家居、工業(yè)制造等行業(yè)具有廣泛的應(yīng)用前景，但是常規(guī)壓力傳感器大都基于硬性的支撐襯底，不適用于大面積或不規(guī)則表面的壓力檢測，存在加工成本高、流程復雜等問題。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本實用新型的目的是提供一種具有較高靈敏度，加工簡易，成本低廉的柔性壓力傳感器。

本實用新型是采用如下技術(shù)方案實現(xiàn)的：

一種柔性壓力傳感器，包括上層柔性襯底和下層柔性襯底，所述上層柔性襯底上分布有上電極，所述下層柔性襯底上分布下電極，所述上電極和下電極間隔相對布置；所述上下層柔性襯底之間設(shè)置柔性伸縮絕緣層。

傳感器的工作原理為，當有力壓在上下襯底上時，柔性可伸縮絕緣層會發(fā)生收縮，使得上下電極相互靠近，上下電極間的有效面積增加，器件的電容值發(fā)生變化，進而通過電容值的變化確定作用的壓力值。

優(yōu)選的，所述上下層柔性襯底采用聚對苯二甲酸乙二醇酯或者聚酰亞胺材料制作。

所述上下電極采用金屬材料或者碳粉材料制作。

所述柔性伸縮絕緣層采用聚二甲基硅氧烷材料制作。

具體制作方法如下：

1）柔性襯底材料的預處理：首先將柔性襯底材料（聚對苯二甲酸乙二醇酯（PET）或者聚酰亞胺（PI）先后采用乙醇及水在超聲模式下清洗5分鐘，然后將襯底材料烘干。

2）、電極采用金屬材料或碳粉材料加工而成，金屬或碳粉顆粒的直徑尺寸小于10微米，同時該電極材料需配以易揮發(fā)漿料作為粘連材料，易揮發(fā)漿料采用聚酯材料。電極通過采用納米壓印或者絲網(wǎng)印刷的方式制備于襯底之上。

3）壓力敏感材料的制備：

可伸縮絕緣層材料選用聚二甲基硅氧烷（Polydimethylsiloxane，PDMS）。通過旋轉(zhuǎn)涂敷或者絲網(wǎng)印刷等加工方式將第一層PDMS制備于電極結(jié)構(gòu)之上。

采用一層一層的方式，將吡咯單體倒入氯化鐵溶液中，將上述制備有一層PDMS結(jié)構(gòu)的器件浸泡入上述溶液中，靜置30秒，再取出，在形成的第一層PDMS之上制備出單層聚吡咯聚合物。

在此基礎(chǔ)上再通過旋轉(zhuǎn)涂敷或者絲網(wǎng)印刷等加工方式將第二層PDMS制備于聚吡咯聚合物之上，重復上述動作，最后形成三層PDMS夾有兩層聚吡咯聚合物的敏感層結(jié)構(gòu)，形成壓力敏感層。

4）在壓印成型之后，器件置于60-120℃溫度范圍的真空干燥箱中加熱10-60min，以揮發(fā)部分漿料的粘連材料。

器件完成之后，需進行封裝測試工作，加工的器件可應(yīng)用于不規(guī)則表面溫度檢測特定場景。

本柔性壓力傳感器與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下技術(shù)效果：

通過采用壓印技術(shù)實現(xiàn)大規(guī)模生產(chǎn)的目的，同時通過采用金屬材料或碳粉材料作為電極材料，一方面與納米壓印技術(shù)兼容，另一方面達到降低電極材料成本的目的。

附圖說明

圖1表示本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖中，1-上層柔性襯底，2-下層柔性襯底，3-上電極，4-下電極，5-柔性伸縮絕緣層。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖對本實用新型的具體實施例進行詳細說明。

一種新型的柔性壓力傳感器，該器件主要包含上下層襯底、置于襯底上的電極及電極之間的柔性絕緣材料。如圖1所示，具體為，包括上層柔性襯底1和下層柔性襯底2，所述上層柔性襯底1上分布有上電極3，所述下層柔性襯底2上分布下電極4，所述上電極3和下電極4間隔相對布置；所述上下層柔性襯底1、2之間設(shè)置柔性伸縮絕緣層5。

上下層柔性襯底主要可以采用聚對苯二甲酸乙二醇酯（PET）或者聚酰亞胺（PI）等具有較好柔韌性及絕緣性的材料。

電極主要采用金屬材料（如導電銀漿）或碳粉材料，電極位于襯底之上，并與襯底緊密接觸，電極結(jié)構(gòu)采用叉指形狀，電極材料通過采用納米壓印或者絲網(wǎng)印刷的方式制備于襯底之上。壓印模具或網(wǎng)印模板線條寬度根據(jù)所需要加工的柔性壓力傳感器電極尺寸而定。

柔性可伸縮絕緣層材料選用具有較好的延展性的PDMS，作為柔性壓力傳感器的彈性電容層的介質(zhì)材料，當有力壓在上下襯底上時，柔性可伸縮絕緣層會發(fā)生收縮，使得上下電極相互靠近,上下電極間的有效面積增加，器件的電容值發(fā)生變化，進而通過電容值的變化確定作用的壓力值。

該柔性壓力傳感器具有靈敏度高，可大規(guī)模制造，用途廣泛等諸多優(yōu)點。

對本實用新型公開的柔性壓力傳感器結(jié)構(gòu)及其制作方法，文中應(yīng)用了具體個例對本實用新型的原理及實施方式進行了闡述，以上實施例的說明只是用于幫助理解本實用新型的方法及其核心思想；所應(yīng)理解的是，以上所述僅為本實用新型的具體實施例而已，并不用于限制本實用新型，凡在本實用新型的精神和原則之內(nèi)，所做的任何修改、等同替換、改進等，均應(yīng)包含在本實用新型的保護范圍之內(nèi)。