一种电子皮肤制造技术

技术编号:15589016 阅读:270 留言:0更新日期:2017-06-13 20:37
本实用新型专利技术涉及柔性传感器领域,公开了一种电子皮肤,其包括粘性胶膜、柔性衬底、液态金属电路、传感器及电子控制芯片;所述粘性胶膜贴敷在所述柔性衬底的下表面,所述液态金属电路设于所述柔性衬底的上表面,所述传感器及电子控制芯片与所述液态金属电路电性连接。本实用新型专利技术相比于传统的电子皮肤,设置液态金属电路的柔性电子皮肤具有更高的柔韧性和灵敏度,而且制作工艺更为简单,成本低、功耗低、携带方便,具有更加便捷的使用体验。

【技术实现步骤摘要】
一种电子皮肤
本技术涉及柔性传感器
,特别是涉及一种基于液态金属柔性电路的电子皮肤。
技术介绍
皮肤作为人体最大的器官,承担着多种生物功能,例如致密的表皮细胞可以阻挡外界物理、化学和生物因素的伤害;皮肤上的毛孔具有有效地释放多余的热量,起到降温的作用;遍布皮肤的神经感受器使人类具有敏锐的触觉和冷热感觉。随着新材料的不断出现和电子技术的发展,人造电子皮肤逐渐成为研究热点。近年来,基于纳米材料和纳米结构额人造皮肤表现出高灵敏度和高稳定性等优异性能,而且与多种传感器件的结合使得人造电子皮肤不仅具有与人类皮肤类似的功能,也具有其他特殊的功能,如对声音、光线和电磁波信号的检测。目前,电子皮肤也面临诸多的挑战:现有的电子皮肤对应变的灵敏度和信号强度普遍较低,同时制作工艺复杂,很难形成成熟的应用。
技术实现思路
(一)要解决的技术问题本技术的目的是提供一种电子皮肤,其具有高灵敏度、低成本、低功耗、携带方便以及更加便捷的使用体验等优点。(二)技术方案为了解决上述技术问题,本技术提供一种电子皮肤,其包括粘性胶膜、柔性衬底、液态金属电路、传感器及电子控制芯片;所述粘性胶膜贴敷在所述柔性衬底的下表面,所述液态金属电路设于所述柔性衬底的上表面,所述传感器及电子控制芯片与所述液态金属电路电性连接。其中,所述液态金属电路为液态金属涂层或液态金属微流道或液态金属打印或印刷电路。其中,所述液态金属电路的上表面粘贴一层柔性薄膜,用于封装所述液态金属电路。其中,所述液态金属为镓铟合金、镓铟锡合金或铋铟锡合金。其中,所述柔性衬底材质为聚二甲基硅氧烷、聚苯二甲酸乙二酯、聚乙烯醇、聚乙烯醇缩甲醛或聚乙烯中的一种。其中,所述柔性衬底的厚度为5-100微米。其中,所述传感器为温度传感器;所述温度传感器设于所述柔性衬底的下表面中部,所述柔性衬底的下表面两侧粘贴所述粘性胶膜,所述温度传感器与所述液态金属电路连接;所述液态金属电路的上表面连接所述电子控制芯片。进一步地,所述液态金属电路还连接有蓝牙模块和电池。其中,所述柔性衬底呈长方形,所述液态金属电路为若干条首尾相连的液态金属线,所述液态金属线沿所述柔性衬底的长度方向依次设置;所述柔性衬底的长度方向的下表面两端分别设有所述粘性胶膜。进一步地,所述柔性衬底的长度为5厘米,宽度为1厘米,厚度为100微米;所述液态金属线的长度为3厘米,宽度为1毫米。(三)有益效果与现有技术相比,本技术具有以下优点:本技术提供的一种电子皮肤,其包括粘性胶膜、柔性衬底、液态金属电路、传感器及电子控制芯片;所述粘性胶膜贴敷在所述柔性衬底的下表面,所述液态金属电路设于所述柔性衬底的上表面,所述传感器及电子控制芯片与所述液态金属电路电性连接;相比于传统的电子皮肤,设置液态金属电路的柔性电子皮肤具有更高的柔韧性和灵敏度,而且制作工艺更为简单,成本低、功耗低、携带方便,具有更加便捷的使用体验。附图说明图1为本技术一种电子皮肤的整体结构示意图;图2为图1的剖视图;图3为本技术实施例1一种电子皮肤的整体结构示意图;图4为图3的剖视图;图5为本技术实施例2一种电子皮肤的使用状态示意图;图6为图5的整体结构示意图。图中:1:粘性胶膜;2:柔性衬底;3:液态金属电路;4:电子控制芯片;5:蓝牙模块;6:电池;7:温度传感器。具体实施方式下面结合附图和实施例,对本技术的具体实施方式作进一步详细描述。以下实例用于说明本技术,但不用来限制本技术的范围。在本技术的描述中,需要说明的是,术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本技术和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本技术的限制。在本技术的描述中,需要说明的是,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或一体地连接;可以是机械连接,也可以是电连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言,可以具体情况理解上述术语在本技术中的具体含义。此外,在本技术的描述中,除非另有说明,“多个”、“多根”、“多组”的含义是两个或两个以上。如图1和2所示,为本技术提供的一种电子皮肤,其包括粘性胶膜1、柔性衬底2、液态金属电路3、传感器及电子控制芯片4;所述粘性胶膜1贴敷在所述柔性衬底2的下表面,用于将电子皮肤固定在皮肤表面,所述液态金属电路3设于所述柔性衬底2的上表面,所述柔性衬底2是一块厚度为5-100微米的PDMS薄膜,具有较高的柔性,所述传感器及电子控制芯片4与所述液态金属电路3电性连接。其中,所述液态金属电路3为液态金属涂层或液态金属微流道或液态金属打印或印刷电路。其制备工艺如下:(1)采用光掩模技术制备液态金属微流道:在平整的硅片表面旋涂一层感光胶,将带有微流道图案的遮光胶片放置在感光胶层上,再使用紫外光对其照射一段时间;取下遮光片后使用显影剂对感光胶进行冲洗,再将PDMS混合液涂抹在感光胶表面,置于75℃的加热箱中加热一小时;待混合液固化成膜后,将其揭下则得到PDMS微流道;采用等离子键合的方法将PDMS薄膜和PDMS微流道粘合在一起,并将液态金属灌注在微流道内,形成液态金属微流道;所述等离子键合的操作方法具体包括:将柔性聚合物微针管和柔性聚合物微流道贴合在一起,放入PDMS芯片等离子键合机(型号为GPC-102A)中;首先对等离子键合机的腔体进行抽真空处理;之后使用氧气反复冲洗,排除其余气体;关闭氧气流,把真空腔抽真空到真空度(氧气压力)为13.3~40Pa;加高压1400~2000V使真空腔内的氧气起辉,对薄膜表面进行氧等离子体轰击,即可完成对薄膜的键合。(2)采用液态金属喷涂技术制备液态金属涂层:首先,将PDMS与硅胶固化剂以10:1的质量比混合均匀,随后将混合液均匀涂抹在玻璃表面,置于75℃的加热箱中加热一小时;当PDMS凝固后将其取出,将塑料或金属掩膜板置于PDMS之上,随后使用液态金属喷枪将液态金属均匀喷涂在PDMS薄膜上;将掩膜板取下,将PDMS混合液均匀涂抹在喷涂液态金属的薄膜上,在相应位置放置传感器和电子控制芯片4,然后将其放置在75℃的加热箱中加热一小时,PDMS凝固后液态金属电路3即封装完成。(3)液态金属打印或印刷电路制作:将PDMS与硅胶固化剂以10:1的质量比混合均匀,随后将混合液均匀涂抹在玻璃表面,置于75℃的加热箱中加热一小时;当PDMS凝固后将其取出,将塑料或金属掩膜板置于PDMS之上,随后使用液态金属打印或印刷技术将液态金属均匀印制在PDMS薄膜上;将掩膜板取下,将PDMS混合液均匀涂抹在喷涂液态金属的薄膜上,在相应位置放置传感器和电子控制芯片4,然后将其放置在75℃的加热箱中加热一小时,PDMS凝固后液态金属电路3即封装完成。其中,所述液态金属电路3的上表面粘贴一层柔性薄膜,用于封装所述液态金属电路3。其中,所述液态金属可以为镓铟合本文档来自技高网...
一种电子皮肤

【技术保护点】
一种电子皮肤,其特征在于,包括粘性胶膜、柔性衬底、液态金属电路、传感器及电子控制芯片;所述粘性胶膜贴敷在所述柔性衬底的下表面,所述液态金属电路设于所述柔性衬底的上表面,所述传感器及电子控制芯片与所述液态金属电路电性连接。

【技术特征摘要】
1.一种电子皮肤,其特征在于,包括粘性胶膜、柔性衬底、液态金属电路、传感器及电子控制芯片;所述粘性胶膜贴敷在所述柔性衬底的下表面,所述液态金属电路设于所述柔性衬底的上表面,所述传感器及电子控制芯片与所述液态金属电路电性连接。2.根据权利要求1所述的电子皮肤,其特征在于,所述液态金属电路为液态金属涂层或液态金属微流道或液态金属打印或印刷电路。3.根据权利要求1所述的电子皮肤,其特征在于,所述液态金属电路的上表面粘贴一层柔性薄膜,用于封装所述液态金属电路。4.根据权利要求1所述的电子皮肤,其特征在于,所述液态金属为镓铟合金、镓铟锡合金或铋铟锡合金。5.根据权利要求1所述的电子皮肤,其特征在于,所述柔性衬底材质为聚二甲基硅氧烷、聚苯二甲酸乙二酯、聚乙烯醇、聚乙烯醇缩甲醛或聚乙烯中的一种。6.根据权利要求1所述的电子皮肤,其特征在于...

【专利技术属性】
技术研发人员:国瑞邓中山盛磊刘静
申请(专利权)人:云南科威液态金属谷研发有限公司
类型:新型
国别省市:云南,53

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