力传感器的制造方法技术

技术编号:22782432 阅读:21 留言:0更新日期:2019-12-11 03:37
本发明专利技术公开了一种力传感器的制造方法,涉及检测技术领域,所述方法包括:提供柔性基底,在柔性基地内形成至少一个腔体,在腔体内壁形成至少两个电极,往腔体内填充液态金属或胶态金属,形成可变形的导电通道。采用本发明专利技术实施例提供的技术方案,避免了现有技术中金属因多次弯折而发生非弹性形变的现象,提高了力检测的可靠性,更利于实现运动检测。

Manufacturing method of force sensor

The invention discloses a manufacturing method of a force sensor, which relates to the technical field of detection. The method includes: providing a flexible base, forming at least one cavity in the flexible base, forming at least two electrodes on the inner wall of the cavity, filling the cavity with liquid metal or colloidal metal, and forming a deformable conductive channel. By adopting the technical scheme provided by the embodiment of the invention, the phenomenon of inelastic deformation of metal due to multiple bending in the prior art is avoided, the reliability of force detection is improved, and the motion detection is more favorable.

【技术实现步骤摘要】
力传感器的制造方法本专利技术是″申请日为2018年5月30日,申请号为2018105426282,专利技术名称为力传感器及其制造方法″专利技术申请的分案申请。
本专利技术涉及检测
,特别是涉及一种力传感器的制造方法。
技术介绍
力传感器能够获取压力信号,并按照一定的规律将压力信号转换成电信号的器件或装置。现有的力传感器通常采用金、银、铜等能够发生弹性形变贵金属作为探头,以通过形变来获取压力信号。然而,金属经过多次弯折后会积累应力,产生金属疲劳;在超过一定形变范围后,金属会发生非弹性形变,无法恢复至初始状态;例如,当力传感器应用于运动检测时,金属容易因弯折的次数较多而发生非弹性形变,从而带来较大的测量误差。
技术实现思路
基于此,有必要提供一种力传感器的制造方法,能够提高力传感的可靠性。本专利技术实施例提供一种力传感器的制造方法,所述制造方法包括:提供柔性基底;在所述柔性基底内形成至少一个腔体,在所述腔体内壁形成至少两个电极;往所述腔体内填充液态金属或胶态金属,形成可变形的导电通道。在一种可选的实施方式中,述提供柔性基底的步骤,包括提供第一柔性基底;提供第二柔性基底,于所述第二柔性基底的表面形成至少一个凹槽,所述凹槽能够与所述第一柔性基底配合形成对应的所述腔体。在一种可选的实施方式中,所述在所述柔性基底内形成至少一个腔体,在所述腔体内壁形成至少两个电极的步骤,包括:在所述第一柔性基底的表面形成第一电极;在所述凹槽的底部形成第二电极;对所述第一柔性基底与所述第二柔性基底进行密封连接,形成所述腔体。在一种可选的实施方式中,所述对所述第一柔性基底与所述第二柔性基底进行密封连接的步骤,包括:将所述第一电极与所述凹槽进行对位。在一种可选的实施方式中,所述液态金属或所述胶态金属采用注射方式注入密封后的所述腔体内。在一种可选的实施方式中,所述液态金属或所述胶态金属注入密封前的所述凹槽内。在一种可选的实施方式中,所述凹槽上用于注射所述液态金属或所述胶态金属的注射通道,通过热固化方式或光固化方式进行封装。在一种可选的实施方式中,所述提供第一柔性基底的步骤,包括:提供第一原始柔性基底;对所述第一原始柔性基底采用减法工艺形成凸起,以得到表面具有所述凸起的第一柔性基底。在一种可选的实施方式中,所述提供第二柔性基底,于所述第二柔性基底的表面形成至少一个凹槽的步骤,包括:采用减法工艺在所述第二柔性基底的表面形成至少一个所述凹槽。在一种可选的实施方式中,所述电极采用3D打印方式形成于所述腔体内壁。相比于现有技术,本专利技术具有如下突出的有益效果:本专利技术提供了一种力传感器的制造方法,通过液态金属或胶态金属将至少两个所述电极电连通,使得液态金属或胶态金属充当着至少两个所述电极之间的导电介质,实现在柔性基底内构造可变电阻单元;采用本专利技术提供的力传感器,可将外力对柔性基底的作用,转化为柔性基底对腔体的拉伸或压缩,腔体的变形导致至少两个所述电极之间的距离发生变化,使得可变电阻单元的阻值发生变化,因此,通过确定阻值的变化或确定由阻值变化引起的电信号的变化即可实现力的检测。由于腔体的变形是由柔性基底的形变能力决定,不受金属本身的拉抻性能限制,故本实施例提供的力传感器避免了现有技术中金属发生非弹性形变而带来测量误差的现象,提高了力检测的可靠性,更利于实现运动检测。附图说明图1是本专利技术实施例一提供的力传感器的剖视图;图2是本专利技术一实施方式提供的力传感器的主视图;图3是本专利技术又一实施方式提供的力传感器的主视图;图4是本专利技术又一实施方式提供的力传感器的主视图;图5是本专利技术又一实施方式提供的力传感器的主视图;图6是本专利技术又一实施方式提供的力传感器的主视图;图7是本专利技术又一实施方式提供的力传感器的主视图;图8是图7中的力传感器在纵向力F1作用下的主视图;图9是本专利技术又一实施方式提供的力传感器的主视图;图10是图9中的力传感器在纵向力F1作用下的主视图;图11是本专利技术又一实施方式提供的力传感器的主视图;图12是本专利技术又一实施方式提供的力传感器的主视图;图13是本专利技术又一实施方式提供的力传感器的主视图;图14是图13中的力传感器在纵向力F1作用下的主视图;图15是图13中的力传感器在横向力F2作用下的主视图;图16是本专利技术又一实施方式提供的力传感器的主视图;图17是本专利技术又一实施方式提供的力传感器的俯视图;图18是本专利技术实施例二提供的力传感器的制造方法的流程图;图19是本专利技术一实施方式提供的力传感器的制造方法中的第一原始柔性基底11的示意图;图20是本专利技术一实施方式提供的力传感器的制造方法的步骤一的示意图;图21是本专利技术一实施方式提供的力传感器的制造方法的步骤二的示意图;图22是本专利技术一实施方式提供的力传感器的制造方法的步骤三的示意图;图23是本专利技术一实施方式提供的力传感器的制造方法的步骤四的示意图;图24是本专利技术一实施方式提供的力传感器的制造方法的步骤五的示意图。具体实施方式下面结合附图和实施例对本专利技术作进一步的详细说明。可以理解的是,此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本专利技术,而非对本专利技术的限定。另外还需要说明的是,为了便于描述,附图中仅示出了与本专利技术相关的部分而非全部内容。在本专利技术实施例的说明中,顶部、底部、侧壁的描述都是针对图1进行限定的,若图1中腔体的方位发生变化,则顶部、底部、侧壁的描述也将根据腔体方位的改变而改变,本专利技术在此不作赘述。实施例一图1是本专利技术实施例一提供的力传感器的剖视图;具体地,参考图1,本实施例提供一种力传感器,所述力传感器包括:柔性基底1、形成于所述柔性基底1内的至少一个腔体2、及设于所述腔体2内壁的至少两个电极;所述腔体内填充有液态金属或胶态金属;所述液态金属或所述胶态金属将至少两个所述电极电连通;在本实施方式中,所述腔体内填充有液态金属5。柔性基底1的材料可以是PDMS(polydimethylsiloxane,聚二甲基硅氧烷)、PET(Polyethyleneterephthalate,聚对苯二甲酸乙二醇酯)或PI(Polyimide,聚酰亚胺)等柔性有机物材料;液态金属为不定型金属,可看作由正离子流体和自由电子气组成的混合物;胶态金属,是指液体中的金属以胶体微粒的形式存在;优选的,液态金属5可以是汞或镓铟锡合金等不定形金属;电极的材料可以是金属单质、ITO(Indium-TinOxide,氧化铟锡)、AZO(aluminumdopedzincoxide,铝掺杂氧化锌)、碳纳米管、石墨烯等导电材料。示例性地,电极材料的电导率为1x107S/m(西门子/米);液态金属5的电导率为104-106S本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种力传感器的制造方法,其特征在于,包括:/n提供柔性基底;/n在所述柔性基底内形成至少一个腔体,在所述腔体内壁形成至少两个电极;往所述腔体内填充液态金属或胶态金属,形成可变形的导电通道。/n

【技术特征摘要】
1.一种力传感器的制造方法,其特征在于,包括:
提供柔性基底;
在所述柔性基底内形成至少一个腔体,在所述腔体内壁形成至少两个电极;往所述腔体内填充液态金属或胶态金属,形成可变形的导电通道。


2.如权利要求1所述的力传感器的制造方法,其特征在于,所述提供柔性基底的步骤,包括
提供第一柔性基底;
提供第二柔性基底,于所述第二柔性基底的表面形成至少一个凹槽,所述凹槽能够与所述第一柔性基底配合形成对应的所述腔体。


3.根据权利要求2所述的力传感器的制造方法,其特征在于,所述在所述柔性基底内形成至少一个腔体,在所述腔体内壁形成至少两个电极的步骤,包括:
在所述第一柔性基底的表面形成第一电极;
在所述凹槽的底部形成第二电极;
对所述第一柔性基底与所述第二柔性基底进行密封连接,形成所述腔体。


4.根据权利要求3所述的力传感器的制造方法,其特征在于,所述对所述第一柔性基底与所述第二柔性基底进行密封连接的步骤,包括:
将所述第一电极与所述凹槽进行对位。


5.根据...

【专利技术属性】
技术研发人员:冯雪张柏诚陈颖付浩然蒋晔刘兰兰
申请(专利权)人:浙江清华柔性电子技术研究院清华大学
类型:发明
国别省市:浙江;33

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