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柔性自驱动压力传感器及其制造方法技术

技术编号:26521970 阅读:39 留言:0更新日期:2020-12-01 13:44
本公开涉及一种柔性自驱动压力传感器及其制造方法。该方法包括:对第一衬底材料与第二衬底材料进行混合、固化处理,得到下衬底层;在下衬底层上制备出第一电极层;将离子导体涂覆到下衬底层和第一电极层上,形成离子导体层;将上衬底层安装覆盖在离子导体层上,得到传感器,上衬底层靠近离子导体层的一面设置有第二电极层。本公开实施例所提供的柔性自驱动压力传感器及其制造方法,所制造的传感器可以自驱动实现压力检测,且能耗小,在较高拉伸性下机械性能与电性能之间的可以达到兼顾、集成度好、拉伸性能好、集成度高,制造工艺简单、成本低。

【技术实现步骤摘要】
柔性自驱动压力传感器及其制造方法
本公开涉及柔性电子
,尤其涉及一种柔性自驱动压力传感器及其制造方法。
技术介绍
近年来,随着新型感应材料的快速发展、材料制备工艺的改进,电子系统微型化、数字电路的发展,电子皮肤(electronicskin)这一融合化学、材料、物理、数字电路、制造业和电子电气系统等多门学科的新型技术备受青睐。电子皮肤由于应用于表面曲率且活动着的人体,对柔性和拉伸性有较高的要求;为视觉效果,同时要求其具有透明性;且需要在拉伸条件下有良好的电性能保持性。为满足上述需求,尤其是柔性的要求,离子导体这种特殊的导体诞生了,兼具:超高拉伸性(>1000),透明性,生物相容性以及在应变下较高的电性能保持性,且具有较高的电-光性能,离子导体一般为水凝胶或聚合物与离子液体的复合体系(离子凝胶)。在电子皮肤的应用有两个方面:作为传感器的电极;作为活性组分。然而相关技术中,利用离子导体所制造的传感器仅能实现弯曲应变测试,无法实现压力测试;不利用离子导体的传统皮肤压力传感器又存在能耗大的问题。专利技术内容有鉴于此,本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种柔性自驱动压力传感器的制造方法,其特征在于,所述传感器安装在生物体的目标皮肤位置,所述方法包括:/n对第一衬底材料与第二衬底材料进行混合、固化处理,得到下衬底层;/n将预先制备好的第一电极和第一引线转移到所述下衬底层的对应位置上,所述第一电极与所述第一引线连接;/n将第一石墨烯层转移到所述下衬底层上,并对所述第一石墨烯层进行图案化处理得到与所述第一电极连接的第一石墨烯电极,所述第一电极、所述第一引线和所述第一石墨烯电极构成第一电极层;/n将预先制备的离子导体涂覆到所述下衬底层和所述第一电极层上,且使所述离子导体至少覆盖所述第一石墨烯电极,形成离子导体层;/n将预先制备的上衬底层安装覆盖...

【技术特征摘要】
1.一种柔性自驱动压力传感器的制造方法,其特征在于,所述传感器安装在生物体的目标皮肤位置,所述方法包括:
对第一衬底材料与第二衬底材料进行混合、固化处理,得到下衬底层;
将预先制备好的第一电极和第一引线转移到所述下衬底层的对应位置上,所述第一电极与所述第一引线连接;
将第一石墨烯层转移到所述下衬底层上,并对所述第一石墨烯层进行图案化处理得到与所述第一电极连接的第一石墨烯电极,所述第一电极、所述第一引线和所述第一石墨烯电极构成第一电极层;
将预先制备的离子导体涂覆到所述下衬底层和所述第一电极层上,且使所述离子导体至少覆盖所述第一石墨烯电极,形成离子导体层;
将预先制备的上衬底层安装覆盖在所述离子导体层上,得到所述传感器,所述上衬底层靠近所述离子导体层的一面设置有第二电极层,所述第二电极层包括第二电极、第二石墨烯电极和第二引线,所述第二电极与所述第二石墨烯电极、所述第二引线分别连接,所述离子导体层至少与所述第二石墨烯电极接触,
其中,所述离子导体层中的阴离子和阳离子受力扩散,使得所述第一石墨烯电极和所述第二石墨烯电极带电,以便于通过所述第一引线和第二引线检测到所述第一石墨烯电极与所述第二石墨烯电极之间的电压值,并根据所述电压值确定出所述传感器的受力大小,
所述第一衬底材料、所述第二衬底材料、所述上衬底层的材料为柔性材料。


2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,对第一衬底材料与第二衬底材料进行混合、固化处理,得到下衬底层,包括:
将所述第一衬底材料的前驱体与固化剂按照第一比例混合搅拌均匀,得到第一待固化材料;
将所述第二衬底材料的前驱体与固化剂按照第二比例混合搅拌均匀,得到第二待固化材料;
将所述第一待固化材料与所述第二待固化材料按照第一质量比混合后,在第一温度下固化第一时长,得到下衬底层。


3.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述方法还包括:
将离子液体承载材料与离子液体按照第二质量比混合后进固化处理,形成离子导体。


4.根据权利要求3所述的方法,其特征在于,所述离子液体承载材料包括硅橡胶,将离子液体承载材料与离子液体按照预设比例混合后进固化处理,形成离子导体,包括:
将所述硅橡胶的前驱体与固化剂按照第三比例混合搅拌均匀后,在第二温度下固化第二时长后,形成离子液体承载材料;
将所述离子液体承载材料和离子液体按照第二质量比混合后,在第三温度下固化第三时长,形成离子导体。


5.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述方法还包括:
在覆盖所述上衬底层之前,在所述离子导...

【专利技术属性】
技术研发人员:冯雪孟艳芳马寅佶
申请(专利权)人:清华大学
类型:发明
国别省市:北京;11

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