一种柔性薄膜温度传感器阵列及其制备方法技术

本发明专利技术提供了一种柔性薄膜温度传感器阵列，采用MEMS工艺制备，具体包括：柔性衬底；设置于柔性衬底上的热敏材料层；与热敏材料层连接的引线；包裹住柔性衬底上表面的密封薄膜层。本发明专利技术还提供一种柔性薄膜温度传感器阵列的制备方法，包括在选定的基础衬底上制备柔性衬底；在柔性衬底上镀上热敏材料层；引出热敏材料层的引线并对柔性衬底上表面进行封装；对封装完成的柔性衬底进行刻蚀及切割处理，将基础衬底去除并获得若干个柔性薄膜温度传感器阵列。本发明专利技术提出的一种柔性薄膜温度传感器阵列及其制备方法，其制备的柔性薄膜温度传感器阵列以柔性材料为衬底，在使用过程中可以与人体皮肤实现无缝接触，实现对人体温度变化的精确及连续检测。确及连续检测。确及连续检测。

【技术实现步骤摘要】
一种柔性薄膜温度传感器阵列及其制备方法


[0001]本专利技术涉及温度传感器
，尤其是涉及一种柔性薄膜温度传感器阵列及其制备方法。

技术介绍

[0002]目前陶瓷、Si、微晶玻璃等传统衬底温度传感器因其衬底刚性大，生物兼容性差等缺点，难以满足非平面物体特别是高曲率复杂几何体表面温度实时监控的应用需求。而在柔性衬底上(聚乙烯醇(PVA)、聚酰亚胺(PI)、聚酯(PET)、聚二甲基硅氧烷(PDMS)、聚萘二甲酯乙二醇酯(PEN)等)制备的柔性温度传感器阵列在可折叠电子器件、航空动力学、机器人传感系统和生物技术等特殊的应用场景有着越来越广泛的应用。但现有的柔性温度传感器阵列在使用过程中难以与人体皮肤无缝接触，无法精确和连续检测人体温度的变化。

技术实现思路

[0003]本专利技术旨在提供一种柔性薄膜温度传感器阵列及其制备方法，以解决上述技术问题，该温度传感器阵列以柔性材料为衬底，采用MEMS工艺制备，在使用过程中可以与人体皮肤实现无缝接触，实现对人体温度变化的精确及连续检测。
[0004]为了解决上述技术问题，本专利技术提供了一种柔性薄膜温度传感器阵列，采用MEMS工艺制备，具体包括：柔性衬底；设置于所述柔性衬底上的热敏材料层；与所述热敏材料层连接的引线；包裹住所述柔性衬底上表面的密封薄膜层。
[0005]上述方案提出的柔性薄膜温度传感器阵列以柔性材料为衬底，在使用过程中可以与人体皮肤实现无缝接触，实现对人体温度变化的精确及连续检测。同时，该柔性薄膜温度传感器阵列采用MEMS工艺制备，可以大大减小传感器阵列的尺寸便于实际的应用，有效提高了生产效率，可以在降低生产本的同时保证所有传感器具有良好的工艺重复性。
[0006]进一步地，所述热敏材料层为铂金属材料层。
[0007]上述方案选用铂金属材料层作为传感器的热敏材料层，极大的提高了柔性温度传感器的测温精度和热响应时间，拓宽柔性温度传感器的应用领域，其相对于现有的采用石墨烯作为柔性衬底的温度敏感层而言，可以使得柔性薄膜温度传感器阵列的检测精度大幅度提高，增加热敏材料层制备方法的多样性，便于实际的生产使用。
[0008]本专利技术提供了一种柔性薄膜温度传感器阵列的制备方法，采用MEMS工艺实现，具体包括以下步骤：
[0009]在选定的基础衬底上制备柔性衬底；
[0010]在柔性衬底上镀上热敏材料层；
[0011]引出热敏材料层的引线并对柔性衬底上表面进行封装；
[0012]对封装完成的柔性衬底进行刻蚀及切割处理，将基础衬底去除并获得若干个柔性薄膜温度传感器阵列。
[0013]通过上述方案制备的柔性薄膜温度传感器阵列，其以柔性材料为衬底，在使用过
程中可以与人体皮肤实现无缝接触，实现对人体温度变化的精确及连续检测。同时，该柔性薄膜温度传感器阵列的制备方法采用MEMS工艺实现，相比于现在通过3D打印和模具制造技术制备的温度传感器，其可以实现柔性薄膜温度传感器阵列的微型化，从而降低温度传感器的体积、重量和能耗。同时也提高了柔性薄膜温度传感器阵列的批量化生产效率。
[0014]进一步地，所述在柔性衬底上镀上热敏材料层，具体为：在柔性衬底上镀上铂金属材料层。
[0015]上述方案中，选用铂金属材料层作为传感器的热敏材料层，极大的提高了柔性温度传感器的测温精度和热响应时间，拓宽柔性温度传感器的应用领域，其相对于现有的采用石墨烯作为柔性衬底的温度敏感层而言，可以使得柔性薄膜温度传感器阵列的检测精度大幅度提高，增加热敏材料层制备方法的多样性，便于实际的生产使用。
[0016]进一步地，在所述在柔性衬底上镀上热敏材料层后，对热敏材料层进行调阻处理，使每个热敏材料层的阻值一致。
[0017]进一步地，所述对热敏材料层进行调阻处理，使每个热敏材料层的阻值一致，具体为：采用激光调阻的方式对热敏材料层进行调阻处理，使每个热敏材料层的阻值一致。
[0018]上述方案在热敏材料层上增加了调阻区域，通过激光调阻的方式，可以将温度传感器阵列的阻值调整至统一值，从而可以大大提高温度传感器阵列的测温精度，使得制备得到的温度传感器阵列可以更好的应用于测温精度要求更高的应用场景中。并且通过激光调阻的方式使得该温度传感器阵列阻值可以根据不同应用场景进行不同的调整，提高温度传感器的适用范围。
[0019]进一步地，所述在选定的基础衬底上制备柔性衬底，具体为：在选定的基础衬底上旋涂一定厚度的柔性材料溶液并进行烘干处理，以形成柔性材料薄膜，完成柔性衬底的制备。
[0020]进一步地，所述在选定的基础衬底上旋涂一定厚度的柔性材料溶液并进行烘干处理，以形成柔性材料薄膜，完成柔性衬底的制备，具体为：在选定的基础衬底上旋涂一定厚度的聚酰胺酸溶液并进行烘干处理，以形成聚酰亚胺薄膜，完成柔性衬底的制备。
[0021]进一步地，所述在柔性衬底上镀上热敏材料层，具体为：使用电子束蒸发气相沉积法为柔性衬底上镀上热敏材料薄膜；在热敏材料薄膜上旋涂正性光刻胶后，进行曝光显影处理，以去除部分正性光刻胶；以剩余正性光刻胶为掩膜，对热敏材料薄膜进行刻蚀处理及去胶操作，获得热敏材料层。
[0022]进一步地，所述以剩余正性光刻胶为掩膜，对热敏材料薄膜进行刻蚀处理及去胶操作，获得热敏材料层，具体为：以剩余正性光刻胶为掩膜，采用离子束刻蚀去除多余的热敏材料薄膜，得到若干个带光刻胶的热敏材料薄膜层；对带光刻胶的热敏材料薄膜层进行去胶操作，获得热敏材料层。
[0023]上述制备工艺实现过程方便，适用于柔性薄膜温度传感器阵列的批量化制备，且制备得到的柔性薄膜温度传感器阵列满足高一致性，测量精度高，在使用过程中可以与人体皮肤实现无缝接触，实现对人体温度变化的精确及连续检测。
附图说明
[0024]图1为本专利技术一实施例中提供的一种柔性薄膜温度传感器阵列的制备方法流程示
意图；
[0025]图2为本专利技术一实施例中提供的柔性衬底结构示意图；
[0026]图3为本专利技术一实施例中提供的经过镀膜、匀胶后的传感器阵列结构示意图；
[0027]图4为本专利技术一实施例中提供的经过曝光、显影后的传感器阵列结构示意图；
[0028]图5为本专利技术一实施例中提供的刻蚀后的传感器阵列结构示意图；
[0029]图6为本专利技术一实施例中提供的去胶后的传感器阵列结构示意图；
[0030]图7为本专利技术一实施例中提供的引线、封装后的传感器阵列结构示意图；
[0031]图8为本专利技术一实施例中提供的去除基础衬底的传感器阵列结构示意图；
[0032]图9为本专利技术一实施例中提供的切割后的传感器阵列结构示意图。
具体实施方式
[0033]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种柔性薄膜温度传感器阵列，其特征在于，采用MEMS工艺制备，具体包括：柔性衬底；设置于所述柔性衬底上的热敏材料层；与所述热敏材料层连接的引线；包裹住所述柔性衬底上表面的密封薄膜层。2.根据权利要求1所述的一种柔性薄膜温度传感器阵列，其特征在于，所述热敏材料层为铂金属材料层。3.一种柔性薄膜温度传感器阵列的制备方法，其特征在于，采用MEMS工艺实现，具体包括以下步骤：在选定的基础衬底上制备柔性衬底；在柔性衬底上镀上热敏材料层；引出热敏材料层的引线并对柔性衬底上表面进行封装；对封装完成的柔性衬底进行刻蚀及切割处理，将基础衬底去除并获得若干个柔性薄膜温度传感器阵列。4.根据权利要求3所述的一种柔性薄膜温度传感器阵列的制备方法，其特征在于，所述在柔性衬底上镀上热敏材料层，具体为：在柔性衬底上镀上铂金属材料层。5.根据权利要求3所述的一种柔性薄膜温度传感器阵列的制备方法，其特征在于，在所述在柔性衬底上镀上热敏材料层后，对热敏材料层进行调阻处理，使每个热敏材料层的阻值一致。6.根据权利要求5所述的一种柔性薄膜温度传感器阵列的制备方法，其特征在于，所述对热敏材料层进行调阻处理，使每个热敏材料层的阻值一致，具体为：采用激光调阻的方式对热敏材料层进行调阻处理，使每个热敏材料层的阻值一致。7.根据权利要求3～6任一项所述的一种柔性薄...

【专利技术属性】
技术研发人员：何凯，汪民，许玉方，柳舒航，郝宏伟，
申请(专利权)人：广州德芯半导体科技有限公司，
类型：发明
国别省市：