【技术实现步骤摘要】
本专利技术特别涉及一种高密度柔性传感器阵列及其制备方法，属于传感器。
技术介绍
1、随着智能穿戴、智能机器人应用的快速发展，人机交互对触觉传感器的性能需求也日益提高，不仅需要传感器具有柔性轻薄，还要具备高灵敏度、高密度、低串扰和低功耗等，以实现交互的快速、高灵巧操作。
2、随着纳米材料的发展，使得单个柔性触觉传感器已经具备高灵敏度、快速响应时间和超低检测极限等优异的性能。然而，传统的触觉传感器阵列因其信号串扰大、功耗高等问题在柔性基底上实现大面积、低迟滞、高密度集成的复杂结构等触觉传感应用中仍然面临着巨大的挑战。
技术实现思路
1、本专利技术的主要目的在于提供一种高密度柔性传感器阵列及其制备方法，为在柔性基底上实现高密度、低迟滞、低串扰和低功耗的触觉传感阵列的应用提供了一种有效途径，从而克服现有技术中的不足。
2、为实现前述专利技术目的，本专利技术采用的技术方案包括：
3、本专利技术一方面提供了一种高密度柔性传感器阵列，包括封装结构以及被封装在所述封装结构内部的敏感结构，所述敏感结构包括沿选定方向依次层叠设置的第一电极层、第一保护层、第二电极层、第二保护层和传感层，
4、所述第一电极层包括至少一个第一电极，所述第一电极包括多个第一电极单元点，多个所述第一电极单元点沿第一方向间隔设置且依次串联，所述第二电极包括多个第二电极单元点，多个所述第二电极单元点沿第三方向间隔设置且依次串联；所述第一电极单元点、所述第二电极单元点均与所述传感层电连
5、进一步的，所述第一保护层上还设置有多个第一窗口，所述第二保护层上还设置有多个第二窗口，
6、多个所述第一窗口与一部分所述第二窗口相对应，另一部分所述第二窗口与所述第二电极单元点相对应；
7、所述第一电极层中除所述第一电极单元点之外的部分被所述第一保护层覆盖，每一所述第一电极单元点自一所述第一窗口、一所述第二窗口露出并与所述传感层电连接，所述第二电极层中除所述第二电极单元点之外的部分被所述第二保护层覆盖，每一所述第二电极单元点自一所述第二窗口露出并与所述传感层电连接。
8、进一步的，所述第一保护层和/或所述第二保护层是绝缘的，所述第一保护层和/或所述第二保护层的厚度为5μm～50μm。
9、进一步的，所述第一电极层包括多个所述第一电极，多个所述第一电极沿第二方向依次间隔设置，所述第二方向与所述第一方向交叉，所述第二方向与所述第三方向平行或交叉。
10、进一步的，任意两个所述第一电极之间电性隔离。
11、进一步的，在所述第二方向上，所述第一电极的分布密度在10个/cm以上。
12、进一步的，所述第二电极层包括多个所述第二电极，多个所述第二电极沿第四方向依次间隔设置，所述第四方向与所述第三方向交叉，所述第四方向与所述第一方向平行或交叉。
13、进一步的，任意两个所述第二电极之间电性隔离。
14、进一步的，在所述第四方向上，所述第二电极的分布密度在10个/cm以上。
15、进一步的，所述第一电极单元点和/或所述第二电极单元点的径向尺寸不大于150μm，或者，所述第一电极单元点和/或所述第二电极单元点的面积小于1502μm2。
16、进一步的，所述第一电极还包括第一焊盘和第一信号传输连接线，所述第一焊盘与所述第一电极单元点电性串联，所述第一信号传输连接线与所述第一焊盘电连接，至少所述第一信号传输连接线的局部设置在所述封装结构外部。
17、进一步的，所述第一信号传输连接线与所述第一焊盘之间通过导电胶膜电连接。
18、进一步的，所述第二电极还包括第二焊盘和第二信号传输连接线，所述第二焊盘与所述第二电极单元点电性串联，所述第二信号传输连接线与所述第二焊盘电连接，至少所述第二信号传输连接线的局部设置在所述封装结构外部。
19、进一步的，所述第二信号传输连接线与所述第二焊盘之间通过导电胶膜电连接。
20、进一步的，所述传感层主要由具有多孔状微结构的复合功能材料形成的。
21、进一步的，所述具有多孔状微结构的复合功能材料包括碳纳米材料、二维材料和凝胶材料中的至少一者。
22、进一步的，所述传感层的厚度为5μm～25μm。
23、进一步的，所述封装结构包括第一柔性基底、第二柔性基底和封装层，所述封装层沿所述选定方向设置在所述第一柔性基底与所述第二柔性基底之间，所述封装层与所述第一柔性基底、所述第二柔性基底固定结合并围合形成一封装空间，所述敏感结构被封装在所述封装空间内，其中，所述第一电极层沿所述选定方向设置在所述第一柔性基底上，所述第二柔性基底沿所述选定方向设置在所述传感层上。
24、进一步的，所述第一柔性基底和所述第二柔性基底的材质包括聚醚酰亚胺、聚酰亚胺、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚四氟乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯中的任意一种或两种以上材料形成的复合材料。
25、进一步的，所述封装层环绕所述敏感结构设置。
26、进一步的，所述封装层通过粘接的方式与所述第一柔性基底、所述第二柔性基底固定结合。
27、进一步的，所述封装层为厚度为10μm～100μm的柔性胶。
28、本专利技术另一方面还提供了所述的高密度柔性传感器阵列的制备方法，包括制备敏感结构的步骤以及制备封装结构的步骤，且将所述敏感结构封装在所述封装结构内部，其中，制备敏感结构的步骤包括：
29、制备第一电极层，所述第一电极层包括至少一个第一电极，所述第一电极包括多个第一电极单元点，多个所述第一电极单元点沿第一方向间隔设置且依次串联；
30、在所述第一电极层上形成第一保护层；
31、在所述制备第一保护层第二电极层，所述第二电极包括多个第二电极单元点，多个所述第二电极单元点沿第三方向间隔设置且依次串联，所述第一方向与所述第三方向交叉；
32、在所述第二电极层上形成第二保护层；
33、在所述第二保护层上形成传感层，且使所述传感层与所述第一电极单元点、所述第二电极单元点电连接，所述传感层与一所述第一电极单元点、一所述第二电极单元点形成一传感单元。
34、进一步的，制备敏感结构的步骤具体包括：
35、在所述第一电极层上形成第一保护层，且使所述第一保护层与所述第一电极单元点对应的区域形成镂空的第一窗口，以及，在所述第二电极层上形成第二保护层，且使所述第二保护层与所述第一电极单元点、所述第二电极单元点对应的区域形成镂空的第二窗口，所述传感层自所述第二窗口与所述第一电极单元点、所述第二电极单元点电连接。
36、进一步的，所述第一电极还包括第一焊盘和第一信号传输连接线，所述第一焊盘与所述第一电极单元点电性串联，所述第一信号传输连接线与所述第一焊盘电连接，至少本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种高密度柔性传感器阵列，其特征在于，包括：封装结构以及被封装在所述封装结构内部的敏感结构，所述敏感结构包括沿选定方向依次层叠设置的第一电极层、第一保护层、第二电极层、第二保护层和传感层，
2.根据权利要求1所述的高密度柔性传感器阵列，其特征在于：所述第一保护层上还设置有多个第一窗口，所述第二保护层上还设置有多个第二窗口，
3.根据权利要求1或2所述的高密度柔性传感器阵列，其特征在于：所述第一电极层包括多个所述第一电极，多个所述第一电极沿第二方向依次间隔设置，所述第二方向与所述第一方向交叉，所述第二方向与所述第三方向平行或交叉；
4.根据权利要求1或2所述的高密度柔性传感器阵列，其特征在于：所述第一电极单元点和/或所述第二电极单元点的径向尺寸不大于150μm，或者，所述第一电极单元点和/或所述第二电极单元点的面积小于1502μm2。
5.根据权利要求1或2所述的高密度柔性传感器阵列，其特征在于：所述第一电极还包括第一焊盘和第一信号传输连接线，所述第一焊盘与所述第一电极单元点电性串联，所述第一信号传输连接线与所述第一焊盘电连接，至
6.根据权利要求1所述的高密度柔性传感器阵列，其特征在于：所述封装结构包括第一柔性基底、第二柔性基底和封装层，所述封装层沿所述选定方向设置在所述第一柔性基底与所述第二柔性基底之间，所述封装层与所述第一柔性基底、所述第二柔性基底固定结合并围合形成一封装空间，所述敏感结构被封装在所述封装空间内，其中，所述第一电极层沿所述选定方向设置在所述第一柔性基底上，所述第二柔性基底沿所述选定方向设置在所述传感层上；
7.一种如权利要求1-6中任一项所述的高密度柔性传感器阵列的制备方法，其特征在于，包括制备敏感结构的步骤以及制备封装结构的步骤，且将所述敏感结构封装在所述封装结构内部，其中，制备敏感结构的步骤包括：
8.根据权利要求7所述的高密度柔性传感器阵列的制备方法，其特征在于，制备敏感结构的步骤具体包括：
9.根据权利要求7所述的高密度柔性传感器阵列的制备方法，其特征在于：
10.根据权利要求7所述的高密度柔性传感器阵列的制备方法，其特征在于：
...【技术特征摘要】
1.一种高密度柔性传感器阵列，其特征在于，包括：封装结构以及被封装在所述封装结构内部的敏感结构，所述敏感结构包括沿选定方向依次层叠设置的第一电极层、第一保护层、第二电极层、第二保护层和传感层，
2.根据权利要求1所述的高密度柔性传感器阵列，其特征在于：所述第一保护层上还设置有多个第一窗口，所述第二保护层上还设置有多个第二窗口，
3.根据权利要求1或2所述的高密度柔性传感器阵列，其特征在于：所述第一电极层包括多个所述第一电极，多个所述第一电极沿第二方向依次间隔设置，所述第二方向与所述第一方向交叉，所述第二方向与所述第三方向平行或交叉；
4.根据权利要求1或2所述的高密度柔性传感器阵列，其特征在于：所述第一电极单元点和/或所述第二电极单元点的径向尺寸不大于150μm，或者，所述第一电极单元点和/或所述第二电极单元点的面积小于1502μm2。
5.根据权利要求1或2所述的高密度柔性传感器阵列，其特征在于：所述第一电极还包括第一焊盘和第一信号传输连接线，所述第一焊盘与所述第一电极单元点电性串联，所述第一信号传输连接线与所述...
【专利技术属性】
技术研发人员：熊作平，张珽，李铁，李丽丽，丁海燕，白元元，
申请(专利权)人：中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所，
类型：发明
国别省市：
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