一种薄膜压力传感器及其制备方法技术

本申请属于传感器技术领域，提供了一种薄膜压力传感器及其制备方法，薄膜压力传感器包括功能薄膜和电极组，电极组与功能薄膜接触，功能薄膜为功能复合材料层，功能复合材料层包括导电性填料和树脂基体，导电性填料填充于树脂基体中，或者功能薄膜为多层结构，多层结构包括基底、设于基底上的高导电性层以及形成于高导电性层上的高电阻材料层，高电阻材料层包括导电性填料和树脂基体，导电性填料填充于树脂基体中，功能薄膜的表面设有依序排列的凸起结构，通过采用具有高硬度、高耐磨特点的基体树脂构成导电性的功能薄膜，解决了目前电阻传感器存在的线性度和量程低、一致性低等问题。

【技术实现步骤摘要】
一种薄膜压力传感器及其制备方法
本申请属于传感器
，尤其涉及一种薄膜压力传感器及其制备方法。
技术介绍
目前传统的物体识别分类方法是使用图像采集设备，通过采集目标物体的图像进行识别分类。但是已经安装图像采集设备一般情况下的成像效果容易受光线强度和光线遮挡等环境影响，同时也缺失了目标物体的一些重要特征（例如重量），并且在一些公共场所容易受到侵犯隐私的诟病。为了在一些特殊场景下对物体的形状以及重量进行识别，实现物体分类或检测，目前通常采用压阻式薄膜压力传感器对放置在其上的物体的进行形状以及重量监测。然而，现有的电阻传感器存在线性度和量程低、一致性低等问题，极大的限制了电阻传感器的应用。
技术实现思路
本申请的目的在于提供一种薄膜压力传感器及其制备方法，旨在解决目前电阻传感器存在的线性度和量程低、一致性低等问题。为了解决上述技术问题，本申请实施例提供了一种薄膜压力传感器，所述薄膜压力传感器包括：功能薄膜，所述功能薄膜为功能复合材料层，所述功能复合材料层包括导电性填料和树脂基体，其中，所述导电性填料填充于所述树脂基体中，所述功能薄膜的表面设有依序排列的凸起结构；或者所述功能薄膜为多层结构，所述多层结构包括基底、设于所述基底上的高导电性层以及形成于所述高导电性层上的高电阻材料层，所述高电阻材料层主要包括导电性填料和树脂基体，其中，所述导电性填料填充于所述树脂基体中，所述高电阻材料层的表面设有依序排列的凸起结构；电极组，所述电极组与所述功能薄膜贴合。可选的，所述功能薄膜为所述功能复合材料层时，所述功能复合材料层中的树脂基体包括热塑性聚酯、聚酰亚胺薄膜、聚碳酸酯、聚砜、聚醚酰亚胺、聚醚类塑料、聚醚酮中的至少一项。可选的，所述功能薄膜为所述功能复合材料层时，所述功能复合材料中的导电性填料包括炭黑、石墨、碳纳米管、石墨烯、金属粉以及导电氧化物粉中的至少一项。可选的，所述功能薄膜为多层结构时，所述高导电性层中的树脂基体包括环氧树脂、聚氨酯、丙烯酸树脂、不饱和聚酯、酚醛树脂以及聚酰亚胺树脂中的至少一项。可选的，所述功能薄膜为多层结构时，所述高电阻材料层中的导电性填料包括炭黑、石墨、碳纳米管、石墨烯、金属粉以及导电氧化物粉中的至少一项。可选的，所述功能薄膜为功能复合材料层时，所述功能复合材料层的厚度为0.001-1000um。可选的，所述功能薄膜为功能复合材料层时，所述功能复合材料的方阻为0.1-109欧姆/mil。可选的，所述功能薄膜为多层结构时，所述高电阻材料层的厚度为0.001-1000um。可选的，所述功能薄膜为多层结构时，所述高电阻材料层的方阻为0.1-109欧姆/mil。可选的，所述功能薄膜为功能复合材料层时，所述功能复合材料层的一面或者两面依序排列的凸起结构的尺寸为0.001-1000微米。可选的，所述功能薄膜为多层结构时，所述高电阻材料层表面依序排列的凸起结构的尺寸为0.001-1000微米。可选的，所述功能薄膜为多层结构时，所述高电阻材料层通过涂布、丝网印刷、喷墨印刷或凹版印刷的方式形成于所述高导电性层表面。可选的，所述功能薄膜为多层结构时，所述高导电性层包括金属层、导电性碳层、导电性纯金属箔、导电性氧化物以及导电高分子涂层中的至少一种。可选的，所述功能薄膜为多层结构时，所述高导电性层的方阻为0.0006-106欧姆/mil。可选的，所述功能薄膜为多层结构时，所述基底为聚合物基材，所述聚合物基材包括热塑性聚酯、聚酰亚胺薄膜、聚碳酸酯、聚砜、聚醚酰亚胺、聚醚类塑料以及聚醚酮中的至少一种。可选的，所述功能薄膜为功能复合材料层时，所述电极组包括第一电极和第二电极，所述第一电极与所述第二电极分别设于所述功能薄膜的两面；或者所述第一电极和所述第二电极设于所述功能薄膜的同一面，且呈叉指电极结构排列。可选的，所述功能薄膜为多层结构时，所述电极组包括第三电极和第四电极，所述第三电极与所述第四电极均设于所述功能薄膜的同一表面，且所述第三电极与所述第四电极呈叉指电极结构排列。本申请实施例还提供了一种薄膜压力传感器的制备方法，所述制备方法包括：步骤1）制备电极组；步骤2）制备功能薄膜：将导电性填料与树脂基体采用热熔搅拌的方式进行混合均匀处理，通过流延冷却或压延冷却的方式形成功能复合材料层；步骤3）将所述功能复合材料层与电极组贴合；或者在步骤2)中，将导电性填料与树脂基体使用搅拌的方式进行混合均匀处理，然后将均匀混合后的材料制备在高导电性层表面，所述高导电性层设于基底上。可选的，所述制备电极组包括：采用FPC工艺、印刷银浆工艺以及溅射金属层工艺中的任一项工艺制备单点柔性电极或者阵列柔性电极。可选的，所述将所述功能薄膜与电极组贴合包括：将所述电极组与所述功能薄膜的压敏区域相对贴合设置，并沿所述功能薄膜的边缘区域进行封装。本申请实施例提供了一种薄膜压力传感器及其制备方法，薄膜压力传感器包括功能薄膜和电极组，电极组与功能薄膜接触，功能薄膜为功能复合材料层，功能复合材料层包括导电性填料和树脂基体，导电性填料填充于树脂基体中，或者功能薄膜为多层结构，多层结构包括基底、设于基底上的高导电性层以及形成于高导电性层上的高电阻材料层，高电阻材料层包括导电性填料和树脂基体，导电性填料填充于树脂基体中，功能薄膜的表面设有依序排列的凸起结构，通过采用具有高硬度、高耐磨特点的基体树脂构成导电性的功能薄膜，解决了目前电阻传感器存在的线性度和量程低、一致性低等问题。附图说明为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本申请实施例提供的薄膜压力传感器的示意图。图2为本申请实施例提供的薄膜压力传感器的示意图。图3为申请实施例提供的一种单点式薄膜压力传感器的结构示意图。图4为申请实施例提供的一种阵列式薄膜压力传感器的结构示意图图。图5为本申请的一个实施例提供的薄膜压力传感器的工作示意图。图6为本申请实施例提供的薄膜压力传感器的示意图。图7为本申请实施例提供的薄膜压力传感器的制备方法的流程示意图。具体实施方式为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。本申请实施例提供了一种薄膜压力传感器，参见图1所示，本实施例中的薄膜压力传感器包括功能薄膜10和电极组20，电极组20与功能薄膜10接触，功能薄膜10为功能复合材料层时，功能复合材料层包括导电性填料和树脂基体，其中，导电性填料填充于树脂基体中，功能薄膜10的表面设有依序排列的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种薄膜压力传感器，其特征在于，所述薄膜压力传感器包括：/n功能薄膜，所述功能薄膜为功能复合材料层，所述功能复合材料层包括导电性填料和树脂基体，其中，所述导电性填料填充于所述树脂基体中，所述功能薄膜的表面设有依序排列的凸起结构；/n或者所述功能薄膜为多层结构，所述多层结构包括基底、设于所述基底上的高导电性层以及形成于所述高导电性层上的高电阻材料层，所述高电阻材料层主要包括导电性填料和树脂基体，其中，所述导电性填料填充于所述树脂基体中，所述高电阻材料层的表面设有依序排列的凸起结构；/n电极组，所述电极组与所述功能薄膜贴合。/n

【技术特征摘要】
1.一种薄膜压力传感器，其特征在于，所述薄膜压力传感器包括：
功能薄膜，所述功能薄膜为功能复合材料层，所述功能复合材料层包括导电性填料和树脂基体，其中，所述导电性填料填充于所述树脂基体中，所述功能薄膜的表面设有依序排列的凸起结构；
或者所述功能薄膜为多层结构，所述多层结构包括基底、设于所述基底上的高导电性层以及形成于所述高导电性层上的高电阻材料层，所述高电阻材料层主要包括导电性填料和树脂基体，其中，所述导电性填料填充于所述树脂基体中，所述高电阻材料层的表面设有依序排列的凸起结构；
电极组，所述电极组与所述功能薄膜贴合。


2.如权利要求1所述的薄膜压力传感器，其特征在于，所述功能薄膜为所述功能复合材料层时，所述功能复合材料层中的树脂基体包括热塑性聚酯、聚酰亚胺薄膜、聚碳酸酯、聚砜、聚醚酰亚胺、聚醚类塑料、聚醚酮中的至少一项。


3.如权利要求1所述的薄膜压力传感器，其特征在于，所述功能薄膜为所述功能复合材料层时，所述功能复合材料中的导电性填料包括炭黑、石墨、碳纳米管、石墨烯、金属粉以及导电氧化物粉中的至少一项。


4.如权利要求1所述的薄膜压力传感器，其特征在于，所述功能薄膜为多层结构时，所述高导电性层中的树脂基体包括环氧树脂、聚氨酯、丙烯酸树脂、不饱和聚酯、酚醛树脂以及聚酰亚胺树脂中的至少一项。


5.如权利要求1所述的薄膜压力传感器，其特征在于，所述功能薄膜为多层结构时，所述高电阻材料层中的导电性填料包括炭黑、石墨、碳纳米管、石墨烯、金属粉以及导电氧化物粉中的至少一项。


6.如权利要求1所述的薄膜压力传感器，其特征在于，所述功能薄膜为功能复合材料层时，所述功能复合材料层的厚度为0.001-1000um。


7.如权利要求1所述的薄膜压力传感器，其特征在于，所述功能薄膜为功能复合材料层时，所述功能复合材料的方阻为0.1-109欧姆/mil。


8.如权利要求1所述的薄膜压力传感器，其特征在于，所述功能薄膜为多层结构时，所述高电阻材料层的厚度为0.001-1000um。


9.如权利要求1所述的薄膜压力传感器，其特征在于，所述功能薄膜为多层结构时，所述高电阻材料层的方阻为0.1-109欧姆/mil。


10.如权利要求1所述的薄膜压力传感器，其特征在于，所述功能薄膜为功能复合材料层时，所述功能复合材料层的一面或者两面依序排列的凸起结构的尺寸为0.001-1000微米。


11.如权利要求1所述的薄膜...

【专利技术属性】
技术研发人员：汪晓阳，严颖涛，熊玉章，
申请(专利权)人：钛深科技深圳有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44