[发明专利]一种柔性压力温度集成薄膜阵列传感器敏感元及制备方法

权利要求书

1.一种柔性温度压力集成薄膜阵列传感器敏感元，其特征在于，包含：

支撑传感器敏感元的柔性衬底(1)，与安装面连接；

提高传感器敏感元敏感度的热管理薄膜组合体，设置在所述柔性衬底(1)上；

功能薄膜组合体，设置在所述热管理薄膜组合体中的两层级之间，将传感器敏感元感知的压力变化信号与温度变化信号转换为电流信号，独立采集传感器敏感元不同区域压力、温度变化信号，并感知压力与温度变化的位置；

所述热管理薄膜组合体包含：

绝热层(2)，设置在所述柔性衬底(1)上，降低所述柔性衬底(1)的热容对敏感元性能的影响；

用于调控热流传导的热控层(7)，设置在所述绝热层(2)的上方；

导热层(8)，设置在所述热控层(7)上，将敏感元上表面感应到的热流传递到热控层(7)上；

红外反射层(9)，设置在所述导热层(8)上，降低环境红外热辐射对敏感元的影响。

2.如权利要求1所述的一种柔性温度压力集成薄膜阵列传感器敏感元，其特征在于，

所述功能薄膜组合体设置在所述绝热层(2)和所述热控层(7)之间，所述功能薄膜组合体包含：

具有压电效应和热释电效应的柔性铁电薄膜(4)；

上电极(5)，设置在所述柔性铁电薄膜(4)的上表面；

位于所述绝热层(2)上的下电极(3)，设置在所述柔性铁电薄膜(4)的下表面；

导线(6)，连接在所述上电极(5)和所述下电极(3)上。

3.如权利要求2所述的一种柔性温度压力集成薄膜阵列传感器敏感元，其特征在于，

所述绝热层(2)采用低热导率的有机聚合物材料或者绝热泡沫或者绝热气凝胶；

和/或，所述导热层(8)采用导热硅胶或者导热胶带或者石墨烯；

和/或，所述红外反射层(9)采用金属反射膜或者电介质反射膜；

和或，所述下电极(3)、所述上电极(5)和所述导线(6)分别可选用铂(Pt)、金(Au)、钛(Ti)、铜(Cu)和铝(Al)中的任意一种金属材料，每个电极厚度设置为10nm～500nm，所述导线(6)直径设置为0.1mm～1mm。

4.如权利要求2或3所述的一种柔性温度压力集成薄膜阵列传感器敏感元，其特征在于，

所述柔性铁电薄膜(4)包含相互交替的压力传感区域(21)和温度传感区域(22)，所述上电极(5)和所述下电极(3)呈正交分布，相邻两条上电极(5)和单条下电极(3)的重叠部分为压力温度传感单元，该压力温度传感单元包含压力传感单元(19)和温度传感单元(20)；

所述上电极(5)上连接有与所述压力传感区域(21)相适配的第一导线(11)、第二导线(12)以及与所述温度传感区域(22)相适配的第三导线(13)和第四导线(14)；

所述下电极(3)上连接有为所述压力传感区域(21)和所述温度传感区域(22)共用的第五导线(15)、第六导线(16)、第七导线(17)和第八导线(18)；

其中，所述第二导线(12)连接的上电极和所述第八导线(18)连接的下电极两者的重叠区域设置为所述压力传感单元(19)，所述第四导线(14)连接的上电极和所述第八导线(18)连接的下电极两者的重叠区域设置为温度传感单元(20)；

多个所述压力温度传感单元形成压力温度集成传感阵列；

当所述压力温度集成传感阵列的压力传感单元(19)感应到外部压力时，在压力传感单元(19)对应的第二导线(12)和第八导线(18)中读取电流，通过第一导线(11)、第二导线(12)、第三导线(13)和第四导线(14)以及第五导线(15)、第六导线(16)、第七导线(17)和第八导线(18)的匹配组合，实现对不同压力传感单元电流信号的测试，确定压力位置；

或者，当所述压力温度集成传感阵列的温度传感单元(20)感应到温度时，在所述温度传感单元(20)对应的所述第四导线(14)和所述第八导线(18)中读取电流，通过第一导线(11)、第二导线(12)、第三导线(13)和第四导线(14)以及第五导线(15)、第六导线(16)、第七导线(17)和第八导线(18)的匹配组合，实现对不同温度传感单元电流信号的测试，确定受热位置。