[发明专利]一种柔性力学图案化传感器及其制备方法

说明书

本发明公开了一种柔性力学图案化传感器，包括第一柔性衬底层、第二柔性衬底层以及柔性敏感层；第一柔性衬底层的下表面上刻蚀有第一图案，第二柔性衬底层的上表面上刻蚀有第二图案，第一柔性衬底层的上表面和第二柔性衬底层的下表面粘接，柔性敏感层采用化学方法复合于第二柔性衬底层的上表面上；第一柔性衬底层、第二柔性衬底层以及柔性敏感层形成一个整体结构，所述整体结构外复合有柔性封装层；该传感器上还电连接有两个电极，两个电极均贯穿所述柔性封装层且伸出，在第二柔性衬底层上刻蚀第二图案能够提高柔性敏感层自身的灵敏度和拉伸性能，通过设计不同的结构，满足不同传感器的需求。

技术领域

本发明涉及传感器技术领域，具体涉及一种柔性力学图案化传感器及其制备方法。

背景技术

柔性力学传感器具有延展、可自由弯曲甚至折叠、便于携带、可穿戴等特点，一直是研究热点。柔性可穿戴传感器的应用也非常广泛，如体温和脉搏检测、表情识别和运动监测等。

提升柔性力学传感器性能一直是研究关注点，改变敏感层薄膜的制备方法和结构是常用的手段。柔性力学传感器的两个重要因素是灵敏度和拉伸性，如何保证柔性传感器同时具有两种性能，还需要进一步的研究。

在现有技术中：专利号为CN106925885A公开了一种激光制备不同石墨烯图案应变传感器的方法，将超短脉冲激光束对石墨烯进行图案化处理，封装组成应变传感器。利用将敏感层的组成成分进行图案化处理的方式提高灵敏度，但存在操作复杂，结构单一等问题。

专利号为CN108469319A公开了一种柔性力敏传感器的制备方法，利用表面仿生的随机多层微结构，大幅增加力敏传感器的灵敏度，增强对微小应力的传感能力，但是抗拉性能差。

发明内容

针对上述柔性力学传感器存在的灵敏度提升结构单一和抗拉伸性差的问题。本发明提供一种柔性力学图案化传感器，提高柔性力学传感器的灵敏度和抗冲击性。

本发明的技术方案如下：

一种柔性力学图案化传感器，包括第一柔性衬底层、第二柔性衬底层以及柔性敏感层；第一柔性衬底层的下表面上刻蚀有第一图案，第二柔性衬底层的上表面上刻蚀有第二图案，

第一柔性衬底层的上表面和第二柔性衬底层的下表面粘接，柔性敏感层采用化学方法复合于第二柔性衬底层的上表面上；

第一柔性衬底层、第二柔性衬底层以及柔性敏感层形成一个整体结构，所述整体结构外复合有柔性封装层；该传感器上还电连接有两个电极，两个电极均贯穿所述柔性封装层且伸出。

本发明的工作原理/有益效果为：在第二柔性衬底层上刻蚀第二图案，且柔性敏感层复合于第二柔性衬底层，能够提高柔性敏感层自身的灵敏度和拉伸性能，通过设计不同的结构，满足不同传感器的需求。

进一步限定，所述第二图案为蛇形、螺旋形、正弦形、网格形、金字塔形、圆柱或正方形凸起。

进一步限定，刻蚀有所述第一图案的所述柔性衬底层呈现为具有拉胀性能的凹角结构、手性结构或旋转刚体结构。

进一步限定，所述第一柔性衬底层未刻蚀第一图案的面和所述第二柔性衬底层未刻蚀第二图案的面之间通过高分子胶状材料粘接。

进一步限定，所述柔性封装层采用聚二甲基硅氧烷、聚乙烯或聚酰亚胺制成。

针对背景技术中提到的柔性力学传感器在制备的过程中存在的操作复杂的问题，本发明还提供一种柔性力学图案化传感器的制备方法；

该制备方法的技术方案为：如权利要求1所述的柔性力学图案化传感器的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)通过激光刻蚀机在两片刚性基底上分别刻蚀第一图案和第二图案；