[发明专利]一种基于离散型接触结构的柔性压力传感器及其制备方法

权利要求书

1.一种柔性压力传感器的制备方法，包括：

在载片上形成临时键合薄膜；

在临时键合薄膜上形成柔性基底；

在柔性基底上制备下电极，所述下电极图形化为列电极；

在下电极上形成绝缘层并图案化，从而在所述绝缘层中形成窗口阵列，通过所述窗口阵列，下电极的部分表面暴露出来；

形成触点阵列，所述触点阵列形成在所述窗口阵列上方，并且所述触点阵列中的触点与所述窗口阵列中窗口一一对应，从而实现触点阵列与下电极之间的电连接，所述触点阵列包括聚酰亚胺基质以及分散在所述聚酰亚胺中的石墨纳米颗粒，形成触点阵列包括：旋涂一定厚度的石墨纳米颗粒/聚酰亚胺复合材料，在110℃温度下半固化20分钟；旋涂光刻胶，光刻图形化，过显，去除光刻胶和聚酰亚胺，留下触点阵列区域中的石墨纳米颗粒/聚酰亚胺复合材料；去除多余的光刻胶，在300 ℃温度下全固化1小时，形成触点阵列；

制备支撑侧壁及延伸电极层，所述支撑侧壁设置在所述下电极的周围，并且与下电极电隔离；

制备悬空网状电极，所述悬空网状电极形成在支撑侧壁上，并通过延伸电极引出，所述延伸电极、悬空网状电极图形化为行电极，其中在未受外部作用力的情况下，所述悬空网状电极与所述触点阵列间隔开特定距离，其中在一定的压力作用下，所述悬空网状电极变形与触点阵列中的若干触点接触，且在压力解除时，所述悬空网状电极恢复原状，其中每一时刻，只会有一路激励信号被施加到行电极上，然后在列电极端进行信号采集，通过分析触点接触的二维分布，实现对压力方向的定性表征；以及

通过临时键合薄膜，将多触点柔性压力传感器从载片上剥离。

2. 如权利要求1所述的柔性压力传感器的制备方法，其特征在于，石墨纳米颗粒/聚酰亚胺复合材料的制备方法包括：将石墨纳米颗粒和聚酰亚胺按照质量比（3-5）:（97-95）混合，之后球磨10-24 小时，再超声混合1小时，使其混合均匀，真空脱气，从而形成石墨纳米颗粒/聚酰亚胺复合材料。

3.一种通过权利要求1-2中任一项所述的种柔性压力传感器的制备方法制造的柔性压力传感器，包括：

柔性基底；

下电极，所述下电极设置在所述柔性基底之上，所述下电极图形化为列电极；

触点阵列，所述触点阵列形成在下电极之上并与所述下电极电接触，所述触点阵列包括聚合物基质以及分散在所述聚合物中的导电颗粒；

绝缘层，所述绝缘层设置在所述下电极之上，并且包围所述触点阵列的至少一部分侧面，所述触点阵列的厚度大于所述绝缘层的厚度；

支撑侧壁及延伸电极层，所述支撑侧壁设置在所述下电极的周围，并且与下电极电隔离；以及

悬空网状电极，所述悬空网状电极形成在支撑侧壁上，并通过延伸电极引出，所述延伸电极、悬空网状电极图形化为行电极，其中在未受外部作用力的情况下，所述悬空网状电极与所述触点阵列间隔开特定距离，

其中在一定的压力作用下，所述悬空网状电极变形与触点阵列中的若干触点接触，且在压力解除时，所述悬空网状电极恢复原状，

其中每一时刻，只会有一路激励信号被施加到行电极上，然后在列电极端进行信号采集，通过分析触点接触的二维分布，实现对压力方向的定性表征。

4.如权利要求3所述的柔性压力传感器，其特征在于，所述聚合物为聚酰亚胺，所述导电颗粒为纳米石墨颗粒。

5.如权利要求3所述的柔性压力传感器，其特征在于，所述下电极、所述支撑侧壁及延伸电极层、所述悬空网状电极由导电金属材料制成。

6.如权利要求3所述的柔性压力传感器，其特征在于，所述柔性基底的材料为聚酰亚胺。