[发明专利]压力传感器及其制备方法

说明书

本发明涉及一种压力传感器及其制备方法，所述传感器包括介质层和设于所述介质层相对两侧的第一电极层和第二电极层，其中，所述介质层包括基体层和分布于所述基体层中的多个孔道，所述孔道与外界连通以使所述孔道内的空气能够排出和吸入，所述孔道的孔壁还附着有压电薄膜层。本发明压力传感器通过孔洞和压电薄膜层的结合，使得检测灵敏度更高。同时，本发明还提供压力传感器的制备方法，该制备方法简单，适合工业化生产。

技术领域

本发明涉及传感器技术领域，特别是涉及压力传感器及其制备方法。

背景技术

当前，提高电容式柔性压力传感器的灵敏度的方法主要为：制备多孔结构的高弹性介质基体，使得传感器在压力作用时具有高弹性，提高电容在压力变化时的灵敏度。但是，简单的多孔结构只是提高了介质基体的弹性，以及在空气排出和吸入时改变介质基体的有效介电常数，并不是有效改变介质基体介电常数的最佳方式。

发明内容

基于此，有必要针对上述问题，提供一种压力传感器及其制备方法；所述柔性压力传感器的灵敏度高，制备方法简单。

一种压力传感器，包括介质层和设于所述介质层相对两侧的第一电极层和第二电极层，其中，所述介质层包括基体层和分布于所述基体层中的多个孔道，所述孔道与外界连通以使所述孔道内的空气能够排出和吸入，所述孔道的孔壁还附着有压电薄膜层。

在其中一个实施例中，所述压电薄膜层的厚度为20nm～100nm。

在其中一个实施例中，所述孔道的宽度为100μm～1mm。

在其中一个实施例中，所述压电薄膜层的压电材料包括聚偏氟乙烯。

在其中一个实施例中，所述基体层的厚度为1mm～3mm；

及/或，所述第一电极层的厚度为20nm～100nm；

及/或，所述第二电极层的厚度为20nm～100nm。

在其中一个实施例中，所述介质层与所述第一电极层之间还设有第一粘结层；

及/或，所述介质层与所述第二电极层之间还设有第二粘结层。

在其中一个实施例中，所述第一粘结层及/或所述第二粘结层的粘结材料包括多巴胺、硅烷偶联剂中的至少一种，厚度为20nm～100nm。

一种压力传感器的制备方法，包括：

将基体材料、固化剂和致孔剂混合得到混合物，固化得到预制层；

去除所述预制层中的致孔剂，以在所述预制层中形成孔道；

提供含压电材料的混合液，将带有所述孔道的所述预制层置于所述混合液中，以使所述混合液进入所述孔道并于孔壁上形成压电薄膜层，去除所述预制层的表层形成基体层，以得到介质层；

于所述介质层相对两侧的表面形成第一电极层和第二电极层，得到压力传感器。

在其中一个实施例中，所述致孔剂包括糖颗粒、盐颗粒、NaHCO₃颗粒、NH₄HCO₃颗粒中的至少一种，所述致孔剂的尺寸为100μm～1mm。

在其中一个实施例中，在所述介质层的表面形成所述第一电极层之前，还包括先于所述介质层的表面形成第一粘结层；

及/或，在所述介质层的表面形成所述第二电极层之前，还包括先于所述介质层的表面形成第二粘结层。