[发明专利]一种基于柔性衬底的传感器模块

说明书

技术领域

本发明涉及传感器信号的检测与传输技术领域，尤其是一种用于传感器信号检测与传输的基于柔性衬底的传感器模块。

背景技术

随着社会的发展和人们生活水平的提高，在食品安全、医药卫生等领域对于轻便、小型、可弯曲的传感器检测变的越来越紧迫。同时随着物联网的发展，社会对于无线互联的要求也越来越高，无线传感器越来越受到关注。基于硬性衬底的传感器已经非常成熟，但是，其应用场景受到衬底本身的限制，无法满足市场要求，故而，柔性衬底有很好的发展潜质。

目前的无线传输模块大部分都是基于硬性衬底一次制作而成，不能在成型之后进行参数的微调，制作可以在成型之后进行参数微调的基于柔性衬底的无线传输模块，可以实现一种模块多种用途，而且便于携带，具有重要的意义。

发明内容

(一)要解决的技术问题

有鉴于此，本发明的主要目的在于提供的一种基于柔性衬底的传感器模块，以实现无源无线可折叠且便携性高的新型传感器模块。

(二)技术方案

为达到上述目的，本发明提供了一种基于柔性衬底的传感器模块，该传感器模块包括传感器部分及天线部分，二者均以柔性绝缘材料为衬底，并通过导线或夹具连接，其中，传感器部分用于感知外部敏感信号，天线部分用于无线信号的传输及接收，二者结合实现在无线情况下对外部敏感信号的检测及传输。

上述方案中，该柔性绝缘材料是聚酰亚胺(PI)、聚对苯二甲酸乙二酯(PET)或特殊纸制材料，该特殊纸制材料例如是牛皮纸之类的较硬质纸制材料。

上述方案中，该传感器部分是在柔性绝缘材料衬底之上制作的各种传感器，这些传感器的平面结构各异，至少为圆形、椭圆形、正方形、长方形或不规则图形，且均能够弯曲成各种形状，以适应各种不同的测试环境。

上述方案中，所述在柔性绝缘材料衬底之上制作的传感器是气体传感器或湿度传感器。所述气体传感器是在柔性绝缘材料衬底上制作出两个电极条，然后在两个电极条之间制作气敏涂层。所述在两个电极条之间制作的气敏涂层，其采用的敏感膜是有机高分子聚合物、金属氧化物、或有机高分子聚合物与金属氧化物的混合物；其采用的涂覆方法包括滴涂、浸涂、热蒸发或打印。所述有机高分子聚合物为聚吡咯(PPy)或聚苯胺(PANI)，所述金属氧化物为Mo₃、Sn₂、ZnO或Ni。

上述方案中，该传感器部分的尺寸控制在50微米×50微米至1m×1m范围内。

上述方案中，该天线部分能够根据需求弯曲成不同的形状，且可在特定外形轮廓下进行微调，以实现最佳接收或发送的效果。该天线部分是喇叭天线、环形天线或可弯曲天线。

(三)有益效果

从上述技术方案可以看出，本发明具有以下有益效果：

1、本发明提供的基于柔性衬底的传感器模块，由于采用了天线，所以实现了无线特性，由于可以将传感器制作成具有自激振荡特性的传感器，比如在制作传感器是同时制作出电感、电容或电阻等元器件，使之具有自起振特性，所以实现了无源特性，由于天线及传感器基于具有柔性特性的衬底之上，使之具有可以弯曲可折叠性质，进而实现了无源无线可折叠且便携性高的新型传感器模块。

2、本发明提供的基于柔性衬底的传感器模块，因为天线接收信号时本身会将接收到的电磁波转换成电能，该电能通过传感器上的自激振荡产生响应所需要的能量，必要时可在传感器柔性衬底上制作出电感、电容或电阻等电子器件使整体具有自起振特性，再反馈回天线发射出去，所以可以制作成无源模块，进而适用于难于长久供电的特殊环境。

3、本发明提供的基于柔性衬底的传感器模块，由于是无线模块，不受外界引线的束缚，便于模块的安置。

附图说明

图1a是利用两根长线型结构制作的卷曲电容型气体传感器的示意图；

图1b是将图1a所示的结构螺旋卷曲后的示意图；

图2a是一个平面结构的喇叭天线二维图形的示意图；

图2b是将图2a中各个部分利用夹具整合后得到的喇叭天线的示意图；

图3是另外一种基于柔性衬底的可弯曲天线结构的示意图；

图4是将图1b和图3所示的结构结合在一起构成的传感器模块的示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本发明进一步详细说明。