[发明专利]用于监测人体生理信号的柔性压力传感器及其制造方法

说明书

本发明公开了一种用于监测人体生理信号的柔性压力传感器及其制造方法。所述方法包括：在预设有微结构列阵的模具工作面的预设区域上，印刷柔性导电材料，形成下电极薄膜；在下电极薄膜和模具工作面上，印制柔性聚合物形成柔性基板；将预先制备好的上电极薄膜同时与下电极薄膜和柔性基板封装在一起形成柔性压敏电阻。本发明通过制备带有微结构列阵的模具上，制备下电极薄膜和柔性基板，使得它们具有特殊形状的导电微结构和支撑微结构，并配合无特殊微结构的上电极薄膜封装成具有高灵敏度的柔性压敏电阻，供柔性压力传感器的制备，使得柔性压力传感器的制备方法简单快捷，大大降低了制备成本。

技术领域

本发明涉及传感器技术领域，特别涉及一种用于监测人体生理信号的柔性压力传感器及其制造方法。

背景技术

随着人们生活水平的不断提高，人们开始越来越愿意关注自身的健康问题。可穿戴医疗监测设备，由于其良好的穿戴性和便捷性，受到人们的青睐。

柔性压力传感器是可穿戴医疗监测设备中，在医疗应用和运动条件下，实时监测人体生理信号的重要元件。而现有的柔性压力传感器，要么在监测微小压力性能不好，要么造价昂贵，不适合大规模推广使用。

发明内容

为了解决现有技术的问题，本发明实施例提供了一种用于监测人体生理信号的柔性压力传感器及其制造方法。所述技术方案如下：

一方面，本发明实施例提供了一种用于监测人体生理信号的柔性压力传感器制造方法，所述方法包括：

在预设有微结构列阵的模具工作面的预设区域上，印制柔性导电材料，所述柔性导电材料由金属颗粒与柔性聚合物混合构成；

采用预设温度对印制好的柔性导电材料进行加热固化，形成下电极薄膜；

在下电极薄膜和模具工作面上，印制柔性聚合物并固化，形成用于支撑下电极薄膜的柔性基板；

采用剥离工艺，将模具从下电极薄膜和柔性基板的表面剥离，形成表面具有多个导电微结构的下电极薄膜和表面具有多个支撑微结构的柔性基板；

将预先制备好的上电极薄膜同时与下电极薄膜的导电微结构和柔性基板的支撑微结构接触并封装在一起，形成柔性压敏电阻，所述柔性压敏电阻用于与相应信号监测电路连接，组成柔性压力传感器。

本发明实施例上述的用于监测人体生理信号的柔性压力传感器制造方法中，所述柔性聚合物为聚二甲基硅氧烷，所述金属颗粒为金、银、铜中任一种。

在本发明实施例上述的用于监测人体生理信号的柔性压力传感器制造方法中，所述模具由硅晶片制备而成。

在本发明实施例上述的用于监测人体生理信号的柔性压力传感器制造方法中，在浇注柔性导电材料之前，所述方法还包括：

采用三氯硅烷对所述模具工作面进行表面处理。

在本发明实施例上述的用于监测人体生理信号的柔性压力传感器制造方法中，所述导电微结构和所述支撑微结构的形状均为锥型或棱锥型。

在本发明实施例上述的用于监测人体生理信号的柔性压力传感器制造方法中，在开始制备柔性压力传感器之前，所述方法还包括：

采用预设的光刻工艺，制备具有预设图样的掩膜，所述预设图样包括多个微米级或纳米级开口；

将制备好的掩膜放置在还未开模的模具工作面，采用预设刻蚀工艺，在模具的工作面刻蚀出与预设图样对应的多个微结构，形成在工作面具有所需微结构列阵的模具。

另一方面，本发明实施例提供了一种用于监测人体生理信号的柔性压力传感器，采用了上述用于监测人体生理信号的柔性压力传感器制造方法制备，所述柔性压力传感器包括：柔性压敏电阻和相应的监测电路，所述柔性压敏电阻包括：