[发明专利]一种薄膜压力传感器及制作方法

说明书

本发明公开的一种薄膜压力传感器及制作方法，由两层薄膜衬底组成，分别为上层薄膜衬底和下层薄膜衬底，下层薄膜衬底上覆盖有接口电极、印刷电极、敏感材料层、粘结材料层，上层薄膜衬底上覆盖有触碰电极、印刷电极、敏感材料层。该传感器可以对压力进行测试，特殊的结构设计使得传感器接口更牢固、敏感性能高、使用寿命更长；其制作方法较简易，可实现批量生产。

技术领域

本发明涉及传感器领域，尤其涉及压力传感器领域的一种薄膜压力传感器。

背景技术

传感器是一种检测装置，能感受到被测试的信息，并能将检测到的信息按一定规律变换成为电信号或其他所需形式的信息输出，广泛应用于建筑、水利、地质、化工、医疗、物联网等领域。压力传感器是各类传感器中的一种，其中薄膜压力传感器具有其它固态压力传感器无法比拟的优点，例如柔软、可挠性、尺寸小、耐腐蚀等，特别是薄膜测力传感器在一些对测量空间有限制的地方以轻便微小体积等无以替代的优势替代粗大笨重的压力传感器，在市面上被广泛使用。目前，市面上的薄膜压力传感器都是基于丝印工艺制作，接口部分主要采用刺破式冷压端子，在使用过程中与导线连接不牢固，不能受到挤压等作用力，造成使用寿命短，这使得薄膜压力传感器的应用质量受到很大限制。虽有柔性电路板制作电极的方法，但这种方法降低了传感器的敏感性能。

发明内容

本发明针对已有薄膜式压力传感器的不足，提出一种接口连接更可靠、精度更高且可批量生产的薄膜压力传感器及制作方法。

本发明所采取的措施是：薄膜式压力传感器由两层衬底薄膜组成，分别为上层和下层，下层衬底薄膜上分别有接口电极与印刷电极、敏感材料层和粘结材料层，上层衬底薄膜上分别有触碰电极与印刷电极、敏感材料层。上下层衬底薄膜上敏感材料层覆盖印刷电极；上下敏感材料层之间可直接相互接触；下层衬底薄膜上接口电极与印刷电极相互接触且有效导电连接；上层衬底薄膜上的触碰电极与下层衬底薄膜上的接口电极或印刷电极可有效触碰并保证导电连接；下层衬底薄膜上的粘结材料层将上下层衬底薄膜粘结并密封以保护薄膜压力传感器内部结构。下层衬底薄膜上的接口电极由柔性覆铜膜按照柔性电路板工艺蚀刻制作而成，上层衬底薄膜上的触碰电极由柔性覆铜膜按照柔性电路板工艺蚀刻制作而成。印刷电极、敏感材料层和粘结材料层均是采用印刷工艺制作而成。

本发明的制作方法为：（a）薄膜传感器图纸设计，包括传感器形状、下层衬底薄膜上接口电极、印刷电极、敏感材料层、粘结材料层及上层衬底薄膜上触碰电极、印刷电极、敏感材料层的设计图案；（b）根据接口电极与触碰电极设计图案，在柔性覆铜膜上按照柔性电路板工艺分别蚀刻出接口电极与触碰电极，得到带有接口电极的下层衬底薄膜和带有触碰电极的上层衬底薄膜；（c）根据印刷电极、敏感材料层、粘结材料层设计图案利用丝印工艺在分别在下层薄膜衬底上印制印刷电极、敏感材料层、粘结材料层及在上层薄膜衬底上印制印刷电极和敏感材料层；具体印刷时，先印刷电极并进行烘烤固化，然后再印刷敏感材料层并进行烘烤固化，最后印刷粘结材料层；（d）将上下层薄膜衬底有印刷层的一面相向粘贴在一起；（e）根据传感器形状裁切，并将接口电极上部覆盖的薄膜衬底剪除，获得薄膜压力传感器。

本发明的有益效果是：本发明结构简单，制作方法较容易，可批量制作；特殊的结构设计可使得薄膜压力传感器接口更稳定、敏感性能不变，传感器更可靠。这种结构使得传感器使用寿命增加，接口电极可直接焊接或者其他有效方式连接，接头部分可使用的有效时间更长；传感器仍是在印刷电极上面印刷敏感材料层，以保证敏感材料层表面的粗糙度，从而确保传感器的压力敏感性能。

下面结合附图和实施例对本发明做进一步的说明。

附图说明

图1为本发明薄膜压力传感器下层薄膜衬底示意图。

图2为本发明薄膜压力传感器上层薄膜衬底示意图。

图中，1．上层薄膜衬底，2．下层薄膜衬底，3．接口电极，4．印刷电极，5．敏感材料层，6.粘结材料层，7.触碰电极，8.印刷电极，9.敏感材料层。