[发明专利]柔性应变传感器及其制作方法

说明书

本发明公开了一种柔性应变传感器，包括：衬底；以及金属薄膜层，所述金属薄膜层形成在衬底上；其中，所述衬底的厚度为10μm‑25μm。根据本发明公开的应变传感器，金属薄膜层可以快速灵敏地对外界应变进行响应，而且采用厚度为10μm‑25μm的衬底具有更优异的机械顺从性，从而对于应变刺激具有更高的灵敏度，能够快速灵敏地对应变刺激进行响应。

技术领域

本发明涉及应变测量领域，具体涉及一种柔性应变传感器及其制作方法。

背景技术

由于基于裂纹层叠结构的应变传感器具有较高的灵敏度，其被广泛应用于电子皮肤领域，以对外界刺激如压力、应变和温度等进行响应。然而该类型柔性应变传感器在实际应用中仍有很大的局限性，首先由于应变传感器的衬底较厚，导致了其较低的机械顺从性，进而限制了应变传感器在不同弯曲表面的应用。其次，在制备应变传感器时，其导电薄膜的活性材料成本高，制备过程复杂，而且该类型的传感器无法对微小应变的刺激进行响应。

发明内容

有鉴于此，为了克服上述问题的至少一个方面，本发明的实施例提供一种柔性应变传感器，该柔性应变传感器包括衬底以及金属薄膜层，所述金属薄膜层形成在所述衬底上；其中，所述衬底的厚度为10μm-25μm。

进一步地，所述衬底的厚度为15μm。

进一步地，所述衬底采用弹性高分子聚合物制成。

进一步地，所述弹性高分子聚合物包括聚二甲基硅氧烷。

进一步地，其特征在于，所述金属薄膜层具有裂纹层叠结构。

进一步地，所述金属薄膜层采用金、银、铝或氧化铟锡制成，优选采用银制成。

进一步地，所述金属薄膜层包括成“工”字型设置的金属薄膜层第一部分、金属薄膜层第二部分和金属薄膜层第三部分，所述金属薄膜层第二部分位于所述金属薄膜层第一部分和金属薄膜层第三部分之间。

进一步地，所述金属薄膜层第二部分的尺寸为1mm×2mm-100mm×200mm；所述金属薄膜层第一部分和所述金属薄膜层第三部分的尺寸为1mm×2mm-100mm×200mm。

根据本发明的另一个方面，本发明还提供了一种应变传感器的制作方法，包括以下步骤：

S1，提供牺牲层；

S2，在所述牺牲层上形成衬底，其中所述衬底的厚度为10μm-25μm；

S3，在所述衬底上形成金属薄膜层；以及

S4，去除牺牲层。

进一步地，在步骤S3中，利用磁控溅射法在所述衬底上形成所述金属薄膜层。

进一步地，步骤S3还包括：

S31，对所述衬底进行预拉伸，形成具有裂纹层叠结构的金属薄膜层。

进一步地，在步骤S31中，利用线性马达对所述衬底进行预拉伸。

进一步地，利用高速旋涂法在所述牺牲层上形成所述衬底。

进一步地，所述衬底采用弹性高分子聚合物制成。

进一步地，所述弹性高分子聚合物包括聚二甲基硅氧烷。

进一步地，利用去离子水去除所述牺牲层。

与现有技术相比，本发明具有以下优点之一：

1、本发明提供的应变传感器，由于其超薄的衬底从而能够对应变刺激做出高灵敏度的响应，并且具有优异的机械顺从性；

2、本发明提供的制作应变传感器的方法简单易行，成本低。

附图说明