[发明专利]一种基于柔性螺旋电感结构的风速传感器及其制备方法

说明书

本发明公开了一种基于柔性螺旋电感结构的风速传感器及制造方法。本发明所述的基于柔性螺旋电感结构的风速传感器包括聚对苯二甲酸类（PET）衬底，螺旋电感线圈，位于所述PET衬底上表面，螺旋电感接触块与螺旋电感线圈两端连接，金属连接线，位于PET衬底中并贯穿衬底，位于衬底下表面且与螺旋电感接触块正对应的接触块，位于衬底下表面的金属导线,位于衬底下表面边缘处、连接下表面金属导线的测试接触块。同时还公开基于柔性螺旋电感结构的风速传感器的制备方法。此结构利用柔性电感在不同风速时产生弯曲应变下电感值的变化，使风速与电感值之间存在对应关系。本发明的风速传感器结构轻便，响应速度快，电感自身热损耗小，降低了传感器功耗。

技术领域

本发明属于传感器领域，尤其涉及一种基于柔性螺旋电感结构的风速传感器及其制备方法。

背景技术

风速的测量与人们的生活息息相关，并广泛应用在工业建设、农业生产、航天航空、交通旅游、气象预报以及环境保护等领域。很早之前，风速的测量主要采用机械式风杯和风向标来实现，近些年来，又出现了基于超声原理和多普勒原理的风速传感器，但总的来说，这些风速传感器由于体积庞大、成本高，无法满足物联网技术中的小型化、低功耗等应用需求。

发明内容

发明目的：本发明针对现有技术存在的问题，提出一种基于柔性螺旋电感结构的风速传感器及其制备方法，柔性螺旋电感在不同的风速下产生对应的形变，导致电感值发生改变，因此，风速与电感值之间存在对应关系，通过测量螺旋电感的电感值大小，即可转换得到风速值，实现对风速的测量。

技术方案：一种基于柔性螺旋电感结构的风速传感器，该传感器包括衬底，位于衬底上表面的等间距布置的螺旋电感线圈，所述螺旋电感线圈两端分别与第一螺旋电感接触块和第二螺旋电感接触块连接，第一、第二金属连接线位于衬底中，并贯穿衬底，所述第一、第二接触块位于衬底下表面且与第一、第二螺旋电感接触块正对应，所述第一金属连接线连接第一螺旋电感接触块和第一接触块，第二金属连接线连接第二螺旋电感接触块和第二接触块，位于衬底下表面的第一、第二测试接触块与衬底下表面边缘距离为L，衬底下表面的第一金属导线连接第一接触块和第一测试接触块，衬底下表面的第二金属导线连接第二接触块和第二测试接触块。

优选的，所述的衬底为聚对苯二甲酸类（PET）衬底。

优选的，所述衬底长100mm、宽100mm，厚度1mm；螺旋电感线圈宽2mm、厚度0.1mm；多圈线圈之间的间隔距离宽2mm；第一、第二螺旋电感接触块长5mm、宽5mm、厚度0.1mm；第一、第二金属连接线长1mm；第一、第二接触块长5mm、宽5mm、厚度0.1mm；第一金属导线长35mm、宽2mm、厚度0.1mm；第二金属导线长10mm、宽2mm、厚度0.1mm；第一、第二测试接触块长5mm、宽5mm、厚度0.1mm，与衬底边缘的距离L为1-3mm。

优选的，本发明所述的基于柔性螺旋电感结构的风速传感器的制备方法，包括以下步骤：

（1）准备衬底；

（2）衬底上表面处理：

（2.1）旋涂光刻胶，光刻并刻蚀，去除需要生长螺旋电感线圈和第一、第二螺旋电感接触块处的光刻胶；

（2.2）蒸发Cu淀积，剥离光刻胶，形成螺旋电感线圈，和第一、第二螺旋电感接触块；

（3）衬底下表面处理：

（3.1）在第一、第二螺旋电感接触块正下方对应处用第一、第二金属连接线贯穿衬底；

（3.2）旋涂光刻胶，光刻并刻蚀，去除需要生长第一、第二金属导线，第一、第二接触块和第一、第二测试接触块处的光刻胶；

（3.3）蒸发Cu淀积，剥离光刻胶，形成一、第二金属导线，第一、第二接触块和第一、第二测试接触块。