[发明专利]叠层传感器装置及其制造方法

说明书

一种传感器装置包括：具有顶层、底层和至少一个中间层的第一个多层，上述中间层具有电导体层，顶层、底层和至少一个中间层中的每一个被设置成与相应的相邻层直接接触。第二个多层被设置成与第一个多层直接接触，使得第二个多层的底层被设置成与第一个多层的顶层直接接触。第一个多层和第二个多层在没有外部电流产生装置的情况下并且响应于被变形而产生压电电压，以及响应于被变形而产生电容变化。

技术领域

本公开一般涉及感测装置，具体涉及叠层传感器，更具体地涉及叠层泡沫传感器。

背景技术

软柔性传感器可用于越来越多的应用，例如IoT(物联网)设备、可穿戴物体(例如头盔)、服装和医疗设备等。现有的适形传感器包括封装陶瓷和基于聚偏二氟乙烯(PVDF)的材料。美国专利第7,301,351号中描述了示例柔性电容式传感器。在美国专利第8,984,954号中描述了一种产生压电响应并且在应变仪测量应用中有用的弹性复合材料。美国专利第9,178,446号中描述了一种示例摩擦电发电机。虽然由这种材料制成的现有材料和传感器可能适合于它们的预期目的，但是与软柔性传感器有关的技术将随着提供具有线性感测特性的双重感测的软柔性传感器而进步。

提供该背景信息是为了揭示申请人认为可能与本发明相关的信息。不一定要求承认，也不应解释为任何前述信息构成了相对于本发明的现有技术。

发明内容

在一个实施方式中，传感器装置包括第一个多层，所述多层具有顶层、底层和至少一个中间层，所述至少一个中间层具有电导体层，顶层、底层和所述至少一个中间层中的每个被设置成与相应的相邻层直接接触。第二个多层被设置成与第一个多层直接接触，使得第二个多层的底层被设置成与第一个多层的顶层直接接触。第一个多层和第二个多层在没有外部电流产生装置的情况下且响应于被变形而产生压电电压，并且第一个多层和第二个多层响应于被变形而产生电容变化。

在一个实施方式中，制造前述传感器装置的方法包括：在包括弹性体B层的金属涂覆基底顶上覆上弹性体泡沫A层以形成叠层构造，金属涂覆基底的金属涂覆部分设置在弹性体泡沫A层和弹性体B层之间，弹性体泡沫A层在摩擦电序列上具有第一等级，弹性体B层在摩擦电序列上具有第二等级；在叠层构造顶上覆上第二个金属涂覆基底，并在第二个金属涂覆基底的金属涂覆部分顶上覆上第二个弹性体泡沫A层以形成多个叠层构造；以及将多个叠层构造固化。

在一个实施方式中，制造前述传感器装置的另一种方法包括：在包括弹性体B层的金属涂覆基底顶上覆上弹性体泡沫A层以形成叠层构造，金属涂覆基底的金属涂覆部分设置在弹性体泡沫A层和弹性体B层之间，弹性体泡沫A层在摩擦电序列上具有第一等级，弹性体B层在摩擦电序列上具有第二等级；将叠层构造固化以形成固化叠层构造并提供第一个固化叠层构造；将第二个固化叠层构造附接在第一固化叠层构造顶上，第一和第二固化叠层构造具有顺序相同的层。

结合附图，通过以下对本发明的详细描述，本发明的上述特征和优点以及其它特征和优点将变得显而易见。

附图说明

参考示例性非限制性附图，其中，在附图中相同的元件编号相同：

图1以横截面侧视图示出了根据一个实施方式的叠层构造；

图2以横截面侧视图示出了根据一个实施方式的多个图1的叠层构造；

图3以横截面侧视图描绘了根据一个实施方式的另一叠层构造；

图4以横截面侧视图示出了根据一个实施方式的多个图3的叠层构造；

图5描绘了根据一个实施方式的比较多个叠层构造的测试实施方式的压电输出电压信号的图表，上述多个叠层构造类似于图4中描绘的实施方式，但具有替选数量的叠层构造；

图6以透视图描绘了根据一个实施方式的表示图2中所示的叠层构造或如图4所示的叠层构造的双层布置，。