[发明专利]一种柔性温度-应变集成传感器阵列及制备方法

权利要求书

1.一种柔性温度-应变集成传感器阵列，其特征在于，至少包括一个温度传感器单元和一个应变传感器单元，温度传感器单元的正、负极分别由基底两侧的铜箔层和康铜箔层图形化后形成，并由过孔工艺连接形成结点；应变传感器单元由康铜箔层图形化后形成；

所述传感器阵列结构包括柔性基底、胶层、康铜箔层、铜箔层、保护层；温度传感器单元和应变传感器单元的阵列分布于柔性基底上；

所述康铜箔层和铜箔层用压延法或电解法制备，厚度为1-10μm；

所述胶层用于将康铜箔层和铜箔层胶接到基底两面，也可用于胶接保护层；

所述柔性基底采用聚酰亚胺或聚酯；

所述胶层材料选用丙烯酸类或环氧树脂类胶粘剂；

所述保护层选用与基底相同的材料，或选用与基底不相同的材料。

2.如权利要求1所述的一种柔性温度-应变集成传感器阵列的制备方法，其特征在于，包括以下步骤:

S1：取材成型：将柔性基底、铜箔层和康铜箔层制成设计尺寸；

S2：箔材料压合：通过胶接的方式，将康铜箔层和铜箔层压合到基底的上下两面；

S3：钻孔：在温度传感器预设的正、负极结点处钻孔；

S4：镀通孔：在孔壁上镀铜，使位于基底两面的康铜箔层和铜箔层导通；

S5：图形化：采用光化学方法对铜箔层和康铜箔层进行图形化，形成传感器阵列、引线及焊盘；

S6：覆盖保护层：用保护层覆盖温度传感器和应变计的敏感单元以及引线，并将焊盘部分露出，便于焊盘与外面电路连接；

S7：电镀：裸露的焊盘部分以电镀或化学镀的方式镀上锡铅合金或镍金合金，以保护焊盘不被氧化。

3.如权利要求2所述的一种柔性温度-应变集成传感器阵列的制备方法，其特征在于，

所述S2步骤中包含以下分步骤：

S2.1、依次用酒精、丙酮和去离子水清洗柔性基底，然后干燥；

S2.2、在基底的一面涂覆粘接剂，然后在该面压合铜箔层；

S2.3、在基底的另一面涂覆粘接剂，然后在该面压合康铜箔层；

且所述S2.2、S2.3步骤可交换次序。

4.如权利要求2所述的一种柔性温度-应变集成传感器阵列的制备方法，其特征在于，

所述S3步骤中包含以下分步骤：

S3.1、在压合康铜箔层的一面覆盖临时保护膜；

S3.2、在温度传感器的正、负极结点处钻孔，孔径为0.3-0.6mm。

5.如权利要求2所述的一种柔性温度-应变集成传感器阵列的制备方法，其特征在于，

所述S4步骤中包含以下分步骤：

S4.1、用整孔剂使孔壁带正电荷；

S4.2、用黑孔的方法使带负电的石墨粉附着于表面；

S4.3、通过微蚀的方法将康铜箔层和铜箔层表面的石墨粉剥离，仅保留孔壁边缘的石墨粉；

S4.4、通过电镀的方法在孔壁内镀铜并形成铜孔，使温度传感器的两极导通，铜孔与康铜箔层的接触点即为温度传感器的结点；

S4.5、去除康铜箔层上的临时保护膜。

6.如权利要求2所述的一种柔性温度-应变集成传感器阵列的制备方法，其特征在于，

所述S5步骤中包含以下分步骤：

S5.1、对材料进行清洁，用热压的方式在材料两面贴合干膜；

S5.2、在制备好图形的版图下对铜箔层和康铜箔层进行曝光，将设计的图形转移到干膜上；

S5.3、曝光完成后，在显影液中进行显影，然后用去离子水清洗；

S5.4、在刻蚀药水中对未经干膜保护的铜箔层和康铜箔层进行腐蚀；

S5.5、在去胶液中去除干膜，清洁基底。

7.如权利要求2所述的一种柔性温度-应变集成传感器阵列的制备方法，其特征在于，所述S6步骤中，保护层可采用胶接、丝印、旋涂、喷涂工艺制备。