[发明专利]柔性石墨烯关节传感器及其制备方法

权利要求书

1.一种柔性石墨烯关节传感器，其特征在于，包括：

第一柔性层，所述第一柔性层的一侧表面为第一表面；

石墨烯传感单元，所述石墨烯传感单元设在所述第一表面；

可延展导线结构，所述可延展导线结构包括基线层和导电层，所述基线层形成在所述第一表面的至少部分表面，所述导电层形成在所述基线层远离所述第一表面的至少部分表面，所述可延展导线结构与所述石墨烯传感单元相连；

外接导线，所述外接导线与所述可延展导线结构中的所述导电层相连；

第二柔性层，所述第二柔性层的一侧表面为第二粘性表面，所述第二粘性表面与所述第一表面相对设置，并覆盖所述石墨烯传感单元、所述可延展导线结构、所述第一表面和部分所述外接导线，所述第二粘性表面的面积大于所述第一表面的面积。

2.根据权利要求1所述的柔性石墨烯关节传感器，其特征在于，所述第一表面为粘性表面。

3.根据权利要求1所述的柔性石墨烯关节传感器，其特征在于，所述基线层由聚酰亚胺形成。

4.根据权利要求1所述的柔性石墨烯关节传感器，其特征在于，所述导电层包括铬层和金层，所述铬层与所述基线层相连，所述金层形成在所述铬层远离所述基线层的表面；

任选地，所述铬层的厚度为5～20nm，所述金层的厚度为80～300nm。

5.根据权利要求1所述的柔性石墨烯关节传感器，其特征在于，所述外接导线由异方性导电胶、导电热压斑马纸或银形成。

6.根据权利要求1所述的柔性石墨烯关节传感器，所述石墨烯传感单元包括多个；

任选地，所述石墨烯传感单元包括两个，两个所述石墨烯单元形成二轴应变花；

任选地，所述石墨烯传感单元包括三个，三个所述石墨烯单元形成三轴应变花。

7.一种制备权利要求1～6任一项所述的柔性石墨烯关节传感器的方法，其特征在于，包括：

提供基底，在所述基底表面依次形成牺牲层、基线层和导电层，在所述导电层上设置具有预定图案的光刻胶掩膜版，刻蚀所述预定图案区域外的所述导电层，以便得到具有预定图案的导电层；

提供柔性基底，将所述基线层和所述具有预定图案的导电层转印到所述柔性基底表面，并刻蚀未被所述具有预定图案的导电层覆盖部分的所述基线层，以便得到可延展导线结构；

在所述柔性基底表面的预留位置设置石墨烯传感单元，将所述可延展导线结构与所述石墨烯传感器和外接导线连接；

将第二柔性层的第二粘性表面覆盖至所述石墨烯传感单元、所述可延展导线结构和部分所述外接导线得到所述柔性石墨烯关节传感器。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，在牺牲层形成后，将所得产品加热至100～115℃保温5～10min，继续加热至150～155℃保温5～8min，继续加热至180～190℃保温10～15min，然后将所得产品冷却，以便使所述牺牲层固化。

9.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，在所述基线层形成后，将所得产品加热至80～90℃保温10～15min，继续加热至120～130℃保温30～35min，继续加热至150～160℃保温30～35min，继续加热至200～210℃保温30～35min，继续加热至250～260℃保温30～40min，然后将所得产品冷却，以便使所述基线层固化。

10.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，通过反应离子刻蚀方法刻蚀未被所述具有预定图案的导电层覆盖部分的所述基线层，所述反应离子刻蚀方法的工艺参数包括：氧气流量为15～30sccm，射频功率为100～150W，气压为10～30Pa。