[发明专利]一种用于微结构型柔性压力传感器的封装机构及封装方法

说明书

本发明提供一种用于微结构型柔性压力传感器的封装机构和封装方法，所述用于微结构型柔性压力传感器的封装机构包括弹性体复合薄膜、导电层、封装胶、对电极和对电极基底，导电层贴附在所述微结构弹性体复合薄膜的A面上掩盖微结构弹性体复合薄膜的A面上的部分微结构且使得微结构弹性体复合薄膜的A面的边缘均裸露有部分微结构形成一个裸露有微结构的环形带，封装胶由液态胶黏剂在所述环形带上形成类环形胶线后固化，类环形胶线粘结所述微结构弹性体复合薄膜和对电极基底，所述对电极贴附在所述对电极基底上。本发明填充了微结构的空隙，可以将导电层与外部环境隔离，起到保护内部的接触结构不受外部环境影响的作用。

技术领域

本发明涉及微结构型柔性压力传感器的制备领域，具有涉及一种用于微结构型柔性压力传感器的封装机构及封装方法。

背景技术

基于表面微结构的柔性压力传感器具有轻、薄、柔、灵敏度高，起偏点低等优点，能够用于检测人体脉搏等微小的生理信号。比如，研究者使用硅模板(Adv.Mater.2014,26,3451-3458)获得金字塔型阵列的微结构表面，获得高灵敏度(4.88kPa-1,响应范围5.9kPa)的柔性压力传感器件。研究者们利用较为廉价的树叶(Adv.Funct.Mater.2017,27,1606066)，织物(Adv.Mater.2014,26,1336-1342)，砂纸(ACS Nano 2018,12,2346-2354)等具有天然微结构的物品作为模板制备弹性体薄膜，同样也构建了性能优异的传感器件。

该类型柔性压力传感器一般由具有表面微结构的弹性体薄膜、导电层、对电极(比如叉指电极)组成，其中导电层沉积在弹性体微结构的表面，与对电极(叉指电极)面对面固定。在柔性压力传感器受到压力的时候，弹性体微结构受到挤压发生变形，其表面的导电层与对电极的接触面积会变大，传感器的接触电阻会减小，进而实现压力信号和电阻信号的转换。因此，对于该类型传感器来说，弹性体微结构和对电极在初始状态的位置对于传感器性能有着较大的影响。另外，从使用过程来说，需要将内部的导电层和外部的水、氧气、灰尘等隔离开，保界面接触环境的稳定。综上，对于微结构型柔性压力传感器来说，能够保证微结构与对电极位置，同时保证接触环境密封的封装结构是十分必要的。

对于传统的压阻橡胶类型的柔性压力传感器，一般通过固体胶黏剂将上下两层的电极(或者电极的基底)粘接起来。由于上下两层电极或者基底的表面是平滑的，因此可以获得较好的粘接效果。但是，对于具有微结构的柔性压力传感器来说，表面微结构与平面的初始接触面积很小，使用固体胶黏剂难以实现有效的粘接。另外，实用新型(一种用于中医脉诊的柔性压力传感阵列结构，202022824011.5)中提供了一种通过制作“帽子”将微结构与对电极装配起来的方法，“帽子”的边沿是平整的，可以避免微结构与对电极粘接差的问题。但是，制作帽子会引入额外的结构，增加整体结构的复杂度以及装配的难度，同时也会增加整个柔性压力传感器的厚度，难以突出传感器轻、薄、柔的特点。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术存在的不足之处而提供一种用于微结构型柔性压力传感器的封装机构及封装方法。

为实现上述目的，本发明采取的技术方案为：一种用于微结构型柔性压力传感器的封装机构，所述用于微结构型柔性压力传感器的封装机构包括微结构弹性体复合薄膜、导电层、封装胶、对电极和对电极基底，所述微结构弹性体复合薄膜的A面具有微结构，所述微结构为以波阵面为基准的若干个不规则峰状凸起，所述波阵面与所述导电层平行，所述峰状凸起的波峰和波谷的高度差为10～100μm，所述峰状凸起的波峰和波谷的宽度差为10～100μm，所述峰状凸起在所述微结构弹性体复合薄膜的A面上的密度为个10k～1000k/cm²，所述导电层贴附在所述微结构弹性体复合薄膜的A面上掩盖微结构弹性体复合薄膜的A面上的部分微结构且使得微结构弹性体复合薄膜的A面的边缘均裸露有部分微结构形成一个裸露有微结构的环形带，所述封装胶由液态胶黏剂在所述环形带上形成类环形胶线后固化，所述类环形胶线粘结所述微结构弹性体复合薄膜和对电极基底，所述对电极贴附在所述对电极基底上。