[发明专利]一种柔性温度传感器及其制备方法

说明书

本发明涉及柔性传感技术领域，具体涉及一种柔性温度传感器及其制备方法。本发明提供的柔性温度传感器包括：基底膜；传感材料电极，所述传感材料电极嵌入在所述基底膜中；以及封装层；所述传感电极材料为银镓合金。本发明提供的柔性温度传感器的传感电极几乎完全嵌入在基底膜内，能够更好地与基底紧密结合，提升柔性传感器的机械性能和测量稳定性。同时该嵌入基底式柔性温度传感器结构简单，能够实现低成本地大面积制备。

技术领域

本发明涉及柔性传感技术领域，具体涉及一种柔性温度传感器及其制备方法。

背景技术

近年来，随着人们生活水平的不断提高，人们对传感器的要求也在不断提高。传统刚性传感器因体积大、不能弯曲等缺点已经难以满足目前越来越多元化的应用场景。柔性传感器弯曲性能好，能够紧密贴合在不规则表面，结构轻薄，增强了传感器佩戴的舒适性和普适性。这些特性使得柔性传感器在可穿戴电子、健康医疗、农业监测等方面具有广阔的应用前景。

柔性传感器技术的关键在于传感材料和制备工艺。目前，常用的柔性传感材料有液态金属、氧化石墨烯、银纳米线、铜纳米线等，但仍然存在着成本高、稳定性差等缺点；在关键的制备工艺技术中，主要包括图案化制备技术、转印技术等，然而，目前仍存在着成本高、烧结温度高、无法大面积制备、机械性能差等缺点。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供一种柔性温度传感器及其制备方法。

第一方面，本发明提供的柔性温度传感器，包括：

基底膜；

传感材料电极，所述传感材料电极嵌入在所述基底膜中；

以及封装层；

所述传感电极材料为银镓合金。

本发明提供的基于液态金属镓包覆的柔性温度传感器，该嵌入基底式柔性温度传感器包括作为柔性传感器基底的基底膜、嵌入在基底膜中用于感知温度变化的传感材料电极以及用于封装的封装层。本发明提供的柔性温度传感器的传感电极几乎完全嵌入在基底膜内，能够更好地与基底紧密结合，提升柔性传感器的机械性能和测量稳定性。该嵌入基底式柔性温度传感器结构简单，能够实现方便、低成本地大面积制备。

作为优选，所述传感电极材料为液态金属镓包覆银电极，所述传感电极材料的厚度为5～10um，优选为7～10um；优选的，所述基底膜为聚酰亚胺薄膜；所述基底膜的厚度不大于40um，优选为23～40um，更优选为25～40um。

本发明中，基底膜采用聚酰亚胺薄膜用于柔性传感器的基底，柔性传感材料采用具有高表面活性的液态金属镓包覆银颗粒形成的镓银合金，结合丝网印刷等转印方式，使其更好地嵌入在超薄的聚酰亚胺基底膜中，能更好地解决柔性传感器烧结温度高、稳定性差、容易损坏、制备成本高、无法大面积制备等问题。尤其是在特定厚度的液态金属镓包覆银电极结合特定厚度的聚酰亚胺薄膜使得柔性传感器的结合更紧密，同时能更好地提升柔性传感器的机械性能和测量稳定性并降低成本。

进一步优选，所述传感电极材料嵌入在所述基底膜中，所述传感电极材料的(上)表面优选与所述基底膜的(上)表面平齐，优选所述传感电极材料的(上)表面裸露在所述基底膜外。进一步优选，采用透明封装层对(裸露在所述基底膜外的)所述传感电极材料的(上)表面部分进行封装；优选所述传感电极材料嵌入在所述基底膜且相互扩散渗透。本发明采用优选的传感器结构，能够使性能进一步提升。

进一步优选，所述传感电极材料的上表面和/或所述基底膜的上表面采用所述封装层进行封装，所述封装层优选为透明封装层，所述透明封装层的材料选自PDMS、Ecoflex00-30、Casterp-2577中的一种或多种。

进一步优选，还包括引线和导电银胶，所述引线通过导电银胶连接在所述传感电极材料上，优选采用透明封装层对导电银胶和/或引线进行封装。