[发明专利]一种高灵敏度压力式传感器及其制作方法

说明书

本发明公开了一种基于聚合物网络结构的高灵敏度压力式传感器及其制作方法，包括聚合物网络结构和导电颗粒，聚合物网络结构具备一定的弹性，可以是规则的或者不规则的，作为支撑骨架分布在整个传感器空间中，导电颗粒均匀地镶嵌在聚合物网络结构中。通过施加外部压力，聚合物网络结构变得更为致密，导电颗粒相互之间接触更为紧密，降低了接触电阻，通过测量传感器电阻，即可确定压力大小。传感器制作过程中，通过引入第三种物质作为填充，后通过特殊方法洗去，降低了弹性模量，提高了传感器的灵敏度。本发明无需真空环境和加温过程，制成周期短，制作简单，成本低廉，适合大规模推广。

技术领域

本发明涉及一种压力式传感器，尤其涉及一种基于聚合物网络结构的高灵敏度压力式传感器及其制作方法。

背景技术

近几年来，压力式传感器，作为一种新的附加技术，被广泛应用于各种消费性电子产品(如iPhone 6s)和商用电子设备中。压力式传感器作为一种传感器，高灵敏度一直是人们追求的方向，由此产生了一系列方法，通过改进母体弹性材料和填充导电颗粒的性能，来提高灵敏度。但是，已有的方法制作过程都过于复杂，一般需要加温过程和真空环境，制作周期长，并且所需材料种类繁多，成本高昂。

因此，本领域的技术人员致力于开发一种基于聚合物网络结构的高灵敏度压力式传感器及其制作方法，制作周期短，所需材料少，成本合理。

发明内容

鉴于现有技术的缺陷，本发明提供一种基于聚合物网络结构的高灵敏度压力式传感器及其制作方法，包括聚合物网络结构和导电颗粒，聚合物网络结构具备一定的弹性，可以是规则的或者不规则的，作为支撑骨架分布在整个传感器空间中，导电颗粒均匀地镶嵌在聚合物网络结构中。传感器制作过程中，通过引入第三种物质作为填充，后通过特殊方法洗去，降低了弹性模量，提高了传感器的灵敏度。传感器具体制作过程包括原材料混合，磁力搅拌，超声波振动，磁力搅拌，灌盒，曝光聚合，浸泡以洗去第三种物质，制成测试等过程。

为实现上述目的，本发明提供了一种高灵敏度压力式传感器，包括聚合物和导电颗粒，所述聚合物的网络结构作为支撑骨架分布在整个传感器空间，所述导电颗粒均匀地镶嵌在所述聚合物的网络结构中。

进一步地，所述聚合物为弹性材料，如Norland 65。

进一步地，所述网络结构为规则结构，如用于稳定BPLC(蓝相液晶)的聚合物网络结构。

进一步地，所述网络结构为不规则结构，如用于PDLC(聚合物分散液晶)的聚合物网络结构。

进一步地，所述导电颗粒为金属颗粒、透明导电金属氧化物、透明导电有机高分子材料、碳纳米管、石墨烯或银纳米线中的一种。

本发明还提供一种高灵敏度压力式传感器的制作方法，包括以下步骤：

步骤1)提供聚合物单体、导电颗粒和第三原料；

步骤2)将聚合物单体、导电颗粒和第三原料通过磁力搅拌混合；

步骤3)将混合物超声波振动；

步骤4)将步骤3后的混合物再次进行磁力搅拌混合；

步骤5)将步骤4后的混合物灌于由导电电极层和衬底层组成的灌盒中；

步骤6)将步骤5后的灌盒混合物曝光；

步骤7)将曝光后的灌盒混合物放置在有机溶剂中浸泡；

步骤8)将浸泡后的灌盒混合物放在通风橱中挥发有机溶剂；

步骤9)将步骤8后的灌盒混合物制成测试。

进一步地，所述第三种物质为液晶，所述有机溶剂为丙酮。