[发明专利]一种柔性传感器生产线及加工方法

说明书

本申请公开一种柔性传感器生产线及加工方法，包括钢架结构体，激光雕刻机，等离子处理器，空气压缩机，点胶机和烘干机。本申请通过设置的流水线传送机构和四个工位来完成对柔性传感器的自动化生产，全自动化操作不仅大大提高了柔性传感器的生产效率，还大大降低了生产过程中的误差影响，节省人力，大幅降低生产能耗，减少了环境污染。该申请在柔性传感器制造方面具有突出贡献，可减少人工对于传感器精度的影响，在单体流水线上可实现传感器的制造，减少人工的使用。

技术领域

本申请涉及自动化领域，具体而言涉及一种柔性传感器生产线及加工方法。

背景技术

柔性传感器通常指采用柔性材料制成的传感器。其具有良好的柔韧性、延展性、甚至可自由弯曲甚至折叠。柔性传感器的结构形式灵活多样，可根据测量条件的要求任意布置，能够非常方便地对复杂被测物进行检测。

现有技术中，通常采用本身可拉伸、折叠的导体装置组装电子器件实现柔性传感，或者将导电物质混合到弹性基体中进行制备。这种制备方式工艺复杂，需要在不同材质之间进行掺杂和化学工艺处理。现有分布式的加工方式下，电极和敏感材料定位困难，使得柔性传感器制备过程中的误差加大，导致柔性传感器的精确度降低，且需要大量的人力，生产耗时久、效率较低。

发明内容

本申请针对现有技术的不足，提供一种柔性传感器生产线及加工方法，本申请通过激光雕刻技术直接在PI或PET材料上雕刻出柔性电路结构，能够缩小电路所占空间并简化对柔性传感器的加工工艺要求。本申请具体采用如下技术方案。

首先，为实现上述目的，提出一种柔性传感器生产线，其包括：流水线传送机构，用于承载柔性传感器固定块并按照预设路径和预设速度运输柔性传感器固定块及设置在柔性传感器固定块加工凹槽内的柔性待加工基底材料；激光雕刻机，其沿运输路径方向设置于流水线传送机构的首端，用于在柔性待加工基底材料表面激光雕刻形成电路结构；等离子表面处理机，其沿运输路径方向设置于激光雕刻机之后，用于向柔性传感器固定块中所设的柔性待加工基底材料表面喷涂低温等离子体；点胶机，其沿运输路径方向设置于等离子表面处理机之后，用于对喷涂有等离子的柔性待加工基底材料表面进行点胶操作使胶体覆盖整个基体材料中激光雕刻的部分；加热设备，其沿运输路径方向设置于点胶机之后，用于加热固化柔性待加工基底材料，使其封装形成柔性传感器。

可选的，如上任一所述的柔性传感器生产线，其中，所述柔性传感器固定块为碳纤维纳米复合材料，其耐高温程度至少达到300度；所述柔性传感器固定块上表面的中部开设有加工凹槽，用于容纳柔性待加工基底材料，加工凹槽底部采用硅胶固定柔性待加工基底材料，硅胶在加热设备中干燥后转化为固体直接脱落；所述加工凹槽的长、宽尺寸均超出柔性待加工基底材料的长、宽尺寸。

可选的，如上任一所述的柔性传感器生产线，其中，所述激光雕刻机中预先设定有电路结构图形，其以激光诱导方式按照预先设定的电路结构图形在柔性待加工基底材料表面雕刻形成石墨烯薄膜的电路结构以提供导电通路、元件连接焊盘以及敏感元件结构；所述柔性待加工基底材料为聚酰亚胺PI薄膜或聚对苯二甲酸乙二醇酯PET薄膜，其表面通过激光切割工艺以30W激光功率、15cm/s的扫描速率、在二氧化碳氛围下雕刻形成所述石墨烯薄膜。

可选的，如上任一所述的柔性传感器生产线，其中，所述等离子表面处理机在室温条件下将低温等离子体均匀覆盖激光雕刻机的整个雕刻范围。

可选的，如上任一所述的柔性传感器生产线，其中，所述点胶机的点胶机喷头同步于激光雕刻机中预先设定的电路结构图形，自动点胶，将石墨烯水溶液、水或有机溶剂材质的胶体覆盖激光雕刻机全部雕刻范围。

可选的，如上任一所述的柔性传感器生产线，其中，所述加热设备加热温度为恒温150度。