柔性压力传感器的制造方法及柔性压力传感器.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN116033818A(43)申请公布日2023.04.28(21)申请号202211690103.6(22)申请日2022.12.27(71)申请人清华大学地址100084北京市海淀区清华园1号(72)发明人刘冉刘美翎林荣赞(74)专利代理机构北京林达刘知识产权代理事务所(普通合伙)11277专利代理师刘新宇张会华(51)Int.Cl.H10N30/09(2023.01)H10N30/03(2023.01)H10N30/85(2023.01)H10N30/00(2023.01)G01L1/18(2006.01)权利要求书1页说明书5页附图4页(54)发明名称柔性压力传感器的制造方法及柔性压力传感器(57)摘要本申请提供了一种柔性压力传感器的制造方法及柔性压力传感器。该制造方法通过易于实现的“附接‑诱导‑分离‑附接”步骤，快速且高效地得到了可靠的多尺度微结构的基于石墨烯的柔性压力传感器，极大简化了加工工艺且缩短了加工时间，有利于大规模工业生产。而且，在实施制造方法的过程中，不会破坏作为压感材料的石墨烯的构造，完整保留了激光诱导石墨烯的全部微结构，包括表面形貌和内部结构。这样，本申请以低成本、快速的激光扫描方式获取各种尺度的微结构，由此能够完整保留激光诱导石墨烯形貌，从而使得柔性压力传感器具有高灵敏度、宽传感范围。CN116033818ACN116033818A权利要求书1/1页1.一种柔性压力传感器的制造方法，其特征在于，包括：第一附接步骤，其中将膜状的碳基前驱体(1)附接于柔性衬底(2)的至少一侧表面上；诱导步骤，其中利用第一激光照射所述前驱体(1)，以使得所述前驱体(1)的一部分被激光诱导形成石墨烯层，由此通过所述前驱体(1)的一部分构成具有所述石墨烯层的压感单元(3a)；分离步骤，其中利用第二激光照射所述前驱体(1)的除了所述一部分之外的其它部分，以使所述前驱体(1)的其它部分与所述压感单元(3a)分离，并且从所述柔性衬底(2)去除所述其它部分；以及第二附接步骤，其中将所述压感单元(3a)附接于电极(4)，使得所述电极(4)的电极正端(42)和电极负端(43)经由所述压感单元(3a)电性导通。2.根据权利要求1所述的柔性压力传感器的制造方法，其特征在于，在所述诱导步骤中，形成多个所述压感单元(3a)，相邻的所述压感单元(3a)彼此分隔开，从而使得多个所述压感单元(3a)构成压感阵列(3)。3.根据权利要求1或2所述的柔性压力传感器的制造方法，其特征在于，所述第二激光的功率大于所述第一激光的功率，所述第二激光的功率被构造成能够消除所述前驱体(1)的被照射的部分。4.根据权利要求3所述的柔性压力传感器的制造方法，其特征在于，在所述分离步骤中，利用所述第二激光照射所述前驱体(1)的其它部分与所述压感单元(3a)邻接的部分，使所述前驱体(1)的其它部分与所述压感单元(3a)分离，并去除所述其它部分。5.根据权利要求1或2所述的柔性压力传感器的制造方法，其特征在于，在所述第一附接步骤中，将所述前驱体(1)粘结于所述柔性衬底(2)；在所述第二附接步骤中，将每个所述压感单元(3a)粘结于对应的所述电极(4)的电极正端(42)和电极负端(43)。6.根据权利要求1或2所述的柔性压力传感器的制造方法，其特征在于，所述前驱体(1)的材料为聚合物、有机物、硅弹性体或以上材料中至少两种的组合。7.根据权利要求6所述的柔性压力传感器的制造方法，其特征在于，一个所述压感单元(3a)的石墨烯层形成为圆形、方形或不规则形状。8.一种采用权利要求1至7中任一项所述的柔性压力传感器的制造方法制造的柔性压力传感器，其特征在于，包括：柔性衬底(2)；至少一个压感单元(3a)，其附接于所述柔性衬底(2)且相对于所述柔性衬底(2)固定，所述压感单元(3a)具有利用激光诱导形成的石墨烯层；以及电极(4)，其包括电极正端(42)和电极负端(43)，一个所述电极(4)的电极正端(42)和电极负端(43)经由一个所述压感单元(3a)的石墨烯层电性导通。9.根据权利要求8所述的柔性压力传感器，其特征在于，所述柔性压力传感器为电阻式压力传感器。10.根据权利要求9所述的柔性压力传感器，其特征在于，在所述柔性压力传感器受到压力的状态下，所述电极(4)的电极正端(42)和电极负端(43)之间的电阻值变小。2CN116033818A说明书1/5页柔性压力传感器的制造方法及柔性压力传感器技术领域[0001]本申请涉及压力传感器领域，更具体地涉及一种柔性压力传感器的制造方法以及采用该制造方法制造的柔性压力传感器。背景技术[0002]压力传感器是实现压力定量化的感知工具，能够赋予机器感测压力的能力，由此压力传感器在人机界面、健