柔性压力传感器的制作方法

本实用新型涉及传感器技术领域，特别是涉及一种柔性压力传感器。

背景技术：

压力传感器通常由具有电极的衬底和导电薄膜构成，初始时电极与导电薄膜相间隔，两者之间形成变形空腔。受压时，导电薄膜产生变形与电极接触导通，随着导电薄膜与电极接触面积的增加，两者之间的电流增加，从而改变传感器的输出电阻，得到压力与输出电阻的关系。随着压力传感器的发展，其应用越来越广，同时要求也越来越高，目前压力传感器只是在正面线路层引出引线作为输出端，无法适应复杂的结构需求。

技术实现要素：

有鉴于此，提供一种可以双面引线以方便与外部电路连接的柔性压力传感器。

一种柔性压力传感器，包括第一线路层、第二线路层以及设置于所述第一线路层与第二线路层之间的隔离层，所述第一线路层包括第一基材以及分别形成于所述第一基材的相对两侧面上的正面线路与背面线路，所述第一基材的两端分别形成感应区和接线区，所述正面线路包括位于所述感应区的第一感应线和第二感应线、以及位于所述接线区的第一引线和第二引线，所述第一引线与所述第一感应线电性连接，所述第二引线与所述第二感应线电性连接；所述背面线路包括位于所述接线区的第三引线和第四引线，所述第三引线与所述第一引线电性连接，所述第二引线与所述第四引线电性连接；所述第二线路层叠设于所述感应区上并面向所述第一感应线、第二感应线设置。

进一步地，所述第一基材上形成有穿孔，所述穿孔内形成有导电柱，所述第一引线、第三引线对应所述穿孔分别形成有第一导通孔，所述导电柱延伸至所述第一导通孔并一体连接所述第一引线和第三引线；所述第二引线、第四引线对应所述穿孔分别形成有第二导通孔，所述导电柱延伸至所述第二导通孔并一体连接所述第二引线和第四引线。

进一步地，所述第一感应线和第二感应线上覆盖有高阻碳油层。

进一步地，所述第一引线、第二引线、第三引线和第四引线上覆盖有导电碳油层。

进一步地，所述第一基材上形成有切割缝。

进一步地，所述第二线路层包括第二基材以及形成与所述第二基材上的感应膜，所述感应膜呈圆形，所述第一感应线、第二感应线均呈半圆形，所述感应膜与所述第一感应线、第二感应线彼此正对且彼此相向设置。

进一步地，所述感应膜包括形成与第二基材上的导电银浆层以及覆盖于所述导电银浆层上的高阻碳油层

进一步地，所述第二基材背向所述第一线路层的一侧设置有垫片。

进一步地，所述第二基材的尺寸小于所述第一基材的尺寸，所述第一感应线和第二感应线被所述第二基材遮挡，所述第一引线和第二引线露出于所述第二基材之外。

进一步地，所述隔离层设置于所述第一基材的感应区与所述第二基材之间，所述隔离层对应所述感应膜、所述第一感应线和第二感应线形成有圆孔以及连通所述圆孔与外界的开口，所述第一感应线和第二感应线被所述隔离层遮挡，所述第一引线和第二引线露出于所述隔离层之外。

相较于现有技术，本实用新型柔性压力传感器在第一线路层的正反两侧设置引线，同时设置导电柱连接两侧的引线，使得与外部电路的连接方式多样化，如此可以适用不同结构的外部器件，保证与外部电路连接的便利性与连接后电路的稳定性，方便本实用新型柔性压力传感器的安装使用。

附图说明

图1是本实用新型柔性压力传感器一实施例的结构示意图。

图2为图1所示柔性压力传感器的第一线路层的正面视图。

图3为图2沿iii-iii线的剖视图。

图4为图2所示第一线路层的背面视图。

图5为图2所示第一线路层的爆炸图。

图6为图1所示柔性压力传感器的第二线路层的结构示意图。

图7为图6所示第二线路层的正面视图。

图8为图6所示第二线路层的背面视图。

图9为图6所示第二线路层的爆炸图。

图10为图1所示柔性压力传感器的隔离层的结构示意图。

具体实施方式

为了便于理解本实用新型，下面将参照相关附图对本实用新型进行更全面的描述。附图中示例性地给出了本实用新型的一个或多个实施例，以使得本实用新型所公开的技术方案的理解更为准确、透彻。但是，应当理解的是，本实用新型可以以多种不同的形式来实现，并不限于以下所描述的实施例。

图1所示为本实用新型柔性压力传感器的一具体实施例，所示柔性压力传感器整体为多层薄片结构，包括第一线路层10、第二线路层30以及设置于所述第一线路层10与第二线路层30之间的隔离层20。

请同时参阅图2至图5，所述第一线路层10包括第一基材12、分别形成于所述第一基材12的相对两侧面上的正面线路14与背面线路16、以及电性连接所述正面线路14与背面线路16的导电柱18。所述第一基材12为长方形薄片结构，优选地为附着力优良的pet、pi、fr4等薄膜柔性材料，回弹力佳，受压可以有一定的形变，且不受压时能快速地恢复形变。所述正面线路14与背面线路16优选地为导电银浆，通过印刷、蚀刻、电镀和喷涂等工艺形成于所述第一基材12上。较佳地，所述第一基材12的中央形成有切割缝120，所述切割缝120沿第一基材12的宽度方向延伸，数量可以是单个或者多个，方便所述第一基材12的折弯，使其正面线路14或者背面线路16能够方便地与外部电路进行连接。

所述第一基材12的正面，即面向所述第二线路层30的侧面上形成所述正面线路14。如图5所示，所述正面线路14包括间隔设置的第一导电线140与第二导电线142。所述第一导电线140的两端分别形成第一感应线144和第一引线145，所述第二导电线142的两端分别形成第二感应线146和第二引线147。图示实施例中，第一感应线144、第二感应线146大致为半圆结构，两者相向设置并间隔一定距离，同时第一感应线144、第二感应线146与第一基材12的各个侧边均间隔有一定的宽度，方便所述隔离层20的设置。所述第一感应线144和第二感应线146作为感应线路，与所述第二线路层30相作用；所述第一引线145和第二引线147平行间隔设置，作为与外部电路连接的输出端。

所述第一基材12的背面，即背离所述第二线路层30的侧面上形成所述背面线路16。所述背面线路16包括平行间隔设置的第三引线160和第四引线162，所述第三、第四引线160、162同样作为输出端，用于与外部电路连接。较佳地，所述第三引线160在位置上正对第一引线145，两者之间通过所述导电柱18电性连接；所述第四引线162在位置上正对所述第二引线147，两者之间同样通过所述导电柱18电性连接。图示实施例中，第一引线145与第三引线160之间，第二引线147与第四引线162之间分别连接有多个所述导电柱18，具体地分别为3个。应当理解地，所述导电柱18的设置是为了电性连接第一基材12两侧的引线145、147、160、162，数量不以图示实施例为限。

所述第一基材12对应每一导电柱18形成一穿孔122；所述第一引线145、第三引线160对应两者之间的每一导电柱18分别形成一第一导通孔148、164；所述第二引线147、第四引线162对应两者之间的每一第二导电柱18分别形成一第二导通孔149、168。所述导电柱18通过沉铜、印刷、涂布等工艺分别形成于所述第一基材12围绕穿孔122的壁面上并延伸至所述第一、第三引线145、160相应的第一导通孔148、164的周缘或者延伸至所述第二、第四引线147、162相应的第二导通孔149、168的周缘，一体连接并电性导通所述第一、第三引线145、160或者第二、第四引线147、162。

所述第一基材12设置第一感应线144、第二感应线146的一端(图5所示为左侧端)作为感应区，设置第一、第二、第三、第四引线145、147、160、162的一端(图5所示为右侧端)为接线区。所述第一、第二、第三、第四引线145、147、160、162呈直线状，延伸至第一基材12的右侧边缘，方便与外部电路连接。较佳地，所述第一感应线144、第二感应线146上分别覆盖有高阻碳油层40，高阻碳油层40作为压敏层，具有对压力反应敏感、耐磨、抗氧化等作用，保证感应线路144、146的导电性能。所述第一、第二、第三、第四引线145、147、160、162上分别覆盖有导电碳油层42，所述导电碳油层42作为保护层，同样具有耐磨、抗氧化等作用，保证引线145、147、160、162的导电性能。

所述第一、第二、第三、第四引线145、147、160、162作为本实用新型柔性压力传感器感应线路，即第一、第二感应线144、146与外部电路连接的输出端，在与外部电路连接时可以有多种连接方式，如通过正面的第一引线145、第二引线147与外部电路连接，或者通过背面的第三引线160、第四引线162与外部电路连接，或者通过正面的第一引线145、背面的第四引线162与外部电路连接，或者通过正面的第二引线147、背面的第三引线160与外部电路连接，通过多路连接路径确保本实用新型柔性压力传感器与外部电路连接的稳定性与可靠性。由于第一感应线144、第二感应线146间隔设置，初始时感应线路呈断路状态，第一引线145/第三引线160与第二引线147/第四引线162之间的输出电阻无线大。

如图6-9所示，所述第二线路层30叠设于第一线路层10的感应区上，包括第二基材32、形成于第二基材32上导电银浆层34、以及形成于导电银浆层34上的高阻碳油层36。所述第二基材32优选地为附着力优良的pet、pi、fr4等薄膜柔性材料，所述导电银浆层34通过印刷、涂布等工艺形成于第二基材32的正面，即第二基材32面向第一线路层10的侧面，较佳地正对第一感应线144与第二感应线146。所述高阻碳油层36覆盖于高阻碳油层36上，两者共同构成所述第二线路层30的感应膜。高阻碳油层36作为压敏层，具有对压力反应敏感、耐磨、抗氧化等作用，保证感应膜的导电性能，使其与感应线路接触时能够导通第一感应线144与第二感应线146。

本实施例中，所述第二基材32的尺寸远小于第一基材12的尺寸，第二基材32位于第一、第二感应线144、146上方，第一、第二引线145、147露出于第二基材32之外。图示实施例中，所述导电银浆层34为圆形，大小与所述第一感应线144、第二感应线146的整体大小相当。较佳地，所述第二线路层30的外侧，即所述第二基材32的背离所第一线路层10的侧面上设置有垫片38，用于均衡作用于本实用新型柔性压力传感器的作用力。

如图10所示，所述隔离层20设置于第二线路层30的第二基材32与第一线路层10的第一基材12之间，优选地为绝缘性双面胶，如压敏双面胶、热敏双面胶等。所述隔离层20在第二基材32与第一基材12之间起到粘接的作用，并隔离第二线路层30的感应膜(包括导电银浆层34和覆盖于导电银浆层34上的高阻碳油层36)和第一线路层10的感应线路(包括第一、第二感应线144、146和覆盖于第一、第二感应线144、146上的高阻碳油层40)。所述隔离层20的中央形成有圆孔22，所述圆孔22的位置、大小与感应膜或者感应线路相对应，如此在隔开感应线路与感应膜的同时，在感应线路与感应膜之间形成变形空间。较佳地，所述隔离层20还形成有开口24，所述开口24连通圆孔22与外部环境，使得变形空间始终与外部环境气压一致。本实施例中，所述隔离层20的外形尺寸与第二基材32相当，隔离层20环绕并遮挡所述第一、第二感应线144、146，所述第一、第二引线145、147则露出于隔离层20之外。

本实用新型柔性压力传感器的第一线路层10的正面线路14的感应线路与第二线路层30的感应膜构成感应结构。初始时，感应线路与感应膜在所述隔离层20的作用下间隔有一小的距离，整个电路为断开状。本实用新型柔性压力传感器受压，如施加压力于所述垫片时，感应膜受压产生变形与感应线路形成接触，电性导通感应线路的第一感应线144与第二感应线146，如此改变第一引线145/第三引线160与第二引线147/第四引线162之间的输出电阻。本实用新型柔性压力传感器受压越大，感应膜变形越大，与感应线路的接触面积越大，如此第一引线145/第三引线160与第二引线147/第四引线162之间的输出电阻越小，据此获得压力与电阻的对应关系。

本实用新型柔性压力传感器在第一线路层10的两侧分别形成引线145、147、160、162，同时设置导电柱18连接两侧的引线145、147、160、162，产品正反面的引线均可作为输出端，方便与外部器件的连接。另外，第一基材12上增加切割缝120，使第一线路层10容易折弯变形，使产品更好选择输出面。再另外，第二线路层30增加垫片38，使压力均匀分布的同时又能够直接有效的传递到感应区，本实用新型柔性压力传感器可以更灵敏、更精准。再另外，引线145、147、160、162上覆盖耐磨且抗氧化的导电碳油层42，保证各个引线145、147、160、162与外部电路连接的有效性。

需要说明的是，本实用新型并不局限于上述实施方式，根据本实用新型的创造精神，本领域技术人员还可以做出其他变化，这些依据本实用新型的创造精神所做的变化，都应包含在本实用新型所要求保护的范围之内。