压力传感器、智能鞋垫、智能鞋及压力传感器的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及智能设备领域，特别是涉及一种压力传感器、智能鞋垫、智能鞋及压力传感器的制造方法。
【背景技术】
[0002]近年来智能产品以及智能穿戴式产品发展迅速，除了智能手环和智能手表外，现在国内外很多研发机构和公司也在开发智能鞋和智能鞋垫产品，其产品主要集成有加速度传感器、陀螺仪等运动传感器和压力传感器，通过这些传感器可以获取人们运动时的一些数据，让人们了解自己的运动量等参数。
[0003]目前，智能鞋和智能鞋垫普遍采用的压力传感器是压阻式压力传感器，其成本较高，厚度较大，不柔软，并且应用中一般采用多个压力传感器形成阵列，其信号联接不方便，生产制造工艺复杂，也不利于大批量的生产和后续智能鞋与智能鞋垫的组装。
【发明内容】
[0004]基于此，本发明提供一种生产制造工艺简单的压力传感器、智能鞋垫、智能鞋及压力传感器的制造方法。
[0005]—种压力传感器，包括载体薄膜、正电极、压电薄膜及负电极；所述载体薄膜包括相互连接的第一部和第二部，所述载体薄膜对折而使所述第一部和所述第二部层叠，且所述压电薄膜夹设于所述第一部和所述第二部之间；所述正电极设于所述第一部上与所述压电薄膜相邻的一侧，所述负电极设于所述第二部上与所述压电薄膜相邻的一侧。
[0006]在其中一个实施例中，所述正电极和所述负电极分别设置为多个，且其对应；每个所述正电极之间相互并联；每个所述负电极依次串联。
[0007]在其中一个实施例中，所述第一部和所述第二部大致呈人类脚掌形状；所述第一部的前脚掌处设有3个所述正电极；中部设有I个所述正电极；脚跟处设有2个所述正电极；所述第二部上的所述负电极的设置位置与所述第一部上的所述正电极的位置一一对应。
[0008]在其中一个实施例中，所述正电极、所述负电极为形成于所述载体薄膜上的导电图案；所述导电图案可以为实心的圆形或网格图案的圆形或包括多个平行条形图案的圆形。
[0009]在其中一个实施例中，还包括屏蔽层；所述屏蔽层位于所述载体薄膜远离所述压电薄膜的一侧；所述载体薄膜上开设有第一导通孔；所述第一导通孔设置于所述屏蔽层与所述载体薄膜的所述第二部之间，并连通所述屏蔽层与所述第二部上的所述负电极。
[0010]在其中一个实施例中，还包括导电端子、第二导通孔和导电线路；每个所述正电极分别通过一条所述导电线路与所述导电端子连接，所有所述负电极通过同一条所述导电线路与所述导电端子连接；所述第二导通孔开设于所述载体薄膜的所述第一部上，将所述负电极通过所述第一导通孔和所述屏蔽层引出至所述第一部，从而将所述负电极连接至所述导电端子。
[0011]一种智能鞋垫，包括上述力传感器。
[0012]一种智能鞋，包括上述压力传感器。
[0013]一种压力传感器的制造方法，包括步骤:
[0014]提供载体薄膜，并在载体薄膜的一侧形成正电极和负电极；
[0015]将载体薄膜上折叠，使形成了正电极和负电极的一侧相对，并使正电极所在的第一部和负电极所在的第二部层叠；将压电薄膜夹设于第一部与第二部之间并黏合。
[0016]在其中一个实施例中，所述提供载体薄膜，并在载体薄膜的一侧形成正电极和负电极的步骤之后，所述将载体薄膜上折叠，使形成了正电极和负电极的一侧相对，并使正电极所在的第一部和负电极所在的第二部层叠；将压电薄膜夹设于第一部与第二部之间并黏合的步骤之前，还包括步骤:
[0017]在载体薄膜上未形成正电极和负电极的一侧上形成屏蔽层；并在负电极所在的第二部上制作连通负电极和屏蔽层的第一导通孔；
[0018]所述将载体薄膜上折叠，使形成了正电极和负电极的一侧相对，并使正电极所在的第一部和负电极所在的第二部层叠；将压电薄膜夹设于第一部与第二部之间并黏合的步骤之后，还包括步骤:
[0019]根据不同的尺寸裁剪出相应的人类脚掌形状的压力传感器。
[0020]上述压力传感器、智能鞋垫、智能鞋及压力传感器的制造方法可先于展开的载体薄膜上形成正电极和负电极，然后将载体薄膜对折即可使第一部和第二部层叠，且将压电薄膜夹设于第一部和第二部之间，生产制造工艺简单。
【附图说明】
[0021]图1为本发明的压力传感器的一个实施例的截面示意图；
[0022]图2为图1所示的压力传感器的展开结构示意图；
[0023]图3为图1所示的压力传感器的正电极、负电极的导电图案；
[0024]图4为本发明的压力传感器的制造方法的一个实施例的流程示意图；
[0025]图5为本发明的压力传感器的制造方法的另一个实施例的流程示意图。
【具体实施方式】
[0026]为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步的详细说明。应当理解，此处所描述的【具体实施方式】仅仅用以解释本发明，并不限定本发明的保护范围。
[0027]如图1和图2所示，一个实施例的压力传感器，包括载体薄膜10、正电极30、压电薄膜50及负电极70。载体薄膜10包括相互连接的第一部13和第二部17，载体薄膜10对折而使其第一部13和第二部17层叠，且压电薄膜50夹设于第一部13和第二部17之间。正电极30设于第一部13上与压电薄膜50相邻的一侧，负电极70设于第二部17上与压电薄膜50相邻的一侧。
[0028]当压电薄膜50受到压力作用时，将压力信号转换成电信号，并通过设于载体薄膜10的第一部13上的正电极30和设于载体薄膜10的第二部17上的负电极70形成的回路传递该电信号。由于上述压力传感器中，可先于展开的载体薄膜10上形成正电极30和负电极70，然后将载体薄膜10对折即可使第一部13和第二部17层叠，且将压电薄膜50夹设于第一部13和第二部17之间，其生产制造工艺简单；而且，由于载体薄膜10采用对折的方式形成第一部13和第二部17，且正电极30和负电极70位于载体薄膜10内部，因此压电传感器整体只有一侧需要做防水处理，方便实现防水功能。
[0029]载体薄膜10主要由PET (Polyethylene Terephthalate，聚对苯二甲酸乙二酯)材料制成。在本实施例中，载体薄膜10为高分子塑料薄膜。第一部13和第二部17大致呈人类脚掌形状。第一部13和第二部17的中部均开设有相互对应的开口 15，该开口 15对应脚掌的内凹处。
[0030]压电薄膜50的厚度为几十至一百微米左右。压电薄膜50是主要由PP(Pr0penePolymer，聚丙稀)、FEP/PTFE (Fluorinated Ethylene Propylene，氣化乙丙稀/Poly TetraFluoro Ethylene，聚四氟乙稀)复合膜等材料通过特殊工艺制作而成，其为具有压电效应的薄膜材料。因此，压电薄膜50可以将压力信号转换成电信号。具体地，压电薄膜50为压电驻极体薄膜。正电极30和负电极70是导电材料通过印制方式形成的，进一步简化了压力传感器的制造工艺。
[0031]在其中一个实施例中，正电极30和负电极70分别设置为多个，且其对应。正电极30和负电极70的位置是按照人体足部在日常生活中主要受力点来设计的。在本实施例中，第一部13的前脚掌处设有3个正电极30 ;中部设有I个正电极30 ;脚跟处设有2个正电极30。第二部17上的负电极70的设置位置与第一部13上的正电极30的位置--对应。如此，使压力传感器的设计简单，但又能够满足采集主要受压力点的需要。
[0032]在其中一个实施例中，每个正电极30之间相互并联，每个负电极70依次串联。
[0033]在其中一个实施例中，压力传感器还包括导电端子40和导电线路80，每个正电极30分别通过一条导电线路80与导电端子40连接，所有负电极70通过同一条导电线路80与导电端子40连接。在本实施例中，导电端子40设置于开口 15处。具体地，导电端子40包括从载体薄膜10边缘朝外突伸的突出片，导电线路80延伸至所述突出片从而形成导电端子40。进一步地，导电端子还包括一个设置于突出片的加强片以增加导电端子40的强度，从而增加可插拔次数(图未示)。导电端子40包括镀银层，以降低接触电阻。导电线路80都包括一层绝缘漆，以保护导电线路80，防止短路。进一步地，导电线路80做纳米防水材料处理，以进一步保护导电线路80。
[0034]当压电薄膜50受压力作用时，会将不同大小的压力信号转换成不同的电信号。载体薄膜10的第一部13上的正电极30和载体薄膜10的第二部17上的负电极70将该电信号传递至导电端子40。导电端子40将通过连接器(图未示)连接后端的信号转换电路和信号处理芯片进行处理。
[0035]具体地，正电极30、负电极70为形成于载体薄膜10上的导电图案。导电图案是通过导电材料印制在载体薄膜10上的图案。如图3所示，为三种不同的导电图案。图3(a)中的导电图案为实心的圆形，该实施例中，导电材料印制的密度大，故采用该导电图案作正电极30、负电极70的压力传感器灵敏度高。图3(c)中的导电图案为网格图案的圆形，该实施例中，导电材料印制的密度较小，故采用该导电图案作正电极30、负电极70的压力传感器灵敏度较低。图3(b)中的导电图案为包括多个平行条形图案的圆形，该实施例中，导电材料印制的密度介于实心图案和网格图案之间，故采用该导电图案作正电极30、负电极70的压力传感器灵敏度介于两者之间。可以理解地，导电图案也可以根据压力传感器对灵敏度的不同需求设计为不同密度的其它形状。
[0036]在其中一个实施例中，压力传感器还包括屏蔽层20，屏蔽层20位于载体薄膜10远离压电薄膜50的一侧，即屏蔽层20位于压力传感器的最外层。载体薄膜10上开设有第一导通孔60。具体地，第一导通孔60设置于屏蔽层20与第二部17之间，并连通屏蔽层20与第二部17上的负电极70。如此，可以进行电磁屏蔽，避免信号干扰。
[0037]进一步地，上述压力传感器还包括第二导通孔90。第二导通孔90开设于载体薄膜10的第一部13上，将负电极70通过第一导通孔30和屏蔽层20引出至第一部13，从而将负电极70连接至导电端子40。如此，可以灵活采用连接器，方便选型和通用。可以理解地，在一些实施例中，也可以不设置第二导通孔90，相互连接的负电极70可以直接通过导电线路80从压力传感器的边缘汇集至导电端子40。
[0038]上述压力传感器可先于展开的载体薄膜10上形成正电极30和负电极70，然后将载体薄膜10对折即可使第一部13和第二部17层叠，且将压电薄膜50夹设于第一部