一种双面柔性电路板上的压电薄膜传感器结构及制备方法与流程

1.本发明涉及压电薄膜传感器技术领域，具体涉及一种压电薄膜传感器结构及制备方法。


背景技术：

2.压电薄膜一般是一种柔性的高分子有机材料，相对于无机压电材料，更薄、更轻更柔软，而性能方面，与无机压电材料各有优势，因此在一些对空间、结构要求较高的场合，压电薄膜越来越受到青睐。
3.然而，压电薄膜有一个较大的缺点，其居里温度较低，往往低于100度，因此围绕压电薄膜的一系列制造工艺都得控制在一个较低的温度，使得压电薄膜传感器的制造工艺相对于常规的传感器制造工艺较为特殊，尤其是电极引出，是压电薄膜传感器一个关键工艺。
4.压电薄膜传感器的上下电极，由于压电薄膜居里温度较低的原因，只能采用低温银浆印刷，而低温银浆熔点较低，在电极导线引出后，无法通过焊接这种高温工艺，将电极与连接器或引线焊接，因此往往传统方式只能采取铆接或者压接的方式将低温银浆制作的焊盘进行引出。
5.压电薄膜传感器的电极如果采用铆接的方式，其缺点是造成引出位置厚度较大，不利于传感器小型化，压电薄膜传感器的电极如果采用压接的方式，单个焊盘面积必然较大，会限制传感器电极引出数量，这不利于数量较多的传感器阵列电极引出。


技术实现要素：

6.本发明的目的还在于，提供一种双面柔性电路板上的压电薄膜传感器结构及制备方法，解决以上技术问题；
7.一种双面柔性电路板上的压电薄膜传感器结构，包括，
8.柔性电路板，所述柔性电路板为双面金属结构，包括上表面金属层以及下表面金属屏蔽层；
9.压电薄膜，包括：
10.底电极，设置于所述上表面金属层；
11.压电薄膜层，设置于所述底电极上方；
12.上电极，设置于所述压电薄膜层上方，所述上电极包括电极引出结构，连接所述底电极。
13.优选的，其中，还包括上覆盖膜，覆盖于所述压电薄膜上方。
14.优选的，其中，所述底电极包括第一焊盘，设置于所述上表面金属层，所述电极引出结构与所述第一焊盘电连接。
15.优选的，其中，所述压电薄膜包括信号引出线，设置于所述上表面金属层，所述信号引出线连接所述第一焊盘。
16.优选的，其中，所述柔性电路板还设置电路板引出结构，所述电路板引出结构的末
端设置第二焊盘，连接所述第一焊盘。
17.优选的，其中，所述第二焊盘与外部连接器电连接。
18.优选的，其中，所述电路板引出结构的两侧设置多个接地过孔。
19.一种双面柔性电路板上的压电薄膜传感器结构的制备方法，应用所述的压电薄膜传感器结构，包括：
20.步骤s1，于所述柔性电路板的上表面金属层制作所述底电极；
21.步骤s2，于所述底电极上制作所述压电薄膜层；
22.步骤s3，于所述压电薄膜层上采用低温银浆印刷方式和/或真空蒸镀方式制作所述上电极；
23.步骤s4，于所述上电极制作所述电极引出结构，并连接所述底电极。
24.优选的，其中，还包括：
25.步骤s5，通过焊接和/或导电胶的方式将所述连接器与所述第二焊盘电连接。
26.本发明的有益效果：由于采用以上技术方案，本发明充分利用双面柔性电路板的上下金属层，从结构和性能上对压电薄膜传感器进行加强，提高可靠性，同时连接器小型化，方便与主板连接，实现多引出功能，有效解决焊盘与连接器无法通过直接焊接相连的问题。
附图说明
27.图1为本发明实施例中压电薄膜传感器结构的爆炸图；
28.图2为本发明实施例中压电薄膜传感器结构的装配示意图；
29.图3为本发明实施例中上表面金属层的结构示意图；
30.图4为本发明实施例中压电薄膜传感器结构的制备方法的步骤示意图。
具体实施方式
31.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
32.需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
33.下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明，但不作为本发明的限定。
34.一种双面柔性电路板上的压电薄膜传感器结构，包括，
35.柔性电路板1，柔性电路板1为双面金属结构，包括上表面金属层2以及下表面金属屏蔽层3；
36.压电薄膜4，包括：
37.底电极41，设置于上表面金属层2；
38.压电薄膜层42，设置于底电极41上方；
39.上电极43，设置于压电薄膜层42上方，上电极43包括电极引出结构44，连接底电极41。
40.具体地，本技术方案充分利用柔性电路板1的双面金属层，采用柔性电路板1作为底电极41、基材以及信号引出线，然后在柔性电路板1的基板上逐层制作压电薄膜传感器。
41.在整个制作过程中，上表面金属层2可以有效实现连接器焊接工艺，下表面金属层可以作为信号屏蔽层，从结构和性能上对压电薄膜传感器都进行了加强，同时由于大部分区域借用了柔性电路板1的双面金属结构，只有局部区域使用了压电薄膜4及低温导电银浆，可靠性也得到了提升。
42.在一种较优的实施例中，压电薄膜传感器结构还包括上覆盖膜5，覆盖于压电薄膜4上方，对压电薄膜传感器起到保护作用。
43.在一种较优的实施例中，底电极41包括第一焊盘21，设置于上表面金属层2，电极引出结构44与第一焊盘21电连接。
44.在一种较优的实施例中，压电薄膜4包括信号引出线，设置于上表面金属层2，信号引出线连接第一焊盘21。
45.在一种较优的实施例中，柔性电路板1还设置电路板引出结构，电路板引出结构的末端设置第二焊盘22，连接第一焊盘21。
46.在一种较优的实施例中，第二焊盘22与外部连接器电连接。
47.具体地，针对现有技术中压电薄膜传感器的电极采用铆接的方式或采用压接的方式导致的缺陷，本技术方案的做法是在低温银浆焊盘上直接焊接包含多个引脚脚的连接器，这样就可以像电路板一样实现多引出特点，同时连接器比较小型化，非常方便与主板连接，并且采用间接的方式实现有效解决由于低温银浆因为熔点较低，导致焊盘与连接器无法通过直接焊接的方式相连的问题。
48.具体地，在柔性电路板1的焊盘上焊接连接器，实现了压电薄膜传感器电极与连接器的间接焊接，若采用焊接方式则可以避免导电胶的使用，使整个传感器结构实现紧凑化、小型化，轻薄化，也使得小型化的、数量庞大的压电薄膜传感器阵列成为可能。
49.在一种较优的实施例中，电路板引出结构的两侧设置多个接地过孔23。
50.一种双面柔性电路板上的压电薄膜传感器结构的制备方法，上述任意一项实施例中的的压电薄膜传感器结构，包括：
51.步骤s1，于柔性电路板1的上表面金属层2制作底电极41；
52.步骤s2，于底电极41上制作压电薄膜层42；
53.步骤s3，于压电薄膜层42上采用低温银浆印刷方式和/或真空蒸镀方式制作上电极43；
54.步骤s4，于上电极43制作电极引出结构44，并连接底电极41。
55.进一步地，还包括：
56.步骤s5，通过焊接和/或导电胶的方式将连接器与第二焊盘22电连接。
57.以上所述仅为本发明较佳的实施例，并非因此限制本发明的实施方式及保护范围，对于本领域技术人员而言，应当能够意识到凡运用本发明说明书及图示内容所作出的等同替换和显而易见的变化所得到的方案，均应当包含在本发明的保护范围内。