一种压敏线材、压敏线路阵列及其制造方法与流程

本申请涉及传感，尤其涉及一种压敏线材、压敏线路阵列及其制造方法。

背景技术：

1、柔性压力传感器是一种可以感受施加在其表面压力大小的薄膜柔性电子元器件，可以用于医疗设备(如医疗床)、消费电子设备(如轮式机器人)、电子乐器、智能拳套、工业设备(如工业机器人)和自动化流水线等。

2、导电材料(导电线路)和压阻材料是柔性压力传感器的主要部件。现有的柔性压力传感器大多是将一片状压阻材料分别与两组导电线材料电气贴合，当压阻材料受到压力时，其电阻发生变化，通过压敏电阻片的电阻变化量计算出受到压力的大小，导电材料用于传递压敏信号。现有的柔性压力传感器方案/产品中，导电材料和压阻材料是分开成型,经由后续工艺/工序组装贴合在一起的，导电材料需要经过冶炼成浆料丝印烘烤等高能耗高污染的工序固定在电极片上，使得柔性压力传感器存在以下不足：

3、(1)导电材料非常依赖银等贵重金属材料来降低电阻；

4、(2)导电材料因为需要与压阻材料电气接触，所以外表无防护层，容易受到腐蚀性液体或者气体的腐蚀；

5、(3)压阻材料需要一整片附着在导电材料上，有些非感应区域也附着有压阻材料，造成压阻材料浪费；

6、(4)导电材料固定在电极片上的过程中，工序复杂且高能耗高污染。

技术实现思路

1、针对现有技术的不足，本申请提出了一种压敏线材、压敏线路阵列及其制造方法，以解决了上述技术问题。

2、为了实现上述目的，本申请技术方案如下：

3、一种压敏线材，包括导电线芯以及套在导电线芯外表面的压敏护层；压敏护层与导电线芯电气接触；压敏护层由热塑性压敏母料制成；热塑性压敏母料包含高分子塑料基料和混合在高分子塑料基料内的导电微粒；导电微粒占热塑性压敏母料质量的5％-50％；压敏护层用于感应压力的大小并且保护导电线芯；导电线芯用于传递压敏护层所产生的压力感应信号。

4、可选地，热塑性压敏母料还包含扩散助剂；扩散助剂占热塑性压敏母料质量的0.05％-10％。

5、可选地，高分子塑料基料的材质为聚对苯二甲酸类、聚乙烯、聚氯乙烯、聚丙烯、热塑性聚氨酯弹性体、聚苯乙烯、聚酰亚胺中的至少一种。

6、可选地，导电微粒的大小小于100目；导电线芯的横截面为0.02mm2-1mm2；压敏护层的厚度为0.1mm-1mm。

7、可选地，一种压敏线材制造方法，包括以下步骤：熔融高分子塑料基料；向高分子塑料基料中加入导电微粒；搅拌高分子塑料基料和导电微粒，使两者混合均匀，得到热塑性压敏母料；其中，导电微粒占热塑性压敏母料质量的5％-50％；将热塑性压敏母料熔融挤在导电线芯表面；冷却热塑性压敏母料，形成套在导电线芯外表面的压敏护层，得到压敏线材。

8、可选地，将热塑性压敏母料熔融挤在导电线芯表面的步骤包括：

9、关闭挤压机的容腔与走线腔之间的阀门；将热塑性压敏母料从第一入口置入挤压机的容腔内；将导电线芯从第二入口穿入挤压机的走线腔，并从挤压机的出口引出；熔融挤压机容腔内的热塑性压敏母料；打开阀门；通过挤压装置将挤压机容腔内的热塑性压敏母料压入挤压机的走线腔，然后从挤压机的出口挤出；牵引导电线芯背向挤压机的出口移动。

10、一种压敏线路阵列，包括第一固定片、第二固定片、第一压感层、第二压感层；第一固定片与第二固定片相对且平行设置；第一压感层布设在第一固定片的面上；第二压感层布设在第二固定片的面上；第一压感层和第二压感层分别位于第一固定片与第二固定片之间；第一压感层、第二压感层分别包含多排压敏线材；第一压感层的各排压敏线材与第二压感层的各排压敏线材一一相交且电气接触；压敏线材包括导电线芯以及套在导电线芯外表面的压敏护层；压敏护层与导电线芯电气接触；压敏护层由热塑性压敏母料制成；热塑性压敏母料包含高分子塑料基料和混合在高分子塑料基料内的导电微粒；导电微粒占热塑性压敏母料质量的5％-50％；压敏护层用于感应压力的大小并且保护导电线芯；导电线芯用于传递压敏护层所产生的压力感应信号。

11、一种压敏线路阵列制造方法，包括以下步骤：

12、熔融高分子塑料基料；向高分子塑料基料中加入导电微粒；搅拌高分子塑料基料和导电微粒，使两者混合均匀，得到热塑性压敏母料；其中，导电微粒占热塑性压敏母料质量的5％-50％；将热塑性压敏母料熔融挤在导电线芯表面；冷却热塑性压敏母料，形成套在导电线芯外表面的压敏护层，得到压敏线材；分别在第一固定片、第二固定片上固定多排压敏线材，将第一固定片的各排压敏线材与第二固定片的各排压敏线材一一相交布置且电气接触。(第一固定片和第二固定片也可以通过同一固定片通过折叠得到，如果已经把这个特征包含进去了可以不用修改)。【注：该特征是在保护范围内的，“同一固定片”可以作为一具体实施例放在说明书里，见后】

13、可选地，将热塑性压敏母料熔融挤在导电线芯表面的步骤包括：

14、关闭挤压机的容腔与走线腔之间的阀门；将热塑性压敏母料从第一入口置入挤压机的容腔内；将导电线芯从第二入口穿入挤压机的走线腔，并从挤压机的出口引出；熔融挤压机容腔内的热塑性压敏母料；打开阀门；通过挤压装置将挤压机容腔内的热塑性压敏母料压入挤压机的走线腔，然后从挤压机的出口挤出；牵引导电线芯背向挤压机的出口移动。

15、可选地，分别在第一固定片、第二固定片上固定多排压敏线材，将第一固定片的各排压敏线材与第二固定片的各排压敏线材一一相交布置且电气接触包括以下步骤：

16、分别在第一固定片和第二固定片预先设置多条走线路径；第一固定片上的各走线路径和第二固定片上各走线路径一一交叉；沿着各走线路径，分别在第一固定片和第二固定片上布设压敏线材；分别在各压敏线材的一端预留出线；将第一固定片和第二固定片相贴合，使得第一固定片的各排压敏线材与第二固定片的各排压敏线材一一相交布置且电气接触。

17、本申请的有益效果：

18、导电线芯的表面被压敏护层包裹，导电线芯能与压敏护层紧密接触，降低电阻，提高导电性；可以防止水、灰尘或者氧气等物质腐蚀导电线芯，从而对导电线芯起到很好的防护效果；压敏护层制作成线形，减少了非感应区域的材料，节约成本；用传统的导线替代了丝印在电极片上的导电材料，简化了工序、降低了能耗。

技术特征：

1.一种压敏线材，其特征在于：

2.根据权利要求1所述的压敏线材，其特征在于：

3.根据权利要求1所述的压敏线材，其特征在于：

4.根据权利要求1所述的压敏线材，其特征在于：

5.一种压敏线材制造方法，其特征在于,包括以下步骤：

6.根据权利要求5所述的压敏线材制造方法，其特征在于：

7.一种压敏线路阵列，其特征在于：

8.一种压敏线路阵列制造方法，其特征在于,包括以下步骤：

9.根据权利要求8所述的压敏线路阵列制造方法，其特征在于：

10.根据权利要求8所述的压敏线路阵列制造方法，其特征在于：

技术总结
本申请公开了一种压敏线材、压敏线路阵列及其制造方法。压敏线材包括导电线芯以及套在导电线芯外表面的压敏护层；压敏护层与导电线芯电气接触；压敏护层由热塑性压敏母料制成；热塑性压敏母料包含高分子塑料基料和混合在高分子塑料基料内的导电微粒；导电微粒占热塑性压敏母料质量的5％‑50％。导电线芯的表面被压敏护层包裹，导电线芯能与压敏护层紧密接触，降低电阻，提高导电性；可以防止水、灰尘或者氧气等物质腐蚀导电线芯，从而对导电线芯起到很好的防护效果。

技术研发人员：杨德述,林伟仲
受保护的技术使用者：深圳市嘉宇顺科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/16