技术特征：
1.一种压力传感器，其特征在于，包括：第一衬底，所述第一衬底的上表面具有第一传感电极、下表面具有第一屏蔽电极；第二衬底，所述第二衬底的上表面具有第二屏蔽电极、下表面具有第二传感电极，所述第二传感电极与所述第一传感电极相对设置；压敏薄膜，位于所述第一传感电极与所述第二传感电极之间，所述压敏薄膜为掺杂有导电材料的弹性绝缘薄膜，且所述压敏薄膜中具有沿所述第一衬底指向所述第二衬底的方向贯穿所述压敏薄膜的通孔；绝缘层，位于所述压敏薄膜与所述第一传感电极之间、以及所述压敏薄膜与所述第二传感电极之间；封装层，至少覆盖所述第一屏蔽电极背离所述第一衬底的表面、以及所述第二屏蔽电极背离所述第二衬底的表面。2.根据权利要求1所述的压力传感器，其特征在于，所述压敏薄膜中所述导电材料的掺杂浓度为0.5％～20％。3.根据权利要求1所述的压力传感器，其特征在于，所述导电材料为导电聚合物、碳基导电物、金属氧化物、金属纳米线、金属和金属氧化物纳米颗粒中的一种或者两种以上的组合；其中，所述导电聚合物为ph值为酸性或中性的聚(3,4
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亚乙二氧基噻吩)
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聚(苯乙烯磺酸)、聚苯乙烯磺酸、聚苯胺、聚噻吩或聚吡咯；所述碳基导电物为单层或多层石墨烯、石墨、炭黑、单壁或多壁碳纳米管；所述金属为金、银、铜、铝或镍；所述金属氧化物为氧化铟锡或氟掺杂锡氧化物。4.根据权利要求1所述的压力传感器，其特征在于，所述弹性绝缘薄膜的材料为聚二甲基硅氧烷、聚氨酯或铂催化硅胶。5.根据权利要求1所述的压力传感器，其特征在于，所述通孔的数量为多个，且多个所述通孔沿平行于所述第一衬底的上表面的方向排布，相邻所述通孔之间的间距为100微米～1000微米，每一所述通孔的孔径为50微米～400微米。6.根据权利要求1所述的压力传感器，其特征在于，所述绝缘层的材料为聚氯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、全氟(1
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丁烯基乙烯基醚)聚合物、聚酰亚胺、聚对二甲苯、聚乙烯吡咯烷酮、聚乙烯醇、二氧化硅、氮化硅、聚偏二氟乙烯、聚四氟乙烯、聚四氯乙烯、聚乙烯、聚酯、热固化或紫外固化胶、或是单面粘性薄膜胶带。7.根据权利要求1所述的压力传感器，其特征在于，所述第一传感电极和所述第二传感电极的材料均为导电聚合物、碳基导电物、金属氧化物、金属纳米线、金属和金属氧化物纳米颗粒、及其基于碳基导电物、金属纳米线、金属和金属氧化物纳米颗粒的导电浆料中的任一种。8.根据权利要求1所述的压力传感器，其特征在于，所述第一屏蔽电极和所述第二屏蔽电极均具有网格形状或是完整的薄膜形状，且所述第一屏蔽电极和所述第二屏蔽电极的材料均为导电聚合物、碳基导电物、金属氧化物、金属纳米线、金属和金属氧化物纳米颗粒、及其基于碳基导电物、金属纳米线、金属和金属氧化物纳米颗粒的导电浆料中的任一种。9.根据权利要求1所述的压力传感器，其特征在于，所述第一衬底的材料和所述第二衬
底的材料均为聚氨酯、聚酰亚胺、聚对苯二甲酸类塑料、聚萘二甲酸乙二醇酯、聚二甲基硅氧烷、聚氨酯或铂催化硅胶。10.根据权利要求1所述的压力传感器，其特征在于，所述封装层的材料为单面或双面粘性薄膜胶带、聚二甲基硅氧烷薄膜、聚氨酯薄膜或铂催化硅胶薄膜中的任一种或者两种以上的复合层。11.一种压力传感阵列，其特征在于，包括多个如权利要求1
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10中任一项所述的压力传感器，且多个所述压力传感器呈阵列排布；排布于同一行的多个所述压力传感器的所述第一传感电极形成行电极；排布于同一列的多个所述压力传感器的第二传感电极形成列电极，所述列电极与所述行电极呈正交排列；所述压力传感阵列中还包括隔离层，所述隔离层夹设于所述绝缘层内，且所述隔离层中具有填充所述压敏薄膜的多个开口，且每一所述开口的位置与一个所述压力传感器中的所述第一传感电极和所述第二传感电极对准。12.根据权利要求11所述的压力传感阵列，其特征在于，所述隔离层与所述绝缘层粘合，且所述隔离层的杨氏模量小于或者等于所述压敏薄膜的杨氏模量，所述隔离层的厚度与所述压敏薄膜的厚度一致。13.一种如权利要求11或12所述的压力传感阵列的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：提供第一衬底和第二衬底；形成第一屏蔽电极于所述第一衬底的下表面、并形成第二屏蔽电极于所述第二衬底的上表面；形成所述行电极于所述第一衬底的上表面、并形成所述列电极于所述第二衬底的下表面；形成覆盖所述行电极的第一子绝缘层和覆盖所述列电极的所述列电极的第二子绝缘层；形成所述隔离层于所述第一子绝缘层表面，所述隔离层中的所述开口与所述行电极对准；填充压敏薄膜于所述隔离层的所述开口内；贴合所述第二子绝缘层与所述隔离层，使得所述列电极与所述行电极正交并覆盖所述压敏薄膜表面；在所述第一屏蔽电极远离所述第一衬底的表面以及所述第二屏蔽电极远离所述第二衬底的表面形成所述封装层。14.根据权利要求13所述的压力传感阵列的制备方法，其特征在于，所述压敏薄膜直接在所述隔离层的所述开口的位置以刮涂或者喷涂方法制备，并采用微圆柱阵列模板插入到未固化的所述压敏薄膜中，在所述压敏薄膜固化后去除所述微圆柱阵列形成带垂直通孔的压敏薄膜；或者，在第三衬底表面形所述压敏薄膜，通过激光打孔于所述压敏薄膜中形成通孔，并将带通孔的所述压敏薄膜转移到隔离层的所述开口位置。
技术总结
本发明涉及一种压力传感器、压力传感阵列及其制备方法。所述压力传感器包括：第一衬底，上表面具有第一传感电极、下表面具有第一屏蔽电极；第二衬底，上表面具有第二屏蔽电极、下表面具有第二传感电极，所述第二传感电极与所述第一传感电极相对设置；压敏薄膜，位于所述第一传感电极与所述第二传感电极之间，所述压敏薄膜为掺杂有导电材料的弹性绝缘薄膜，且所述压敏薄膜中具有沿所述第一衬底指向所述第二衬底的方向贯穿所述压敏薄膜的通孔；绝缘层，位于所述压敏薄膜与所述第一传感电极之间、以及所述压敏薄膜与所述第二传感电极之间；封装层。本发明提供的压力传感器在高压和薄厚度下具有更高的灵敏度。具有更高的灵敏度。具有更高的灵敏度。
技术研发人员：郭小军 陈苏杰 司玉莹
受保护的技术使用者：上海交通大学
技术研发日：2021.07.08
技术公布日：2021/11/2