CN106057534A - 一种基于印刷技术的压力敏感型电开关及其制作方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种基于印刷技术的压力敏感型电开关及其制作方法，所述压力敏感型电开关包括：下基底层；导电层，设置于下基底层表面，包括第一导电条和第二导电条；绝缘条，设置于下基底层表面，绝缘条的厚度大于第一导电条和第二导电条的厚度；上基底层；第三导电条，设置于上基底层表面；受压条件下，第三导电条与导电层接触。所述压力敏感型电开关的结构简单，可通过不同的印刷技术实现低成本大规模制作，并对印刷阵列的线宽与线距进行精细化设计与制作，进而调整压力敏感电开关的压力灵敏度与体积大小；适用范围广，既可制作常规硬质压力敏感型电开关，又可制备柔性压力敏感型电开关，适用于柔性电子、可穿戴电子等新兴领域。

Description

一种基于印刷技术的压力敏感型电开关及其制作方法

技术领域

本发明属于开关技术领域，涉及一种压力敏感型电开关及其制作方法，尤其涉及一种基于印刷技术的压力敏感型电开关及其制作方法。

背景技术

开关是用来接通和断开电路的元件。随着电子产品朝多功能化、微型化、轻便化、柔性及可穿戴化趋势方向发展，具有广泛适用性的简单、便捷且高效的电开关越来越受到关注。目前最为常见的开关为机械式按钮开关，这种开关在开、关时会发出噪音，反复使用的过程中容易出现故障，且不具备柔性变形特征，无法适用柔性电子器件的发展需要。另外，机械式按钮开关的体积通常相对较大，难以集成到高精密的微型电子器件中去。

触控式开关为另一种常见的开关，它一般是指应用触摸感应芯片原理设计的一种开关，是传统机械按钮式开关的换代产品。触控开关通常包括壳体、感应面板及触发控制电路板，感应面板是和触发控制电路板相连的。使用时，用手指摸一下触摸感应面板，触发控制电路就能控制外部电路的连通。触控开关结构简单、方便，打开方式灵活。但是，由于其触发控制电路的触发需要依赖人直接触摸到感应面板，由接触到的感应面板的人体会形成一个低电压的电流，使得电路以触发，而感应面板在手低温或者带着手套时无法感应到人体，使得触摸控制电路板无法触发，电路无法正常进入工作，使得触控开关在使用上存在局限。

基于上述存在的问题，人们做了许多有益的设计与改进。如CN201262911Y公布了一种柔性开关板，该柔性开关板由外到内依次包括柔性面层、第一柔性电路板、绝缘网状织物、第二软性电路板和柔性底层，第一柔性电路板与第二柔性电路板的相应面上分别设有相对应的导电触点，绝缘网状织物对应于导电触点开设有通孔，柔性面层上分布有与导电触点相对应的开关按压区域，柔性面层、第一柔性电路板、绝缘网状织物、第二软性电路板和柔性底层的边缘封装固定在一起。所述绝缘网状织物为涤纶网眼布。但是，涤纶网眼布，其孔径相对较大，通常在毫米甚至更多的数量级级别，意味单位面积内导电触控位点相对较少。另受限于织物本身的厚度与体积等，该柔性面板的面积与体积会比较大，难以进行精细化电路的设计与制作并集成到高精密的电子器件中。

微电子机械系统(MEMS)加工技术是一种高度精细化的制作技术，其操作范围在微米级别，适用于高度精细化、高度集成化的产品设计。例如，CN105023811A公开了一种具有内部导电通道的MEMS开关，MEMS开关具有由具有上表面的衬底形成的基底和形成在至少一部分顶部表面上的绝缘层。粘合材料将盖固定到基底上，以形成内部腔室。盖有效地形成在内部腔室外部的基底的外部区域。MEMS开关还具有部件接触部分的可移动部件(在内部腔室中)、内部触点(也在内部腔室中)、和在基底外部区域的外部触点。可移动部件的接触部分配置以替代地接触内部触点。至少部分在绝缘层内的导体电气地将内部触点和外部触点连接起来。导体与固定盖到基底的粘合材料被空间隔离开和电气隔离开。该MEMS开关微结构可实现在晶片级封装内被集成封装，可应用于高度集成与高精细化的电子器件中。但同时，MEMS技术起点高，对设备依赖性强，成本昂贵。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种基于印刷技术的压力敏感型电开关及其制作方法，所述压力敏感型电开关结构简单、成本低、可靠性高，可通过印刷技术实现开关在微米至亚毫米级的精细化设计与制作，提高了单位面积内的导电触控位点数，同时通过材料的优选可制作柔性开关，满足电子器件的轻型化、微型化、可穿戴化的发展要求。

本发明如无特殊说明，所述多个是指至少为2个，如3个、4个、5个、6个、7个、10个、20个、50个或100个等。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

本发明的目的之一在于提供一种压力敏感型电开关，所述压力敏感型电开关包括：

下基底层；

导电层，设置于下基底层表面，包括第一导电条和第二导电条，所述第一导电条和第二导电条互不接触，并分别与第一导线和第二导线连接；

绝缘条，设置于下基底层表面，绝缘条的高度大于第一导电条和第二导电条的高度；

上基底层；

第三导电条，设置于上基底层表面；

所述上基底层覆盖于下基底层上，上基底层和/或下基底层受压条件下，第三导电条与导电层接触。

本发明结构简单，可通过不同的印刷技术实现低成本大规模制作，并对印刷阵列的线宽与线距进行精细化设计与制作，进而调整压力敏感电开关的压力灵敏度与体积大小；本发明适用范围广，既可制作常规硬质压力敏感型电开关，又可制备柔性压力敏感型电开关，适用于柔性电子、可穿戴电子等新兴领域。

所述第一导电条和第二导电条的形状为均为梳形、方形螺旋线、圆形螺旋线、三角形螺旋线或菱形螺旋线，且第二导电条位于第一导电条的间隙中。

优选地，所述第一导电条和第二导电条的宽度独立地为1μm～1mm，如2μm、5μm、10μm、20μm、50μm、80μm、100μm、300μm、500μm、800μm或900μm等，厚度独立地为500nm～500μm，如600nm、800nm、1μm、2μm、5μm、10μm、30μm、80μm、100μm、200μm、300μm、400μm或450μm等。此处的数据指的是单根第一导电条或第二导电条的宽度与厚度。

优选地，所述第一导电条和第二导电条独立地选自金属基导电条、碳基导电条、聚合物导电条或复合材料导电条中的任意一种。

优选地，所述金属基导电条由银、铜、金、镍中的任意一种或至少两种的组合制得，典型但非限制性的组合如银与铜，银与镍，金与镍。

优选地，所述碳基导电条由炭黑、碳纳米管、石墨、石墨烯中的任意一种或至少两种的组合制得。典型但非限制性的组合如炭黑与石墨，炭黑与石墨烯，碳纳米管与石墨烯，石墨与碳纳米管。

所述绝缘条的形状包括直线状、方形螺旋线、圆形螺旋线、三角形螺旋线或菱形螺旋线中的任意一种。

优选地，所述绝缘条为直线状，且绝缘条有多个，所述多个绝缘条相互平行。

所述绝缘条的宽度为1μm～1mm，如2μm、5μm、10μm、20μm、50μm、80μm、100μm、300μm、500μm、800μm或900μm等，厚度为500nm～500μm，如600nm、800nm、1μm、2μm、5μm、10μm、30μm、80μm、100μm、200μm、300μm、400μm或450μm等。

所述绝缘条为柔性电绝缘条和/或弹性电绝缘条。

优选地，所述绝缘条选自橡胶条、硅胶条、聚烯烃弹性体条、乙烯-醋酸乙烯共聚物条、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物条或聚氨酯条中的任意一种或至少两种的组合。典型但非限制性的组合如橡胶条与硅胶条，聚烯烃弹性体条与乙烯-醋酸乙烯共聚物条，苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物条与聚氨酯条。

所述第三导电条的形状包括直线状、方形螺旋线、圆形螺旋线、三角形螺旋线或菱形螺旋线中的任意一种。

优选地，所述第三导电条为直线状，且第三导电条有多个，所述多个第三导电条相互平行。

优选地，所述第三导电条的宽度为1μm～1mm，如2μm、5μm、10μm、20μm、50μm、80μm、100μm、300μm、500μm、800μm或900μm等，厚度为500nm～500μm，如600nm、800nm、1μm、2μm、5μm、10μm、30μm、80μm、100μm、200μm、300μm、400μm或450μm等。

优选地，所述第三导电条为直线状，所述第一导电条和第二导电条均为梳形，且第一导电条的梳齿置于第二导电条的梳齿间隙中，所述第三导电条与第一导电条的梳齿垂直。

所述第三导电条选自金属基导电材料条、碳基导电材料条、聚合物导电材料条或复合导电材料条中的任意一种。

优选地，所述金属基导电条由银、铜、金、镍中的任意一种或至少两种的组合制得，典型但非限制性的组合如银与铜，银与镍，金与镍。

优选地，所述碳基导电条由炭黑、碳纳米管、石墨、石墨烯中的任意一种或至少两种的组合制得。典型但非限制性的组合如炭黑与石墨，炭黑与石墨烯，碳纳米管与石墨烯，石墨与碳纳米管。

所述上基底层和下基底层均为电绝缘材料层。

优选地，所述上基底层和下基底层独立地选自塑料、橡胶、硅胶、纸、玻璃、陶瓷或织物中的任意一种或至少两种的组合。典型但非限制性的组合如塑料与硅胶，塑料与玻璃，陶瓷与橡胶，织物与橡胶，纸、硅胶与玻璃。

所述第一导线和第二导线独立地选自银线、银箔、铜线、铜箔、铝线、铝箔、金线、金箔或银包铜线中的任意一种或至少两种的组合。典型但非限制性的组合如银线与铜线，银线与金线，铝线与铜线，铜箔与铝箔，银包铜线与银线。

本发明的目的之一还在于提供一种如上所述的压力敏感型电开关的制作方法，所述制作方法包括如下步骤：

(1)选取上基底层和下基底层；

(2)在下基底层上印刷导电层和绝缘条，所述导电层包括互不相连的第一导电条和第二导电条，所述绝缘条的高度大于第一导电条和第二导电条的高度；在上基层表面印刷第三导电条；

(3)将上基底层覆盖于下基底层上，使得上基底层和/或下基底层受压条件下，第三导电条与第一导电条和第二导电条接触，得到所述压力敏感型电开关。

本发明提供的压力敏感型电开关的可通过不同的印刷技术实现低成本大规模制作，并对印刷阵列的线宽与线距进行精细化设计与制作，进而调整压力敏感电开关的压力灵敏度与体积大小。

步骤(2)所述印刷包括丝网印刷、模板印刷、喷墨打印、直写式印刷或激光刻蚀印刷中的任意一种或至少两种的组合。典型但非限制性的组合如丝网印刷与模板印刷，丝网印刷与直写式印刷，光刻蚀印刷与喷墨打印。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：

1、本发明提供的压力敏感型电开关既可制备常规硬质压敏电开关，也可制备柔性压敏电开关，适用范围广；

2、本发明提供的压力敏感型电开关采用印刷技术制备下基底层上的“叉指型”导电阵列、绝缘层阵列及上基底层的导电阵列，可实现阵列的微米级精细化制作，实现开关的微型化，有利于与其它微型电子器件的集成；

3、本发明提供的压力敏感型电开关采用阵列化设计，可通过阵列化的结构优化(印刷阵列的线宽与线距，绝缘层的高度等)，提高开关的灵敏度与可靠性；

4、本发明提供的压力敏感型电开关结构及制作方法简单，比传统机械式电开关更加精细化，同时比MEMS开关的制作更便利、低廉。

附图说明

图1为实施例1提供的基于印刷技术的压力敏感型电开关的爆炸结构示意图，其中：1，下基底层；2，第一导电条；3，第二导电条；4，绝缘条；5，上基底层；6，第三导电条；7，第一导线；8，第二导线。

图2为实施例1提供的第一导电条和第二导电条的线宽、线距示意图，其中，W是线宽，L是线距。

图3为实施例1提供的绝缘条的线宽、线距示意图，其中，W是线宽，L是线距。

图4为实施例1提供的第三导电条的线宽、线距示意图，其中，W是线宽，L是线距。

具体实施方式

下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。

实施例1

一种压力敏感型电开关，如图1所示，包括：

下基底层1，为聚酰亚胺；

导电层，设置于下基底层1表面，包括第一导电条2和第二导电条3，所述第一导电条2和第二导电条3互不接触，第一导电条2和第二导电条3均为梳形，且第一导电条2的梳齿位于第二导电条3的梳齿之间(即导电层呈“叉指型”)，第一导电条2和第二导电条3分别与第一导线7和第二导线8连接；所述第一导电条2和第二导电条3的材质为银；且第一导电条2和第二导电条3的线宽为100μm，线距为100μm，厚度为50μm；第一导线7和第二导线8的材质均为银；

绝缘条4，设置于下基底层1表面，绝缘条4的高度大于第一导电条2和第二导电条3的高度，所述绝缘条4为条状，并有多个，多个绝缘条4相互平行，多个绝缘条4与第一导电条2和第二导电条3的梳齿平行；所述绝缘条4为橡胶条，其线宽为100μm，线距为200μm，厚度为100μm；

上基底层5，为聚酰亚胺；

第三导电条6，设置于上基底层5表面，第三导电条6为条状，并有多个，多个第三导电条6相互平行；第三导电条6为的材质为银条，线宽为100μm，线距为100μm，厚度为50μm；

所述上基底层5覆盖于下基底层1上，且第三导电条6与第一导电条2或第二导电条3的梳齿垂直；上基底层5和/或下基底层1受压条件下，第三导电条6与导电层接触。

所述压力敏感型电开关的制作方法包括如下步骤：

以聚酰亚胺(PI)塑料为下基底层1，通过丝网印刷技术在聚酰亚胺塑料基底上印刷“叉指型”导电银油墨阵列，“叉指型”导电银油墨阵列的线宽为100μm，线距为100μm，厚度为50μm(干燥后的厚度)，两边以银导线7连出外电极；待“叉指型”导电银油墨干燥后，再以丝网印刷技术印刷橡胶绝缘阵列层，该绝缘层阵列方向与“叉指型”导电银油墨阵列方向平行，绝缘层阵列的线宽为100μm，线距为200μm，厚度为100μm(干燥后的厚度)；以聚酰亚胺塑料为上基底层5，在上基底层5上以丝网印刷技术印刷导电银油墨阵列，该阵列线宽为100μm，线距为100μm，厚度为50μm(干燥后的厚度)，待油墨干燥后，将上基底层5及其导电阵列倒扣在绝缘层上，保持该导电阵列方向与绝缘层阵列和“叉指型”导电阵列方向垂直。

该开关的工作原理为：通过丝网印刷技术实现对基底层的“叉指型”导电阵列层、绝缘阵列层及上基底层5的导电阵列层的精细化设计与制作。“叉指型”导电银油墨阵列的线宽为100μm，线距为100μm，导电油墨厚度50μm，而与之平行的绝缘阵列层线宽为100μm，线距为200μm，绝缘层厚度100μm。不管“叉指型”导电阵列与绝缘阵列如何排布(比如：某条绝缘线完全覆盖某条“叉指型”导电线，或某条绝缘线完全位于“叉指型”导电线之间的空隙中)，始终能保证至少有一部分“叉指型”导电阵列没有被绝缘阵列层覆盖，且绝缘阵列层高于导电层，足以保证下基底层1的导电阵列与上基底层5的导电阵列保持静态下的非接触状态。所以，在开关未受垂直方向的压力时，由于“叉指型”导电阵列的相互间并不相连，且绝缘阵列层的厚度高于“叉指型”导电阵列，即“叉指型”导电阵列本身及其与绝缘层上方的导电阵列层都没有接触通，电路处于断路的非工作状态；当该开关受到垂直方向的压力时，上基底层5的导电阵列由于压力的作用向下移动，透过柔性的橡胶绝缘层阵列空隙与“叉指型”导电阵列的接触，形成导电接触位点(每个导电接触点称为一个接触位点)。由于本开关的导电阵列与绝缘阵列的线距仅分别为100μm与200μm，而受压面积通常会明显更大(毫米或厘米级别，甚至更大)，因此在外界压力的作用下显然可以形成多个接触位点，进而使电路连通，开关处于工作状态。当外界压出撤除时，由于绝缘层的弹性作用，上基底层5的导电阵列恢复原位，接触位点消失，开关停止工作。

在所述实施例1中所述第一导电条、第二导电条、绝缘条和第三导电条的宽度还可独立地为1μm～1mm，如2μm、5μm、10μm、20μm、50μm、80μm、100μm、300μm、500μm、800μm或900μm等，厚度还可独立地为500nm～500μm，如600nm、800nm、1μm、2μm、5μm、10μm、30μm、80μm、100μm、200μm、300μm、400μm或450μm等，其宽度和厚度也可根据实际需要进行调整。

实施例2

一种压力敏感型电开关，包括：

下基底层1，为玻璃层；

导电层，设置于下基底层1表面，包括第一导电条2和第二导电条3，所述第一导电条2和第二导电条3互不接触，第一导电条2和叠导电条均为梳形，且第一导电条2的梳齿位于第二导电条3的梳齿之间(即导电层呈“叉指型”)，第一导电条2和第二导电条3分别与第一导线7和第二导线8连接；所述第一导电条2和第二导电条3的材质为铜；且第一导电条2和第二导电条3的线宽为80μm，线距为80μm，高度为50μm；第一导线7和第二导线8的材质均为铜；

绝缘条4，设置于下基底层1表面，绝缘条4的高度大于第一导电条2和第二导电条3的高度，所述绝缘条4为条状，并有多个，多个绝缘条4相互平行，多个绝缘条4与第一导电条2和第二导电条3的梳齿平行；所述绝缘条4的材质为聚氨酯弹性体，其线宽为80μm，线距为240μm，厚度为60μm；

上基底层5，为玻璃层；

第三导电条6，设置于上基底层5表面，第三导电条6为条状，并有多个，多个第三导电条6相互平行；第三导电条6为的材质为铜，线宽为80μm，线距为80μm，厚度为50μm；

所述上基底层5覆盖于下基底层1上，且第三导电条6与第一导电条2或第二导电条3的梳齿垂直；上基底层5和/或下基底层1受压条件下，第三导电条6与导电层接触。

所述压力敏感型电开关的制作方法包括如下步骤：

以玻璃(Glass)为下基底层1，通过模版印刷技术在玻璃基底上印刷“叉指型”导电铜油墨阵列，在适当温度下烧结以进一步提高铜基导电线路的导电性，“叉指型”导电铜油墨阵列的线宽为80μm，线距为80μm，导电铜油墨厚度50μm(干燥后的厚度)，两边以铜箔连出外电极；以模板印刷技术印刷聚氨酯弹性体绝缘阵列层，该绝缘层阵列方向与“叉指型”导电铜油墨阵列方向平行，绝缘层阵列的线宽为80μm，线距为240μm，厚度为60μm(干燥后的厚度)；以玻璃为上基底层5，在上基底层5上以模版印刷技术印刷导电铜油墨阵列，该阵列线宽为80μm，线距为80μm，厚度为50μm(干燥后的厚度)，待油墨干燥后，将上基底层5及其导电铜阵列倒扣在绝缘层上，保持该导电阵列方向与绝缘层阵列和“叉指型”导电阵列方向垂直。

该开关的工作原理为与案例1相同。

在所述实施例2中所述第一导电条、第二导电条、绝缘条和第三导电条的宽度还可独立地为1μm～1mm，如2μm、5μm、10μm、20μm、50μm、80μm、100μm、300μm、500μm、800μm或900μm等，厚度还可独立地为500nm～500μm，如600nm、800nm、1μm、2μm、5μm、10μm、30μm、80μm、100μm、200μm、300μm、400μm或450μm等，其宽度和厚度也可根据实际需要进行调整。

实施例3

一种压力敏感型电开关，包括：

下基底层1，为聚二甲基硅氧烷层；

导电层，设置于下基底层1表面，包括第一导电条2和第二导电条3，所述第一导电条2和第二导电条3互不接触，第一导电条2和叠导电条均为梳形，且第一导电条2的梳齿位于第二导电条3的梳齿之间(即导电层呈“叉指型”)，第一导电条2和第二导电条3分别与第一导线7和第二导线8连接；所述第一导电条2和第二导电条3的材质为复合导电材料(如PDMS与银粉、碳纳米管等的混合物)；且第一导电条2和第二导电条3的线宽为50μm，线距为50μm，高度为30μm；第一导线7和第二导线8的材质均为银镀铜；

绝缘条4，设置于下基底层1表面，绝缘条4的高度大于第一导电条2和第二导电条3的高度，所述绝缘条4为条状，并有多个，多个绝缘条4相互平行，多个绝缘条4与第一导电条2和第二导电条3的梳齿平行；所述绝缘条4的材质为聚二甲基硅氧烷，其线宽为50μm，线距为50μm，厚度为50μm；

上基底层5，为聚二甲基硅氧烷层；

第三导电条6，设置于上基底层5表面，第三导电条6为条状，并有多个，多个第三导电条6相互平行；第三导电条6为的材质为复合导电材料(如PDMS与银粉、碳纳米管等的混合物)，线宽为50μm，线距为50μm，厚度为30μm；

所述上基底层5覆盖于下基底层1上，且第三导电条6与第一导电条2或第二导电条3的梳齿垂直；上基底层5和/或下基底层1受压条件下，第三导电条6与导电层接触。

所述压力敏感型电开关的制作方法包括如下步骤：

以聚二甲基硅氧烷(PDMS)为下基底层1，通过喷墨打印技术在聚二甲基硅氧烷基底上印刷“叉指型”柔性复合导电阵列(如PDMS预聚物与银粉、碳纳米管等的混合物)，“叉指型”柔性复合导电阵列的线宽为50μm，线距为50μm，厚度为30μm(干燥后的厚度)，两边以银镀铜导线7连出外电极，经适当温度加热使柔性复合导电阵列固化成型；以喷墨打印技术在“叉指型”柔性复合导电阵列上打印聚二甲基硅氧烷的预聚物绝缘阵列层，该绝缘层阵列方向与“叉指型”柔性复合导电阵列方向平行，绝缘层阵列的线宽为50μm，线距为50μm，厚度50μm(干燥后的厚度)，经适当温度加热固化成型；以聚二甲基硅氧烷为上基底层5，在上基底层5以喷墨打印技术打印柔性复合导电阵列，该阵列线宽为50μm，线距为50μm，厚度为30μm(干燥后的厚度)，经适当温度加热使柔性复合导电阵列固化成型后，将上基底层5及其导电阵列倒扣在绝缘层上，保持该导电阵列方向与绝缘层阵列和“叉指型”导电阵列方向垂直。

该开关的工作原理为：通过喷墨打印技术实现对下基底层1的“叉指型”导电阵列层、绝缘阵列层及上基底层5的导电阵列层的精细化设计与制作。“叉指型”柔性复合导电阵列的线宽为50μm，线距为50μm，厚度30μm，而与之平行的绝缘阵列层线宽为50μm，线距为50μm，厚度为50μm。由于与丝网印刷及模版印刷等其它印刷技术相比，喷墨打印技术具有更高的精度及更好的操作控制性，本案例中的绝缘阵列与“叉指型”阵列交替排布，即绝缘层的阵列线只排布在“叉指型”阵列的线与线之间的空隙中，由于绝缘阵列高度为50μm，高于“叉指型”阵列的高度30μm，因此，在开关未受垂直方向的压力时，“叉指型”导电阵列本身及其与绝缘层上方的导电阵列层都没有接触连通，电路处于断路的非工作状态；由于上基底层5及其导电阵列层均为柔性材料，当该开关受到垂直方向的压力时，上基底层5及其导电阵列将向下弯曲，透过柔性的聚二甲基硅氧烷绝缘层阵列空隙与“叉指型”柔性复合导电阵列相接触，形成导电接触位点，进而连通电路，开关处于工作状态。当外界压出撤除时，由于柔性材料的弹性作用，上基底层5及其导电阵列恢复原位，接触位点消失，开关停止工作。

在所述实施例1中所述第一导电条、第二导电条、绝缘条和第三导电条的宽度还可独立地为1μm～1mm，如2μm、5μm、10μm、20μm、50μm、80μm、100μm、300μm、500μm、800μm或900μm等，厚度还可独立地为500nm～500μm，如600nm、800nm、1μm、2μm、5μm、10μm、30μm、80μm、100μm、200μm、300μm、400μm或450μm等，其宽度和厚度也可根据实际需要进行调整。

实施例4

一种压力敏感型电开关，包括：

下基底层1，为陶瓷层；

导电层，设置于下基底层1表面，包括第一导电条2和第二导电条3，所述第一导电条2和第二导电条3互不接触，第一导电条2和叠导电条均为圆形螺旋线，且第二导电条3位于第一导电条2的间隙中，第一导电条2和第二导电条3分别与第一导线7和第二导线8连接；所述第一导电条2和第二导电条3的材质为碳纳米管；且第一导电条2和第二导电条3的线宽为50μm，线距为80μm，高度为30μm；第一导线7和第二导线8的材质均为铝；

绝缘条4，设置于下基底层1表面，绝缘条4的高度大于第一导电条2和第二导电条3的高度，所述绝缘条4为圆形螺旋线，所述绝缘条4；所述绝缘条4的材质为聚二甲基硅氧烷，其线宽为50μm，线距为30μm，厚度为50μm；

上基底层5，为陶瓷层；

第三导电条6，设置于上基底层5表面，第三导电条6为曲线，并有多个，多个第三导电条6之间互不接触；第三导电条6为的材质为复合导电材料(如PDMS与银粉、碳纳米管等的混合物)，线宽为50μm，线距为50μm，厚度为30μm；

所述上基底层5覆盖于下基底层1上，且第三导电条6与第一导电条2或第二导电条3的梳齿垂直；上基底层5和/或下基底层1受压条件下，第三导电条6与导电层接触。

所述压力敏感型电开关的制作方法包括如下步骤：

以陶瓷为下基底层1，通过喷墨打印技术在聚二甲基硅氧烷基底上印刷圆形螺旋线型的第一导电条2和第二导电条3，且第二导电条3位于第一导电条2的间隙中，第一导电条2和第二导电条3的材质为碳纳米管；且第一导电条2和第二导电条3的线宽为50μm，线距为80μm，高度为30μm(干燥后的厚度)；两边以铝导线7连出外电极，经适当温度加热使柔性复合导电阵列固化成型；以喷墨打印技术在“叉指型”柔性复合导电阵列上打印聚二甲基硅氧烷的预聚物绝缘阵列层，该绝缘层阵列为圆形螺旋线型，绝缘层阵列的线宽为50μm，线距为30μm，厚度50μm(干燥后的厚度)，经适当温度加热固化成型；以陶瓷为上基底层5，在上基底层5以喷墨打印技术打印柔性复合导电条阵列，该阵列线宽为50μm，线距为50μm，厚度为30μm(干燥后的厚度)，经适当温度加热使柔性复合导电阵列固化成型后，将上基底层5及其导电阵列倒扣在绝缘层上，保持该导电阵列与绝缘条4相接触。

该开关的工作原理与实施例所述的开关的工作原理相同。

在所述实施例1中所述第一导电条、第二导电条、绝缘条和第三导电条的宽度还可独立地为1μm～1mm，如2μm、5μm、10μm、20μm、50μm、80μm、100μm、300μm、500μm、800μm或900μm等，厚度还可独立地为500nm～500μm，如600nm、800nm、1μm、2μm、5μm、10μm、30μm、80μm、100μm、200μm、300μm、400μm或450μm等，其宽度和厚度也可根据实际需要进行调整。

需要指出的是，由于本案例所优选的上基底层、下基底层的“叉指型”导电阵列层及上基底层的导电阵列层均为聚二甲基硅氧烷基柔性/弹性材料，因此本案例所制作的开关显然具备柔性特征，可在各种弯曲、折叠、扭曲、拉伸等机械变形状态下工作，可应用于柔性电子器件。

申请人声明，以上所述仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，所属技术领域的技术人员应该明了，任何属于本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，均落在本发明的保护范围和公开范围之内。

Claims (10)

1.一种压力敏感型电开关，其特征在于，所述压力敏感型电开关包括：

下基底层；

导电层，设置于下基底层表面，包括第一导电条和第二导电条，所述第一导电条和第二导电条互不接触，并分别与第一导线和第二导线连接；

绝缘条，设置于下基底层表面，绝缘条的厚度大于第一导电条和第二导电条的厚度；

上基底层；

第三导电条，设置于上基底层表面；

所述上基底层覆盖于下基底层上，上基底层和/或下基底层受压条件下，第三导电条与导电层接触。

2.根据权利要求1所述的压力敏感型电开关，其特征在于，所述第一导电条和第二导电条的形状为均为梳形、方形螺旋线、圆形螺旋线、三角形螺旋线或菱形螺旋线，且第二导电条位于第一导电条的间隙中；

优选地，所述第一导电条和第二导电条的宽度独立地为1μm～1mm，厚度独立地为500nm～500μm；

优选地，所述第一导电条和第二导电条独立地选自金属基导电条、碳基导电条、聚合物导电条或复合材料导电条中的任意一种；

优选地，所述金属基导电条由银、铜、金、镍中的任意一种或至少两种的组合制得；

优选地，所述碳基导电条由炭黑、碳纳米管、石墨、石墨烯中的任意一种或至少两种的组合制得。

3.根据权利要求1或2所述的压力敏感型电开关，其特征在于，所述绝缘条的形状包括直线状、方形螺旋线、圆形螺旋线、三角形螺旋线或菱形螺旋线中的任意一种；

优选地，所述绝缘条为直线状，且绝缘条有多个，所述多个绝缘条相互平行；

优选地，所述绝缘条的宽度为1μm～1mm，厚度为1μmm～1mm。

4.根据权利要求1-3之一所述的压力敏感型电开关，其特征在于，所述绝缘条为柔性电绝缘条和/或弹性电绝缘条；

优选地，所述绝缘条选自橡胶条、硅胶条、聚烯烃弹性体条、乙烯-醋酸乙烯共聚物条、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物条或聚氨酯条中的任意一种或至少两种的组合。

5.根据权利要求1-4之一所述的压力敏感型电开关，其特征在于，所述第三导电条的形状包括直线状、方形螺旋线、圆形螺旋线、三角形螺旋线或菱形螺旋线中的任意一种；

优选地，所述第三导电条为直线状，且第三导电条有多个，所述多个第三导电条相互平行；

优选地，所述第三导电条的宽度为1μm～1mm，厚度为1μmm～1mm；

优选地，所述第三导电条为直线状，所述第一导电条和第二导电条均为梳形，且第一导电条的梳齿置于第二导电条的梳齿间隙中，所述第三导电条与第一导电条的梳齿垂直。

6.根据权利要求1-5之一所述的压力敏感型电开关，其特征在于，所述第三导电条选自金属基导电条、碳基导电条、聚合物导电条或复合导电条中的任意一种；

优选地，金属基导电条由银、铜、金、镍中的任意一种或至少两种的组合制得；

优选地，碳基导电条由炭黑、碳纳米管、石墨、石墨烯中的任意一种或至少两种的组合制得。

7.根据权利要求1-6之一所述的压力敏感型电开关，其特征在于，所述上基底层和下基底层均为电绝缘材料层；

优选地，所述上基底层和下基底层独立地选自塑料、橡胶、硅胶、纸、玻璃、陶瓷或织物中的任意一种或至少两种的组合。

8.根据权利要求1-7之一所述的压力敏感型电开关，其特征在于，所述第一导线和第二导线独立地选自银线、银箔、铜线、铜箔、铝线、铝箔、金线、金箔或银包铜线中的任意一种或至少两种的组合。

9.根据权利要求1-8之一所述的压力敏感型电开关的制作方法，其特征在于，所述制作方法包括如下步骤：

(1)选取上基底层和下基底层；

(2)在下基底层上印刷导电层和绝缘条，所述导电层包括互不相连的第一导电条和第二导电条，所述绝缘条的高度大于第一导电条和第二导电条的高度；在上基层表面印刷第三导电条；

(3)将上基底层覆盖于下基底层上，使得上基底层和/或下基底层受压条件下，第三导电条与第一导电条和第二导电条接触，得到所述压力敏感型电开关。

10.根据权利要求9所述的制作方法，其特征在于，步骤(2)所述印刷包括丝网印刷、模板印刷、喷墨打印、直写式印刷或激光刻蚀印刷中的任意一种或至少两种的组合。