CN108917582A

CN108917582A - 应变传感器及其制造方法

Info

Publication number: CN108917582A
Application number: CN201810288031.XA
Authority: CN
Inventors: 高阳; 轩福贞; 李琪; 谈建平; 王凯
Original assignee: East China University of Science and Technology
Current assignee: East China University of Science and Technology
Priority date: 2018-03-30
Filing date: 2018-03-30
Publication date: 2018-11-30

Abstract

本发明提供一种灵敏度高、使用寿命长、加工制造工艺简单、生产成本低、且器件的整体可靠性高的具有裂纹结构的应变传感器及其制造方法。所述应变传感器包括柔性衬底、导电层、一对电极和保护层，其中，所述柔性衬底包含聚二甲基硅氧烷，且在其一侧表面形成有裂纹结构；所述导电层形成在所述柔性衬底的所述裂纹结构的表面上；所述一对电极分别位于所述导电层的表面的两端部；所述保护层由柔性材料构成且覆盖在所述导电层及所述一对电极上。本发明的应变传感器适合用于可穿戴的应变传感器，通过电阻的变化实时监测应变变化，在智能假肢、生物医疗、机器人等领域有广泛的应用前景。

Description

应变传感器及其制造方法

技术领域

本发明属于应变传感器领域，具体涉及一种在柔性衬底上具有裂纹结构的可穿戴应变传感器及其制造方法。

背景技术

应变传感器是一类用于精确测量物体形变的器件，通过将被测物体的机械形变转变成传感器电阻值的变化，获取被测物体的形变特征。应变传感器的未来发展方向之一是具有高延展性的高灵敏度可穿戴应变传感器，它在智能假肢、生物医疗、机器人等领域意义重大且前景广阔。以生物医疗领域为例，由于可穿戴应变传感器具有轻、薄、柔性等特点，它可以组装在衣物或者饰品上，甚至可直接覆盖或者嵌入人体，用于长时间、非间断、随时随地监测与跟踪病患的心率、血压等指标。

这一器件的应用不仅使病患摆脱粗大笨重的医疗设备，而且通过对疾病的提早察觉和高效管理来降低护理的成本。

目前已有报道的可穿戴应变传感器普遍具有大的应变测量范围，使用寿命长，设计及制备方便等优点。然而与传统的硅基应变传感器相比，可穿戴应变传感器存在灵敏度低的不足，制约着可穿戴应变传感器的发展。

针对这些问题，目前已有一些解决办法，如专利CN105783697A中提出了一种预制裂纹的方法来提高器件的灵敏度。它将涂覆了导电填料浆料的柔性基板折叠，对柔性基板的上层板施加压力，对柔性基板的下层板进行牵引，从而通过挤压拖曳作用在柔性基板的折叠处产生与牵引方向垂直的裂纹。虽然制备的器件具有高灵敏度，但这一方法比较复杂，很难与当今半导体工艺相兼容。

中国专利公开号CN107202538A也公开了一种裂纹应变传感器的可控制造方法。这一方法利用有机溶剂触发溶胀材料膨胀产生的应力促使金属材料应力集中部位产生断裂，形成裂纹。这一方法的不足之处在于有机溶剂会对柔性衬底产生影响，从而影响器件的整体性能。

因此，希望一种灵敏度高、加工制造工艺简单、生产成本低、且器件的整体可靠性高的具有裂纹结构的应变传感器以及制造该应变传感器的方法。

发明内容

本发明是为了解决现有技术中存在的问题而完成的，其目的在于提供一种灵敏度高、使用寿命长、加工制造工艺简单、生产成本低、且器件的整体可靠性高的具有裂纹结构的应变传感器以及制造该应变传感器的方法。

具体而言，本发明提供以下技术方案。

本发明的应变传感器包括：

柔性衬底，上述柔性衬底包含聚二甲基硅氧烷，且在其一侧表面形成有裂纹结构；

导电层，上述导电层形成在上述柔性衬底的上述裂纹结构的表面上；

一对电极，上述一对电极分别位于上述导电层的表面的两端部；

保护层，上述保护层由柔性材料构成且覆盖在上述导电层及上述一对电极上。

在上述应变传感器中，上述裂纹结构优选通过利用紫外光源照射上述柔性衬底的表面而形成氧化硅层，并使上述氧化硅层开裂而形成。

在上述应变传感器中，上述导电层优选由碳纳米管、石墨烯或金属薄膜形成。

在上述应变传感器中，上述一对电极优选由纳米银胶或导电碳胶形成；此外，上述保护层优选由聚二甲基硅氧烷构成。

在上述应变传感器中，上述应变传感器为可穿戴的应变传感器。

本发明的应变传感器的制造方法包括以下步骤：

步骤(1)：制备包含聚二甲基硅氧烷的柔性衬底；

步骤(2)：利用紫外光源对上述柔性衬底的一个表面照射紫外线，在上述表面上形成氧化硅层；

步骤(3)：将上述柔性衬底绕弯曲，使得上述氧化硅层开裂并形成裂纹；

步骤(4)：在上述氧化硅层上形成导电层；

步骤(5)：在上述导电层的表面的两端部涂布导电糊料，干燥后形成一对电极；

步骤(6)：在上述导电层及上述一对电极上涂覆由柔性材料构成的保护层。

在上述的制造方法的步骤(2)中，上述紫外光源的紫外线波长范围优选为100nm～300nm，照射时间优选为10～20分钟。

在上述的制造方法的步骤(3)中，通过以使上述氧化硅层朝向外侧的方式将上述柔性衬底绕在具有曲率的圆柱体的外周，使得上述柔性衬底弯曲，其中，上述圆柱体的曲率半径为1cm～2cm。

在上述的制造方法的步骤(1)中，上述柔性衬底优选通过以下方法制得：将聚二甲基硅氧烷的前驱体和固化剂按照10:1的比例混合，搅拌均匀后放入真空干燥箱中以除去气泡，然后进行加热固化。

此外，在上述的制造方法中，在步骤(4)中，上述导电层是优选由碳纳米管、石墨烯或金属薄膜形成的层；上述导电层优选通过涂布浓度为1～5mg/ml的包含碳纳米管或石墨烯的涂布液，然后进行干燥而形成；在步骤(5)中，上述一对电极优选通过涂布纳米银胶或导电碳胶，然后进行干燥而形成；在步骤(6)中，上述柔性材料优选为聚二甲基硅氧烷。

发明效果

本发明的应变传感器采用由聚二甲基硅氧烷构成的柔性衬底，具有优异的柔韧性，可以弯折扭曲拉伸，在柔性衬底上具有裂纹结构，能够根据传感器微小的机械形变而产生电阻响应，因此具有高灵敏度，此外，本发明的应变传感器还具有使用寿命长、且器件的整体可靠性高的优点。

根据本发明的应变传感器的制造方法，通过使用紫外光源对由聚二甲基硅氧烷形成的柔性衬底照射紫外线，使柔性衬底表面的聚二甲基硅氧烷氧化而形成氧化硅层，进一步通过将柔性衬底弯曲能够高效地在柔性衬底表面形成裂纹结构，可获得整体可靠性高且具有高灵敏度的应变传感器，由于本发明的制造方法不需要使用现有技术中那样的压力牵引装置，因此还具有加工制造工艺简单、生产成本低的优点。

附图说明

图1是本发明的应变传感器的制造方法的一例的流程图，其中图1(a)是使用紫外光源对柔性衬底进行表面照射处理的步骤，图1(b)是在柔性衬底上形成裂纹结构的步骤，图1(c)是在裂纹结构上形成导电层和电极的步骤，图1(d)是在导电层和电极上进一步涂覆柔性材料而形成保护层的步骤。

图2是本发明的应变传感器的示意剖视图，具体而言是沿图1(d)中的A-A线的剖视图。

图3显示实施例和比较例的应变传感器在不同应变下的光学显微镜照片，其中，图3(a)显示柔性衬底经过紫外线照射处理的情形(实施例)，图3(b)显示柔性衬底未经紫外线照射处理的情形(比较例)。

图4是显示应变传感器的灵敏度实验结果的图，其中，图4(a)显示实施例的具有裂纹结构的应变传感器的灵敏度实验结果，图4(b)显示比较例的没有裂纹结构的应变传感器的灵敏度实验结果。

图5是显示本发明实施例的应变传感器的时间－电阻响应曲线图。

符号说明

1 应变传感器

10 柔性衬底

11 聚二甲基硅氧烷层

12 裂纹结构层

13 导电层

14、14' 电极

15 保护层

20 紫外光源

30 圆柱体

具体实施方式

以下结合优选的实施方式及附图说明本发明的技术特征，这旨在说明本发明而不是限制本发明。附图被大大简化以用于进行说明，但不一定按比例绘制。

应当了解，附图中所示的仅仅是本发明的较佳实施例，其并不构成对本发明的范围的限制。本领域的技术人员可以在附图所示的实施例的基础上对本发明进行各种显而易见的修改、变型、等效替换，并且在不相矛盾的前提下，在以下所描述的不同实施方式中的技术特征可以任意组合，而这些都落在本发明的保护范围之内。

〔应变传感器〕

首先，结合图1和图2对本发明的应变传感器进行说明。

图1是本发明的应变传感器的制造方法的一例的流程图，其中图1(a)是使用紫外光源20对柔性衬底10进行表面照射处理的步骤，图1(b)是在柔性衬底10上形成裂纹结构的步骤，图1(c)是在裂纹结构上形成导电层13和电极14、14’的步骤，图1(d)是在导电层13和电极14、14’上进一步涂覆柔性材料而形成保护层15的步骤。

以下，参照图2对本发明的应变传感器1的结构进行详细说明。

如图2所示，本发明的应变传感器1包括柔性衬底10、导电层13、一对电极14、14’、以及保护层15。

上述柔性衬底10包含聚二甲基硅氧烷。聚二甲基硅氧烷是一种惰性物质，无毒、不易燃、透明且具有高弹性，可弯曲拉伸，适合用于制造可穿戴应变传感器。在使用含聚二甲基硅氧烷的材料作为传感器的柔性衬底的情况下，在较小的应力下可发生变形。

对柔性衬底10的形状没有特别限定，但优选为长方体条状。对柔性衬底10的厚度没有特别限定，但优选在0.1～0.3cm的范围内。

在上述柔性衬底10的一侧表面形成有裂纹结构。为便于说明，将柔性衬底10的形成有裂纹结构的部分记为裂纹结构层12，将没有形成裂纹结构的部分记为聚二甲基硅氧烷层11。上述裂纹结构层11包括多条裂纹，这些裂纹可以规则地排列，也可以无规地排列。此外，对裂纹的取向无特别限定，但优选裂纹的方向与长方体条状的柔性衬底的长边大致垂直。

在一个优选的实施方式中，裂纹的宽度为1～10μm，优选为4～6μm。对于裂纹之间的间隔无特别限定，只要能获得灵敏度高的传感器即可，例如，裂纹间的间隔可以在0.01～1mm的范围内。

在本发明的应变传感器1的一个优选实施方式中，上述裂纹结构层12通过利用紫外光源照射柔性衬底10的表面，将表面的聚二甲基硅氧烷氧化而形成氧化硅层，并使该氧化硅层开裂而形成。

导电层13形成在柔性衬底10的上述裂纹结构层12上。该导电层13可以由碳纳米管、石墨烯或金属薄膜形成。

在导电层13由碳纳米管、石墨烯形成的情况下，可以通过将含碳纳米管或石墨烯的导电涂料涂布在上述裂纹结构层12，再进行干燥处理而形成。

在导电层13由金属薄膜形成的情况下，可以通过例如溅射的方法将金属颗粒覆盖在上述裂纹结构层12上，形成均匀的金属薄膜。

由于导电层13形成在裂纹结构层12上，当应变传感器1受到应力时，柔性衬底10发生拉伸等形变，导致裂纹的间隙发生变化，从而造成导电层13的导电通路因裂纹的存在而减少或断开，使得电阻变化率增加，由此可获得高灵敏度的应变传感器。

如图2所示，一对电极14、14’分别位于上述导电层13的表面的两端部，用于通过导线等与应变传感器1以外的模块或装置进行电连接，将在两电极之间的导电层13中产生的电阻信号送出。

在一个优选的实施方式中，上述一对电极14、14’通过使用纳米银胶或导电碳胶来形成。

保护层15由柔性材料构成且覆盖在上述导电层13及上述一对电极14、14’上，用于保护导电层和电极。在一个优选的实施方式中，上述保护层15由聚二甲基硅氧烷形成。当应变传感器1受到应力时，保护层15可与柔性衬底10一起发生应变，准确地将基于该应变而产生的电阻信号导出，有利于提高应变传感器的灵敏度。此外，保护层15对导电层13和电极14、14’进行封装保护，还起到保护器件的作用，有利于提高应变传感器1的使用寿命。

如上所述，本发明的应变传感器1通过在柔性衬底10的一侧表面具有裂纹结构，并在该裂纹结构上形成导电层13，当应变传感器1受到应力时，柔性衬底10发生形变，导致裂纹的间隙发生变化，使得导电层13的电阻变化率增加，由此可获得高灵敏度的应变传感器。此外，本发明的应变传感器1在形成裂纹过程中没有使用有机溶剂来触发柔性衬底膨胀，因此器件的整体可靠性也高。

〔应变传感器的制造方法〕

以下，参照图1对本发明的应变传感器1的制造方法进行说明。

在下述的说明中，当没有说明条件时，本领域技术人员可从本发明的角度出发，按常规试验容易地提供所述条件实施本发明的应变传感器的制造。在所公开的实施方式中，出于预期的目的，实施方式中使用的任何要素可用与其等效的任何要素替代，包括本文明确地公开的要素。

本发明的制造方法包括下述步骤(1)～(6)，以下进行详细说明。

步骤(1)

首先，制备包含聚二甲基硅氧烷的柔性衬底10。该柔性衬底10可通过以下方法制得：将聚二甲基硅氧烷的前驱体和固化剂按照10:1的质量比例混合，搅拌均匀后放入真空干燥箱中以除去气泡，然后进行加热固化而获得。根据需要，可将固化后的聚二甲基硅氧烷切割成所需形状和尺寸，优选切割成长方体条状，厚度较好是形成为0.1～0.3cm。

步骤(2)

接着，使用紫外光源20对上述制得的柔性衬底10的一个表面照射紫外线。作为紫外光源20，可使用能照射波长在100nm～300nm范围的紫外线的光源。通过照射上述紫外线，能分解空气中的O₂得到原子氧(O)和臭氧(O₃)，原子氧能将柔性衬底10表面的聚二甲基硅氧烷氧化，从而在表面形成氧化硅(SiO_x)层，如下述步骤(3)所述，通过进一步对柔性衬底10进行弯折处理，可使氧化硅层破裂而形成裂纹。紫外线的照射时间在10～20分钟的范围是合适的。如果照射时间过短(<10分钟)，会导致氧化硅层过薄而不能有效形成裂纹。另一方面，如果照射时间过长(>20分钟)，会导致柔性衬底过度氧化，发生柔性变差及向上翘曲的问题。

步骤(3)

接着，将柔性衬底10弯曲，从而使柔性衬底10表面的氧化硅层开裂而形成裂纹结构。详细而言，如图1(b)所示，可以将经紫外光照射的柔性衬底10绕在具有一定曲率的圆柱体30的外周，且使柔性衬底10的形成有氧化硅层的表面朝向外侧，即与圆柱体30相反的一侧，然后对柔性衬底10的两端施加一定的拉力，使柔性衬底10绕着圆柱体30的外周反复摩擦，由此将柔性衬底10弯曲，并使氧化硅层开裂而形成裂纹结构。作为上述圆柱体30，优选曲率半径为1cm～2cm。

这里，使用具有一定曲率的圆柱体来进行将柔性衬底10弯曲的操作，但并不限定于此，也可使用六棱体、十二棱体等棱柱体或者其他的手段将柔性衬底10弯曲，只要能使柔性衬底10表面的氧化硅层开裂而形成裂纹结构即可。

在一个优选的实施方式中，形成的裂纹的宽度为1～10μm，优选为4～6μm。此外，裂纹间的间隔可以在0.01～1mm的范围内。

步骤(4)

接着，在上述氧化硅层上形成导电层13。该导电层13可以是由碳纳米管、石墨烯或金属薄膜形成的层，优选通过涂布浓度为1～5mg/ml的包含碳纳米管或石墨烯的涂布液，然后进行干燥而形成。

在导电层13由碳纳米管形成的情况下，具体而言，可通过例如以下方法形成。

首先配制碳纳米管溶液，将该碳纳米管溶液涂布在上述氧化硅层上，然后加热干燥，形成碳纳米管导电层。其中，碳纳米管溶液可使用水作为溶剂，且优选包含1～5mg/ml的碳纳米管。为了获得分散均匀的碳纳米管溶液，可以在溶液中添加十二烷基苯磺酸钠(SDBS)等表面活性剂，并利用超声波分散器进行分散。

作为碳纳米管，优选金属型碳纳米管，并优选其直径为10～40nm、长度为2～10μm。

作为碳纳米管溶液的涂布方法，可例举刷涂、旋转涂布、喷涂等，但优选旋转涂布法。

通过调节碳纳米管溶液的浓度、旋转涂布的转速和时间，可以控制所形成的碳纳米管导电层的厚度。

步骤(5)

接着，在导电层13的表面的两端部涂布导电糊料，干燥后形成一对电极14、14’。作为导电糊料，可以使用纳米银胶或导电碳胶。上述电极可以如图1(c)所示设置在端部的一部分(即，没有完全覆盖端部)，也可以设置得覆盖整个端部，但考虑到与感应传感器外部的绝缘性，优选电极仅覆盖端部的一部分。对于电极的厚度没有特别限定，可以是例如1～5mm。

步骤(6)

接着，在导电层13及一对电极14、14’上涂覆由柔性材料构成的保护层15。作为保护层15，优选使用聚二甲基硅氧烷作为材料。具体而言，例如可以将聚二甲基硅氧烷的前驱体和固化剂按照10:1的质量比例混合，然后将该混合物均匀涂覆于导电层13和电极14、14’的表面，在真空中除去气泡后，在例如50～80℃下固化30分钟～2小时，形成包含聚二甲基硅氧烷的保护层。

在本发明的应变传感器的制造方法中，通过使用紫外光源对由聚二甲基硅氧烷形成的柔性衬底照射紫外线，使柔性衬底表面的聚二甲基硅氧烷氧化而形成氧化硅层，进一步通过将柔性衬底弯曲能够高效地在柔性衬底表面形成裂纹结构，可获得整体可靠性高且具有高灵敏度的应变传感器，由于本发明的制造方法不需要使用现有技术中那样的压力牵引装置，因此还具有加工制造工艺简单、生产成本低的优点。

实施例

通过以下步骤制造本发明的应变传感器。

将聚二甲基硅氧烷的前驱体(184，道康宁公司)和固化剂(184，道康宁公司)按照10:1的质量比例混合，搅拌均匀后放入真空干燥箱中以除去气泡，然后调节至60℃固化2小时。将固化后的聚二甲基硅氧烷切割成4cm×0.5cm×0.1cm的长方体条状，以作为柔性衬底试样。

使用紫外清洗设备(NJU-UVO-1，昆山Sunlaite有限公司)作为紫外光源，对上述制得的柔性衬底试样的一个表面照射紫外线20分钟。上述紫外清洗设备提供的紫外线的波长为185和254纳米。通过计算，对柔性衬底试样照射的紫外线光能量约为96KJ。

将经紫外光源照射的柔性衬底试样绕在半径为1cm的圆柱体上进行弯曲，对柔性衬底试样的两端施加拉力，使柔性衬底试样绕着圆柱体的外周反复摩擦以形成裂纹。

接着，取碳纳米管150mg(深圳科技有限公司，直径：20～40nm；长度：>5μm)至试管中，加入去离子水100ml和十二烷基苯磺酸钠(SDBS)75mg，超声分散20分钟后获得均匀的1.5mg/ml碳纳米管溶液。使用旋涂机以1000rpm将上述碳纳米管溶液旋涂于上述柔性衬底上，旋涂时间为20秒。然后，在60℃下烘干，形成约1mm厚的碳纳米管层。

将导电碳胶(MG Chemical)涂覆在碳纳米管层的两端约1mm厚，然后进行干燥，形成一对电极。

与上述同样地调制聚二甲基硅氧烷的前驱体和固化剂的混合物，将该混合物均匀涂覆在碳纳米管层的表面，在真空中除去气泡后，在60℃下固化1小时，形成厚度约为1mm的保护层。由此得到本发明的应变传感器。

比较例

与实施例同样地制作了柔性衬底试样，除了没有使用紫外清洗设备对柔性衬底试样照射紫外线以外，与实施例同样地形成碳纳米管层、一对电极和保护层，制得比较例1的应变传感器。

(裂纹结构的测定)

使用光学显微镜对上述实施例和比较例中得到的应变传感器进行观察，并拍摄应变传感器在应变ε为0％、10％、20％时的照片。

根据图3(a)的光学显微镜照片测得实施例中柔性衬底试样上形成的裂纹宽度约为2～4μm、长度约为5mm。根据图3(b)的光学显微镜照片可知，比较例中的柔性衬底上没有形成裂纹结构。

(应变传感器的灵敏测试试验)

对上述实施例及比较例中制得的应变传感器的进行应变－电阻响应测试，根据测试结果算出应变传感器的灵敏度。

如图4(a)和图4(b)所示，横坐标表示应变ε(％)，纵坐标表示各应变下的电阻变化率，由ΔR/R₀进行表示，其中R₀表示未施加应力时的电阻值，ΔR表示施加应力后的电阻值与R₀的差。应变传感器的灵敏度由GF值(GF＝ΔR/R₀*ε)表征，GF值越大，灵敏度越高。

根据图4(a)可知，实施例的应变传感器中，当应变小于15％时，传感器的灵敏度为10.13；当应变大于15％小于25％时，传感器的灵敏度为57.0。此外，根据图4(b)可知，比较例的应变传感器中，当应变达到35％时，传感器的灵敏度为1.57。

通过比较可知，本发明实施例的在柔性衬底上形成有裂纹结构的应变传感器在较小的应变(<15％)时就有较高的灵敏度，在较大的应变(>15％)时灵敏度显著提高。然而，比较例的没有形成裂纹的应变传感器即使在35％的应变时灵敏度也很低。由此可知，本发明中，通过在柔性衬底上形成有裂纹结构，能够显著提高应变传感器的灵敏度。

(应力传感器的循环测试试验)

对实施例制得的应变传感器进行循环测试试验，测试传感器在循环拉伸状态下的时间-电阻响应曲线。利用Mark-10的循环测试功能，重复应变传感器的拉伸-回复周期，完成10000次疲劳测试试验，测试结果示于图5。由图5可以看出，在经历10000次长时间的疲劳测试后，仍具有良好的电阻响应，因此，本发明的应变传感器具有优异的长期使用寿命。

最后，应当理解，上述实施方式及实施例的说明在所有方面均为例示，不构成限制，在不背离本发明的精神的范围内可进行各种改进。本发明的范围是由权利要求书来表示的，而不是由上述实施方式或实施例来表示的。此外本发明的范围包括与权利要求书等同的意思和范围内的所有变更。

工业上的可利用性

本发明的具有裂纹结构的应变传感器具有优异的应变感应性，灵敏度高、使用寿命长、整体可靠性高，且制备工艺简单、生产成本低，与半导体工艺兼容，可批量生产，适合用于可穿戴的应变传感器，通过电阻的变化实时监测应变变化，在智能假肢、生物医疗、机器人等领域有广泛的应用前景。

Claims

1.一种应变传感器，其特征在于，所述应变传感器包括：

柔性衬底，所述柔性衬底包含聚二甲基硅氧烷，且在其一侧表面形成有裂纹结构；

导电层，所述导电层形成在所述柔性衬底的所述裂纹结构的表面上；

一对电极，所述一对电极分别位于所述导电层的表面的两端部；

保护层，所述保护层由柔性材料构成且覆盖在所述导电层及所述一对电极上。

2.如权利要求1所述的应变传感器，其特征在于，所述裂纹结构通过利用紫外光源照射所述柔性衬底的表面而形成氧化硅层，并使所述氧化硅层开裂而形成。

3.如权利要求1所述的应变传感器，其特征在于，所述导电层由碳纳米管、石墨烯或金属薄膜形成。

4.如权利要求1所述的应变传感器，其特征在于，所述一对电极由纳米银胶或导电碳胶形成；所述保护层由聚二甲基硅氧烷构成。

5.如权利要求1所述的应变传感器，其特征在于，所述应变传感器为可穿戴的应变传感器。

6.一种应变传感器的制造方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

步骤(1)：制备包含聚二甲基硅氧烷的柔性衬底；

步骤(2)：利用紫外光源对所述柔性衬底的一个表面照射紫外线，在所述表面上形成氧化硅层；

步骤(3)：将所述柔性衬底弯曲，使得所述氧化硅层开裂并形成裂纹；

步骤(4)：在所述氧化硅层上形成导电层；

步骤(5)：在所述导电层的表面的两端部涂布导电糊料，干燥后形成一对电极；

步骤(6)：在所述导电层及所述一对电极上涂覆由柔性材料构成的保护层。

7.如权利要求6所述的制造方法，其特征在于，在步骤(2)中，所述紫外光源的紫外线波长范围为100nm～300nm，照射时间为10～20分钟。

8.如权利要求6所述的制造方法，其特征在于，在步骤(3)中，

通过以使所述氧化硅层朝向外侧的方式将所述柔性衬底绕在具有曲率的圆柱体的外周，使得所述柔性衬底弯曲，其中，所述圆柱体的曲率半径为1cm～2cm。

9.如权利要求6所述的制造方法，其特征在于，在步骤(1)中，所述柔性衬底通过以下方法制得：将聚二甲基硅氧烷的前驱体和固化剂按照10:1的比例混合，搅拌均匀后放入真空干燥箱中以除去气泡，然后进行加热固化。

10.如权利要求6所述的制造方法，其特征在于，

在步骤(4)中，所述导电层是由碳纳米管、石墨烯或金属薄膜形成的层；所述导电层通过涂布浓度为1～5mg/ml的包含碳纳米管或石墨烯的涂布液，然后进行干燥而形成；

在步骤(5)中，所述一对电极通过涂布纳米银胶或导电碳胶，然后进行干燥而形成；

在步骤(6)中，所述柔性材料为聚二甲基硅氧烷。