CN109341843A - 一种微振动传感器及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种微振动传感器及其制备方法，所述方法包括以下步骤：在金属片上涂覆第一固化材料，并将第一固化材料固化成第一固化层；将压电薄膜元件贴在第一固化层的边缘；将第一固化层贴有压电薄膜元件的一边竖直放入第二固化材料中，并将第二固化材料固化第二固化层；去除金属片，得到微振动传感器。由于将压电薄膜元件设置在裂纹尖端处，并利用微振动时，裂纹受力变形导致裂纹尖端应力场内应力急剧放大，将应力信号高效的转化为电信号，具有检测限低，精确度高的特点。
Description
技术领域
本发明涉及传感器领域，尤其涉及的是一种微振动传感器及其制备方法。
背景技术
超精密加工过程中微小的振动对微米级/纳米级的工件表面质量的影响是极大的，现有技术中的振动传感器对精密/超精密加工环境进行高精度微振动测试分析时，其测量精度较低。
因此，现有技术还有待于改进和发展。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述缺陷，提供一种微振动传感器及其制备方法，旨在解决现有技术中振动传感器测量精度较低的问题。
本发明解决技术问题所采用的技术方案如下：
一种微振动传感器的制备方法，其中，包括以下步骤：
在金属片上涂覆第一固化材料，并将第一固化材料固化成第一固化层；
将压电薄膜元件贴在第一固化层的边缘；
将第一固化层贴有压电薄膜元件的一边竖直放入第二固化材料中，并将第二固化材料固化第二固化层；
去除金属片，得到微振动传感器。
所述的微振动传感器的制备方法，其中，所述压电薄膜元件通过将压电薄膜两侧分别连接电极后封装而成。
所述的微振动传感器的制备方法，其中，所述压电薄膜采用聚偏氟乙烯、氧化锌、PbTiO3系压电材料、压电晶体或压电陶瓷中的一种或多种制成。
所述的微振动传感器的制备方法，其中，所述电极通过将电极材料沉积、蒸镀、溅镀或刷涂在所述压电薄膜上。
所述的微振动传感器的制备方法，其中，所述电极材料采用铜、银、钛、金、铝、铟锡氧化物、石墨烯或石墨中的一种或多种。
所述的微振动传感器的制备方法，其中，所述第一固化材料采用环氧树脂、聚二甲基硅氧烷或紫外固化胶中的一种或多种；所述第二固化材料采用环氧树脂、聚二甲基硅氧烷或紫外固化胶中的一种或多种。
所述的微振动传感器的制备方法，其中，所述金属片的厚度为20-200μm。
所述的微振动传感器的制备方法，其中，所述金属片为铝片，所述去除金属片步骤具体为：采用氯化铁溶液去除铝片。
所述的微振动传感器的制备方法，其中，所述第一固化层的厚度为20-200μm。
一种微振动传感器，其中，采用如上述所述的微振动传感器的制备方法制成。
有益效果：由于将压电薄膜元件设置在裂纹尖端处，并利用微振动时，裂纹受力变形导致裂纹尖端应力场内应力急剧放大，将应力信号高效的转化为电信号，具有检测限低，精确度高的特点。
附图说明
图1是本发明中微振动传感器的制备方法的流程图。
图2是本发明金属片和第一固化层的结构示意图。
图3是本发明第一固化层和压电薄膜元件的结构示意图。
图4是本发明金属片和第二固化层的结构示意图。
图5是本发明中裂纹的结构示意图。
图6是本发明中微振动传感器的结构示意图。
图7是本发明微振动传感器和对比实施例一、对比实施例二的测试结果图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚、明确，以下参照附图并举实施例对本发明进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
请同时参阅图1-图7，本发明提供了一种微振动传感器的制备方法的较佳实施例。
如图1所示，一种微振动传感器的制备方法包括以下步骤：
步骤S100、在金属片10上涂覆第一固化材料，并将第一固化材料固化成第一固化层20（如图2所示）。
步骤S200、将压电薄膜元件30贴在第一固化层20的边缘（如图3所示）。
步骤S300、将第一固化层20贴有压电薄膜元件30的一边竖直放入第二固化材料中，并将第二固化材料固化第二固化层40（如图4所示）。
步骤S400、去除金属片10，得到微振动传感器（如图5所示）。
值得说明的是，在去除金属片10后，第二固化层40上形成裂纹41，在裂纹41尖端处形成尖端应力场42，当然，压电薄膜元件30位于尖端应力场42中。当微振动信号作用在传感器上时，裂纹41受力变形导致裂纹41尖端应力场42内应力急剧放大，位于尖端应力场42内的压电薄膜元件30将应力信号高效的转化为电信号，通过电极32将压电信号输出到后续的电路进行进一步的处理。
本发明提供的微振动传感器的制备方法，由于将压电薄膜元件30设置在裂纹41尖端处，并利用微振动时，裂纹41受力变形导致裂纹41尖端应力场42内应力急剧放大，将应力信号高效的转化为电信号，具有检测限低，精确度高的特点。
在本发明的一个较佳实施例中，所述步骤S100中的金属片10的厚度与裂纹41的宽度一致，金属片10的厚度可以设置为20-200μm。金属片10的长度与裂纹41的长度一致，金属片10的宽度与裂纹41的高度一致。金属片10的长度可以根据需要设置，例如，设置成1000μm-10000μm，较佳地，设置成5000μm。金属片10的宽度也可以根据需要设置，例如，设置成200μm-2000μm，较佳地，设置成1000μm。
金属片10可以采用铝片、铜片或铁片等，当然金属片10可以采用其它材质代替，只要便于去除即可。金属片10的四周呈圆弧状，即金属片10的四个侧面呈圆弧状，当然，较佳的是，金属片10的宽边的侧面为圆弧状，在形成裂纹41时，裂纹41尖端形成圆弧形，圆弧形的裂纹41尖端不容易被撕裂，有利于提高裂纹41的使用寿命。较佳的，圆弧为半圆，裂纹41尖端的曲率半径为金属片10厚度的一半。
在本发明的一个较佳实施例中，所述步骤S100中的第一固化材料可以采用环氧树脂、硅氧烷或紫外固化胶中的一种或多种；环氧树脂可以采用环氧树脂AB胶水，硅氧烷可以采用聚二甲基硅氧烷。
第一固化材料的固化方式可以根据第一固化材料来确定，例如，当采用环氧树脂时，可以采用加热的方式，为了方便将压电薄膜元件30贴在第一固化层20上，可以在30-50℃下加热1-5小时以提高环氧树脂的粘附性。当然，第一固化材料采用紫外固化胶时，可以采用紫外照射的方式固化，为了便于将压电薄膜元件30贴在第一固化层20上，无需将第一固化材料完全固化，只需要将液态的第一固化材料固化到具有一定的粘附性。
所述第一固化层20的厚度为20-200μm，第一固化层20的厚度关系到裂纹41尖端与压电薄膜元件30之间的距离，为了使压电薄膜元件30位于裂纹41尖端的应力场42中，根据需要设置第一固化层20的厚度。较佳的，第一固化层20的厚度为100μm。
在本发明的一个较佳实施例中，所述步骤S200中的压电薄膜元件30通过将压电薄膜31两侧分别连接电极32后封装而成。
具体地，所述压电薄膜31采用聚偏氟乙烯、氧化锌、PbTiO3系压电材料、压电晶体或压电陶瓷中的一种或多种制成。常见的压电晶体还有：闪锌矿、方硼石、电气石、红锌矿、GaAs、钛酸钡及其衍生结构晶体、KH2PO4、NaKC4H4O6·4H2O(罗息盐)、食糖等。常用的压电陶瓷有钛酸钡系、锆钛酸铅二元系及在二元系中添加第三种ABO3(A表示二价金属离子，B表示四价金属离子或几种离子总和为正四价)型化合物，如:Pb(Mn1/3Nb2/3)O3和Pb(Co1/3Nb2/3)O3等组成的三元系。如果在三元系统上再加入第四种或更多的化合物，可组成四元系或多元系压电陶瓷。此外，还有一种偏铌酸盐系压电陶瓷，如偏铌酸钾钠(Na0.5·K0.5·NbO3)和偏铌酸锶钡(Bax·Sr1-x·Nb2O5)等，它们不含有毒的铅，对环境保护有利。
所述电极32通过将电极材料沉积、蒸镀、溅镀或刷涂在所述压电薄膜31上。所述电极材料采用铜、银、钛、金、铝、铟锡氧化物、石墨烯或石墨中的一种或多种。封装方式采用PET膜封装。
封装好的压电薄膜元件30呈长条形。在将压电薄膜元件30贴在第一固化层20的边缘时，具体是沿第一固化层20的宽边粘贴（这里第一固化层20的长宽与金属片10的长宽一致）上。压电薄膜31的长度小于第一固化层20的宽度，而压电薄膜元件30的长度（包含压电薄膜31的长度和电极32的长度）大于第一固化层20的宽度，便于电极32凸出与第二固化层40而与后续的电路连接。
将压电薄膜元件30贴在第一固化层20的边缘，压电薄膜元件30并不是全部贴在第一固化层20上的，而是部分贴在第一固化层20上，部分凸出于第一固化层20之外，这样压电薄膜元件30位于应力场42的中间位置，由于处于应力场42中的应变较剧烈，便于提高压电薄膜元件30的精度。当然可以在金属片10的两侧均涂覆第一固化材料，并分别贴压电薄膜元件30，可以通过两个压电薄膜元件30进行测量，进一步提高检测的准确性。
在本发明的一个较佳实施例中，步骤S300具体为：将第一固化层20的宽边竖直放入第二固化材料中，第二固化材料可以采用培养皿装载，具体地，采用聚苯乙烯培养皿。将压电薄膜元件30置于培养皿的中心位置，也就是说将第一固化层20的一个宽边置于培养皿的中心位置，而另一个宽边置于培养皿的边缘。固化后，压电薄膜元件30就位于第二固化层40的中心。
第二固化材料采用环氧树脂、硅氧烷或紫外固化胶中的一种或多种，第二固化材料可以与第一固化材料相同，也可以与第一固化材料不同，较佳的，第二固化材料可以与第一固化材料相同。第二固化材料的厚度不大于第一固化材料的宽度，较佳的，第二固化材料的厚度与第一固化材料的宽度一致。
第二固化材料固化成第二固化层40也可以根据第一固化材料来确定，例如，当采用环氧树脂时，可以采用加热的方式，可以在30-50℃下加热15-30小时以使第一固化材料和第二固化材料完全固化。
在本发明的一个较佳实施例中，在步骤S400中金属片10可以采用铝片，所述去除金属片10步骤具体为：采用氯化铁溶液去除铝片。
具体地，氯化铁溶液为浓度为5mol/L的氯化铁溶液。目的是将固定在环氧树脂中铝片全部腐蚀掉从而形成裂纹41。在去除铝片后，从聚苯乙烯培养皿中脱模，并进行剪裁，就可以得到微振动传感器（如图6所示）。这里的剪裁可以根据需要剪裁成一定形状。
对比实施例一，与上述微振动传感器的制备方法的较佳实施例不同的是，在步骤S200中通过改变压电薄膜元件30粘贴位置，将压电薄膜元件30贴在第一固化层20的中部。
对比实施例二，与上述微振动传感器的制备方法的较佳实施例不同的是不采用金属片10，则不形成裂纹41。
在机械振动激励下，本发明微振动传感器的制备方法的较佳实施例的微振动传感器可以检测到电信号（如图7所示的测试电压线A所示），而对比实施例一和对比实施例二无法检测到电信号（如图7所示的测试电压线B和测试电压线C所示）。
本发明还提供了一种微振动传感器的较佳实施例：
本发明实施例所述一种微振动传感器，采用如上述所述的微振动传感器的制备方法制成，具体如上所述。
综上所述，本发明所提供的一种微振动传感器及其制备方法，所述方法包括以下步骤：在金属片上涂覆第一固化材料，并将第一固化材料固化成第一固化层；将压电薄膜元件贴在第一固化层的边缘；将第一固化层贴有压电薄膜元件的一边竖直放入第二固化材料中，并将第二固化材料固化第二固化层；去除金属片，得到微振动传感器。由于将压电薄膜元件设置在裂纹尖端处，并利用微振动时，裂纹受力变形导致裂纹尖端应力场内应力急剧放大，将应力信号高效的转化为电信号，具有检测限低，精确度高的特点。
应当理解的是，本发明的应用不限于上述的举例，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。
Claims (10)
1.一种微振动传感器的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
在金属片上涂覆第一固化材料，并将第一固化材料固化成第一固化层；
将压电薄膜元件贴在第一固化层的边缘；
将第一固化层贴有压电薄膜元件的一边竖直放入第二固化材料中，并将第二固化材料固化第二固化层；
去除金属片，得到微振动传感器。
2.根据权利要求1所述的微振动传感器的制备方法，其特征在于，所述压电薄膜元件通过将压电薄膜两侧分别连接电极后封装而成。
3.根据权利要求2所述的微振动传感器的制备方法，其特征在于，所述压电薄膜采用聚偏氟乙烯、氧化锌、PbTiO3系压电材料、压电晶体或压电陶瓷中的一种或多种制成。
4.根据权利要求2所述的微振动传感器的制备方法，其特征在于，所述电极通过将电极材料沉积、蒸镀、溅镀或刷涂在所述压电薄膜上。
5.根据权利要求4所述的微振动传感器的制备方法，其特征在于，所述电极材料采用铜、银、钛、金、铝、铟锡氧化物、石墨烯或石墨中的一种或多种。
6.根据权利要求1所述的微振动传感器的制备方法，其特征在于，所述第一固化材料采用环氧树脂、硅氧烷或紫外固化胶中的一种或多种；所述第二固化材料采用环氧树脂、硅氧烷或紫外固化胶中的一种或多种。
7.根据权利要求1所述的微振动传感器的制备方法，其特征在于，所述金属片的厚度为20-200μm。
8.根据权利要求1所述的微振动传感器的制备方法，其特征在于，所述金属片为铝片，所述去除金属片步骤具体为：采用氯化铁溶液去除铝片。
9.根据权利要求1所述的微振动传感器的制备方法，其特征在于，所述第一固化层的厚度为20-200μm。
10.一种微振动传感器，其特征在于，采用如权利要求1所述的微振动传感器的制备方法制成。
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Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2020093921A1 (zh) * | 2018-11-08 | 2020-05-14 | 吉林大学 | 一种微振动传感器及其制备方法 |
| CN113497177A (zh) * | 2020-03-20 | 2021-10-12 | 电子科技大学 | 一种基于pvdf薄膜的柔性振动传感器及其制备方法 |
| WO2023206764A1 (zh) * | 2022-04-26 | 2023-11-02 | 苏州大学 | 一种微悬臂梁传感器及其制备方法 |
Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101577850A (zh) * | 2009-06-15 | 2009-11-11 | 复旦大学附属眼耳鼻喉科医院 | 植入式压电陶瓷传声器及其制备方法 |
| CN101844130A (zh) * | 2010-05-14 | 2010-09-29 | 中国科学技术大学 | 阵列式硅微超声换能器及其制造方法 |
| US20110205313A1 (en) * | 2010-02-23 | 2011-08-25 | Samsung Electro-Mechanics Co., Ltd. | Inkjet print head and method of manufacturing the same |
| CN103674225A (zh) * | 2013-11-25 | 2014-03-26 | 北京航空航天大学 | 一种局部极化压电薄膜传感器 |
| CN103682080A (zh) * | 2013-11-25 | 2014-03-26 | 北京航空航天大学 | 一种局部极化压电薄膜传感器的制备方法 |
| CN205537940U (zh) * | 2016-01-28 | 2016-08-31 | 华中科技大学 | 一种用于结构健康监测的新型压电传感器 |
| CN106660074A (zh) * | 2014-07-08 | 2017-05-10 | 高通股份有限公司 | 压电超声换能器及工艺 |
Family Cites Families (20)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4999819A (en) * | 1990-04-18 | 1991-03-12 | The Pennsylvania Research Corporation | Transformed stress direction acoustic transducer |
| US6812624B1 (en) * | 1999-07-20 | 2004-11-02 | Sri International | Electroactive polymers |
| US6771007B2 (en) * | 2002-04-17 | 2004-08-03 | The Boeing Company | Vibration induced perpetual energy resource |
| US6858970B2 (en) * | 2002-10-21 | 2005-02-22 | The Boeing Company | Multi-frequency piezoelectric energy harvester |
| JP4766831B2 (ja) * | 2002-11-26 | 2011-09-07 | 株式会社村田製作所 | 電子部品の製造方法 |
| US20040233174A1 (en) * | 2003-05-19 | 2004-11-25 | Robrecht Michael J. | Vibration sensing touch input device |
| US7562557B2 (en) * | 2004-04-21 | 2009-07-21 | MEAS France | Flexural resonator sensing device and method |
| US8661634B2 (en) * | 2009-07-06 | 2014-03-04 | KAIST (Korea Advanced Institute of Science and Technology | Method of manufacturing a flexible piezoelectric device |
| WO2011142850A2 (en) * | 2010-01-22 | 2011-11-17 | The Regents Of The University Of California | Etchant-free methods of producing a gap between two layers, and devices produced thereby |
| JP2013214954A (ja) * | 2012-03-07 | 2013-10-17 | Taiyo Yuden Co Ltd | 共振子、周波数フィルタ、デュプレクサ、電子機器及び共振子の製造方法 |
| WO2015083874A1 (ko) | 2013-12-03 | 2015-06-11 | 재단법인 멀티스케일 에너지시스템 연구단 | 크랙 함유 전도성 박막을 구비하는 고감도 센서 및 그의 제조방법 |
| US10478858B2 (en) * | 2013-12-12 | 2019-11-19 | Qualcomm Incorporated | Piezoelectric ultrasonic transducer and process |
| CN104523231B (zh) | 2014-12-24 | 2017-07-21 | 上海集成电路研发中心有限公司 | 柔性压力传感件、传感器及其制造方法 |
| CN204924795U (zh) | 2015-08-26 | 2015-12-30 | 中国特种设备检测研究院 | 一种裂纹尖端应变场传感器 |
| CN107202538B (zh) | 2017-06-21 | 2019-05-07 | 吉林大学 | 一种裂纹应变式仿生传感器的可控制造方法 |
| CN108444377B (zh) * | 2018-03-18 | 2019-10-01 | 吉林大学 | 基于规则微米裂纹阵列结构柔性应变传感器及其制备方法 |
| US11502067B2 (en) * | 2018-07-26 | 2022-11-15 | Advanced Semiconductor Engineering, Inc. | Package structure and method for manufacturing the same |
| CN109341843B (zh) | 2018-11-08 | 2020-03-06 | 吉林大学 | 一种微振动传感器及其制备方法 |
| US10911021B2 (en) * | 2019-06-27 | 2021-02-02 | Resonant Inc. | Transversely-excited film bulk acoustic resonator with lateral etch stop |
| CN112039461B (zh) * | 2019-07-19 | 2024-04-16 | 中芯集成电路（宁波）有限公司 | 体声波谐振器的制造方法 |
-
2018
- 2018-11-08 CN CN201811326680.0A patent/CN109341843B/zh active Active
-
2019
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- 2019-10-31 US US16/771,190 patent/US11456409B2/en active Active
Patent Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101577850A (zh) * | 2009-06-15 | 2009-11-11 | 复旦大学附属眼耳鼻喉科医院 | 植入式压电陶瓷传声器及其制备方法 |
| US20110205313A1 (en) * | 2010-02-23 | 2011-08-25 | Samsung Electro-Mechanics Co., Ltd. | Inkjet print head and method of manufacturing the same |
| CN101844130A (zh) * | 2010-05-14 | 2010-09-29 | 中国科学技术大学 | 阵列式硅微超声换能器及其制造方法 |
| CN103674225A (zh) * | 2013-11-25 | 2014-03-26 | 北京航空航天大学 | 一种局部极化压电薄膜传感器 |
| CN103682080A (zh) * | 2013-11-25 | 2014-03-26 | 北京航空航天大学 | 一种局部极化压电薄膜传感器的制备方法 |
| CN106660074A (zh) * | 2014-07-08 | 2017-05-10 | 高通股份有限公司 | 压电超声换能器及工艺 |
| CN205537940U (zh) * | 2016-01-28 | 2016-08-31 | 华中科技大学 | 一种用于结构健康监测的新型压电传感器 |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| JUNQIU ZHANG 等: "High-performance flexible strain sensor with bio-inspired crack arrays", 《ROYAL SOCIETY OF CHEMISTRY》 * |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2020093921A1 (zh) * | 2018-11-08 | 2020-05-14 | 吉林大学 | 一种微振动传感器及其制备方法 |
| US11456409B2 (en) | 2018-11-08 | 2022-09-27 | Jilin University | Micro-vibration sensor and preparation method thereof |
| CN113497177A (zh) * | 2020-03-20 | 2021-10-12 | 电子科技大学 | 一种基于pvdf薄膜的柔性振动传感器及其制备方法 |
| CN113497177B (zh) * | 2020-03-20 | 2023-04-07 | 电子科技大学 | 一种基于pvdf薄膜的柔性振动传感器及其制备方法 |
| WO2023206764A1 (zh) * | 2022-04-26 | 2023-11-02 | 苏州大学 | 一种微悬臂梁传感器及其制备方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
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