CN109873074B - 压电薄膜传感器及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于传感器技术领域，尤其涉及一种压电薄膜传感器及其制备方法，包括如下步骤：S1：提供PET膜并打孔处理；S2：将PET膜的正表面分设为导电区和绝缘区，于导电区上印刷银浆线路，于绝缘区上印刷绝缘油；S3：于PET膜背表面印刷屏蔽材料；S4：于银浆线路上涂覆导电胶；S5：提供FPC电路板，将FPC电路板贴合固定于PET膜；S6：在FPC电路板与PET膜的接合处印刷胶水并烘干；S7：提供压电薄膜并在其两面贴合固定PET膜；S8：对压电薄膜和PET膜进行切割；S9：对压电薄膜进行定点极化；S10：对压电薄膜和PET膜进行翻转对折。通过对压电薄膜进行定点极化，这样便显著降低了压电薄膜的极化成本。
Description
技术领域
本发明属于传感器技术领域，尤其涉及一种压电薄膜传感器及其制备方法。
背景技术
压电薄膜传感器作为一种动态应变传感器，由于其适于植入于人体皮肤表面或人体内部的特点而可进行生命信号监测，故其始终是业内不断关注的研究热点。
目前，现有技术中制备压电薄膜传感器的方法主要是将整片压电薄膜进行均匀极化，以使得压电薄膜传感器具备压电功能。然而，这样就会在压电薄膜传感器无需极化的部位也进行了极化处理，无法节约压电薄膜传感器的极化成本，造成资源的浪费。
发明内容
本发明的目的在于提供一种压电薄膜传感器及其制备方法，旨在解决现有技术中压电薄膜传感器极化成本高的技术问题。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种压电薄膜传感器的制备方法，包括如下步骤：
S1：提供PET膜，所述PET膜包括相对设置的正表面和背表面，于所述PET膜上开设孔并使所述孔贯穿至所述正表面和所述背表面；
S2：将所述PET膜的所述正表面分设为导电区和绝缘区，于所述导电区上印刷银浆线路并烘干处理，再于所述绝缘区上印刷绝缘油；
S3：于所述PET膜的所述背表面印刷屏蔽材料；
S4：于所述导电区上的所述银浆线路上涂覆导电胶；
S5：提供FPC电路板，将所述FPC电路板贴合固定于所述PET膜的侧端，并将所述FPC电路板与所述银浆线路电性连接；
S6：在所述FPC电路板与所述PET膜的接合处印刷胶水并烘干处理；
S7：提供压电薄膜，在所述压电薄膜的相对两面均贴合固定所述PET膜印刷有所述银浆线路的一面；
S8：对所述压电薄膜和所述PET膜进行切割处理以形成压电传感器外形；
S9：对所述压电薄膜对应所述银浆线路的部分进行定点极化；
S10：对所述压电薄膜和所述PET膜进行翻转对折处理以形成压电传感器。
进一步地，所述屏蔽材料为导电碳浆。
进一步地，对所述胶水进行烘干处理的温度区间为90℃～140℃。
进一步地，所述PET膜的厚度为0.01mm～0.10mm。
进一步地，所述FPC电路板通过热压的方式贴合固定于所述PET膜的侧端。
进一步地，所述压电薄膜为PQ50压电薄膜。
进一步地，所述压电薄膜为PVDF压电薄膜。
进一步地，通过激光机对所述PET膜和所述压电薄膜进行切割处理以形成所述压电薄膜传感器的外形。
进一步地，所述导电胶为异方性导电胶。
本发明的有益效果：本发明的压电薄膜传感器的制备方法，通过依序在PET膜的正表面和背表面分别印刷银浆线路和屏蔽材料，这样一方面实现了在PET膜上形成压电传感回路，另一方面也实现了对PET膜上的压电传感回路的保护，防止外界电磁干扰到压电传感回路信号。通过在PET膜上印刷绝缘油，这样便保证了压电传感回路的各导电线路之间或各导电线路和外界导体之间相互保持绝缘，保证了压电传感回路传递电信号的准确性，同时，由于PET膜在纵向受到微弱的力作用时，其在横向上会产生较大的应力，因而PET膜能够将其所感知到的微弱的压力信号放大并通过PET膜上的压电传感回路将压力信号转为电信号并传输至外部信号处理终端，如此就实现了压电薄膜传感器对压力信号的灵敏反应。通过在压电薄膜的相对两面均贴合固定PET膜印刷有银浆线路的一面，这样便形成了压电传感器的雏形，通过压电薄膜对应银浆线路的部分进行定点极化，这样便显著节约了压电薄膜传感器的极化成本，进而也降低了压电薄膜传感器的整体制造成本。
本发明采用的另一种技术方案是：一种压电薄膜传感器，所述压电薄膜传感器根据上述的压电薄膜传感器的制备方法制备而成。
本发明的压电薄膜传感器，由于其采用上述的压电薄膜传感器的制备方法制备而成，其在极化方式上实现了定点极化，那么压电薄膜传感器便能够在保证对压力信号进行灵敏反应的基础上，进一步降低了极化成本和整体制造成本。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例提供的压电薄膜传感器的制备方法的工艺流程图。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图1描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
如图1所示，本发明实施例提供的一种压电薄膜传感器的制备方法，包括如下步骤：
S1：提供PET膜，PET膜包括相对设置的正表面和背表面，于PET膜上开设孔并使孔贯穿至正表面和背表面；
S2：将PET膜的正表面分设为导电区和绝缘区，于导电区上印刷银浆线路并烘干处理，再于绝缘区上印刷绝缘油；
S3：于PET膜的背表面印刷屏蔽材料；
S4：于导电区上的银浆线路上涂覆导电胶；
S5：提供FPC电路板，将FPC电路板贴合固定于PET膜的侧端，并将FPC电路板与银浆线路电性连接；
S6：在FPC电路板与PET膜的接合处印刷胶水并烘干处理；
S7：提供压电薄膜，在压电薄膜的相对两面均贴合固定PET膜印刷有银浆线路的一面；
S8：对压电薄膜和PET膜进行切割处理以形成压电传感器的外形；
S9：对压电薄膜对应银浆线路的部分进行定点极化；
S10：对压电薄膜和PET膜进行翻转对折处理以形成压电传感器。
本发明实施例提供的压电薄膜传感器的制备方法，通过依序在PET膜上印刷银浆线路和屏蔽材料，这样一方面实现了在PET膜上形成压电传感回路，另一方面也实现了对PET膜上的压电传感回路的保护，防止外界电磁干扰到压电传感回路信号。通过在PET膜上印刷绝缘油，这样便保证了压电传感回路的各导电线路之间或各导电线路和外界导体之间相互保持绝缘，保证了压电传感回路传递电信号的准确性，同时，由于PET膜在纵向受到微弱的力作用时，其在横向上会产生较大的应力，因而PET膜能够将其所感知到的微弱的压力信号放大并通过PET膜上的压电传感回路将压力信号转为电信号并传输至外部信号处理终端，如此就实现了压电薄膜传感器对压力信号的灵敏反应。由于压电薄膜传感器仅在各个电极处具有极化压电功能，这样就可在PET膜上的电极处进行有针对性的定点极化处理。而由于PET膜为半透明状薄膜，这样操作人员就在完成PET膜打孔、印刷银浆线路和屏蔽材料、印刷绝缘油、印刷导电胶、完成切割处理等一系列工序之后，透过PET膜准确定位压电薄膜上需要极化的电位，最后利用极化设备对PET膜进行定点极化处理，如此也优化了压电薄膜传感器的整体制造工艺，避免了PET膜与FPC电路板贴合固定之前即对PET膜整体均匀极化处理而造成极化无针对性的现象。也显著地节约了压电薄膜传感器的极化成本，进而也降低了压电薄膜传感器的整体制造成本。
进一步地，通过在PET膜上印刷导电胶，这样便提升了PET膜的导电性能，使得PET膜能够在与压电薄膜贴合固定的同时也使得PET膜的导电性能不下降。
更进一步地，通过在PET膜上贴合FPC电路板，那么由于FPC板由聚脂薄膜为基材制造的特性，其具有配线密度高、重量轻、厚度薄和弯折性好的特性，其可在动态应力环境下稳定可靠的服役，进而满足了与PET膜上的压电传感线路进行对位贴合的稳固性，提升了压电传感器的整体可靠性，保证了电信号在通过FPC板时的稳定传输。
在本实施例中，屏蔽材料为导电碳浆。进一步地，通过在PET膜的反面印刷屏蔽材料，这样便能够有效提高PET膜的导电性能和防电磁干扰性能，降低PET膜的电阻，保证压电薄膜传感器感知压力信号并将压力信号转化为电信号的准确性。而通过将屏蔽材料选定为导电碳浆，由于导电碳浆耐磨性好，其形成的固化膜层不易被氧化，其可稳定的附着于PET膜上，提升PET膜的导电性能。又由于导电碳浆的阻值可控、固化温度低以及价格低廉等优点，其与银浆线路搭配使用，可使得压电传感器的制造成本进一步得到降低。更进一步地，通过在PET膜的正面印刷有银浆线路，PET膜的反面印刷有屏蔽材料，这样便充分利用了PET膜的空间，使得PET膜上的银浆线路印刷部位和屏蔽材料印刷部位彼此不发生冲突。
在本实施例中，对胶水进行烘干处理的温度区间为90℃～140℃。进一步地，烘干处理温度具体可为90℃、95℃、100℃、105℃、110℃、115℃、120℃、125℃、130℃、135℃或140℃。
优选地，烘干处理温度可为100℃～120℃，具体可为：100℃、105℃、110℃、115℃或120℃。通过将胶水的烘干温度设定为100℃～120℃，如此胶水在该温度区间内被烘干就能够达到最佳的附着效果。
在本实施例中，PET膜的厚度为0.01mm～0.10mm。进一步地，PET膜的厚度可为0.01mm、0.02mm、0.03mm、0.04mm、0.05mm、0.06mm、0.07mm、0.08mm、0.09mm或0.10mm。
优选地，PET膜的厚度可为0.03mm～0.07mm，具体可为：0.03mm、0.04mm、0.05mm、0.06mm或0.07mm。更优选地，PET膜的厚度可为0.07mm。如此，PET膜便兼顾了良好的导电性和足够的强度。
在本实施例中，FPC电路板通过热压的方式贴合固定于PET膜的侧端。进一步地，通过使得FPC电路板与PET膜通过热压的方式贴合固定，那么由于热压贴合工艺简单，贴合成本低，贴合效果良好且不会对FPC电路板或PET膜产生较大损伤的特点，使得FPC电路板与PET膜的贴合匹配能够长时间保持稳定。这样，FPC电路板便能够在与PET膜上的银桨线路稳定地对位匹配设置，进而保证了压电薄膜传感器的长期使用质量稳定性。
在本实施例中，压电薄膜为PQ50压电薄膜，那么作为孔洞型结构功能薄膜的PQ50压电薄膜，其具有可大面积成膜，柔顺、质轻，声阻抗与水及人体相匹配，低介电常数，无毒和价廉的特点，如此就使得PQ50压电薄膜的生产成本低，且压电活性强。
在本实施例中，压电薄膜还可为PVDF压电薄膜。那么得益于PVDF材料良好的耐化学腐蚀性、耐热性和耐候性，其可在腐蚀条件和高温条件共存的复杂服役环境中稳定服役，如此就提升了压电薄膜传感器的复杂服役条件下的稳定服役能力。而得益于PVDF压电薄膜良好的压电性、介电性和热电性等特性，其可有效地将压力信号转换为电信号，进而实现了压电薄膜传感器的复杂服役条件下对压力变化的灵敏捕捉。
在本实施例中，通过激光机对PET膜和压电薄膜进行切割处理以形成压电薄膜传感器的外形。进一步地，得益于激光切割是利用高功率密度激光束照射被切割材料，使得材料很快被加热至汽化温度，并蒸发形成孔洞，随着光束相对于材料的移动，孔洞连续形成宽度很窄的(如0.1mm左右)切缝，进而完成材料切割的特点，其激光光斑小、切割得到的切缝窄材料损失小，其能量密度高，且切割速度快，这样便显著提高了PET膜和压电薄膜的切割加工速度和切割精度，使得切割后PET膜和压电薄膜的尺寸精度显著提高。且由于激光切割所形成的热影响区宽度很小，那么切缝附近的PET膜和压电薄膜的力学性能便不会受到明显影响，如此便保证了切割后的PET膜和压电薄膜的力学性能均一性。
在本实施例中，导电胶为异方性导电胶。进一步地，通过将导电胶设定为异方导电胶，那么得益于异方导电胶能够在Z轴方向上实现导电而不能再X轴和/或Y轴方向上实现导电的特性，其可在实现PET膜与压电薄膜稳定贴合的同时也避免了印刷于PET膜上银桨线路之间彼此导通而引发短路的现象发生。
本发明采用的另一种技术方案是：一种压电薄膜传感器，压电薄膜传感器根据上述的压电薄膜传感器的制备方法制备而成。
本发明的压电薄膜传感器，由于其采用上述的压电薄膜传感器的制备方法制备而成，其在极化方式上实现了定点极化，那么压电薄膜传感器便能够在保证对压力信号进行灵敏反应的基础上，进一步降低了极化成本和整体制造成本。
以上仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种压电薄膜传感器的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：
S1：提供PET膜，所述PET膜包括相对设置的正表面和背表面，于所述PET膜上开设孔并使所述孔贯穿至所述正表面和所述背表面；
S2：将所述PET膜的所述正表面分设为导电区和绝缘区，于所述导电区上印刷银浆线路并烘干处理，再于所述绝缘区上印刷绝缘油；
S3：于所述PET膜的所述背表面印刷屏蔽材料；
S4：于所述导电区上的所述银浆线路上涂覆导电胶；
S5：提供FPC电路板，将所述FPC电路板贴合固定于所述PET膜的侧端，并将所述FPC电路板与所述银浆线路电性连接；
S6：在所述FPC电路板与所述PET膜的接合处印刷胶水并烘干处理；
S7：提供压电薄膜，在所述压电薄膜的相对两面均贴合固定所述PET膜印刷有所述银浆线路的一面；
S8：对所述压电薄膜和所述PET膜进行切割处理以形成压电传感器外形；
S9：所述PET膜为半透明状薄膜，透过所述PET膜准确定位所述压电薄膜上需要极化的电位，对所述压电薄膜对应所述银浆线路的部分进行定点极化；
S10：对所述压电薄膜和所述PET膜进行翻转对折处理以形成压电传感器。
2.根据权利要求1所述的压电薄膜传感器的制备方法，其特征在于：所述屏蔽材料为导电碳浆。
3.根据权利要求1所述的压电薄膜传感器的制备方法，其特征在于：对所述胶水进行烘干处理的温度区间为90℃～140℃。
4.根据权利要求1所述的压电薄膜传感器的制备方法，其特征在于：所述PET膜的厚度为0.01mm～0.10mm。
5.根据权利要求1所述的压电薄膜传感器的制备方法，其特征在于：所述FPC电路板通过热压的方式贴合固定于所述PET膜的侧端。
6.根据权利要求1所述的压电薄膜传感器的制备方法，其特征在于：所述压电薄膜为PQ50压电薄膜。
7.根据权利要求1所述的压电薄膜传感器的制备方法，其特征在于：所述压电薄膜为PVDF压电薄膜。
8.根据权利要求1所述的压电薄膜传感器的制备方法，其特征在于：通过激光机对所述PET膜和所述压电薄膜进行切割处理以形成所述压电薄膜传感器的外形。
9.根据权利要求1～8任一项所述的压电薄膜传感器的制备方法，其特征在于：所述导电胶为异方性导电胶。
10.一种压电薄膜传感器，其特征在于：所述压电薄膜传感器根据权利要求1～9任一项所述的压电薄膜传感器的制备方法制备而成。
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|---|---|---|---|---|
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| CN104247459B (zh) * | 2012-04-05 | 2017-07-21 | 株式会社东金 | 压电元件、压电振动模块以及它们的制造方法 |
| JP6269899B2 (ja) * | 2015-05-29 | 2018-01-31 | 株式会社村田製作所 | 圧電フィルムセンサおよび保持状態検出装置 |
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Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2017012189A1 (zh) * | 2015-07-17 | 2017-01-26 | 苏州诺菲纳米科技有限公司 | 触控传感器及其制备方法及具有触控传感器的显示器件 |
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