CN110579295A - 压力传感器及其制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种压力传感器，包括：彼此面对设置的第一电极板和第二电极板，第一电极板具有面向第二电极板的导电电极，第二电极板的面向第一电极板的表面是第一导电粗糙面；设置于第一电极板与第二电极板之间的中间层；其中，导电电极和第一导电粗糙面在承受的检测压力大于零点压力时通过所述中间层电接触。本发明还公开了一种压力传感器的制作方法。本发明的压力传感器，第一电极板的导电电极和第二电极板的第一导电粗糙面在承受的检测压力大于零点压力时才会通过中间层实现电接触，在零点压力之下不会引起第一导电粗糙面与导电电极的接触，从而可显著增加压力传感器的灵敏度和动态量程，可满足柔性环境下的使用需求，且可减小不必要的功耗。

Description

压力传感器及其制造方法

技术领域

本发明属于传感器器件技术领域，具体地，涉及一种压力传感器及其制造方法。

背景技术

随着人工皮肤、可穿戴电子设备、健康监护领域的快速发展，可检测和区分细微的压力变化和变形的柔性压力传感器引起了人们的广泛关注。

迄今为止，许多研究人员已经从材料和制造方法方面研究了各种压力传感器的工作原理和特性，如压阻式、压电式和摩擦式传感器，以及电容和电阻传感器。压阻传感器通常用于微机电系统，需要稳定的性能和较宽的测量范围。而压电传感器则是通常用于测量高动态力。压电和摩擦电传感器的测量范围虽然都很广，但结构复杂。

与其他类型的压力传感器相比，电阻式传感器结构简单，灵敏度高，工作温度低。但是在实际使用中，由于压力传感器通常用作无源器件，在很多情况下，微小的形变已经超过了器件的线性范围，无法满足柔性环境下的使用需求，且造成待机模式下不必要的功耗(零压力加载条件)。

发明内容

为解决上述现有技术存在的问题，本发明提供了一种包含零点、可满足柔性环境使用需求的压力传感器及其制作方法。

为了达到上述发明目的，本发明采用了如下的技术方案：

根据本发明的一方面，提供了一种压力传感器，所述压力传感器包括：

彼此面对设置的第一电极板和第二电极板，所述第一电极板具有面向所述第二电极板的导电电极，所述第二电极板的面向所述第一电极板的表面是第一导电粗糙面；

设置于所述第一电极板与所述第二电极板之间的中间层；

其中，所述导电电极和所述第一导电粗糙面31在承受的检测压力大于零点压力时通过所述中间层电接触。

进一步地，所述中间层包括中间层本体以及多个贯穿所述中间层本体的通孔，所述通孔与所述导电电极相对设置以暴露所述导电电极；所述中间层不具有导电性。

进一步地，所述通孔的横截面为圆形，所述多个通孔阵列排布。

进一步地，所述导电电极的面向所述第二电极板的表面是第二导电粗糙面。

进一步地，所述第一导电粗糙面31和/或所述第二导电粗糙面的表面粗糙为50～200nm。

进一步地，所述导电电极为叉指电极；所述叉指电极包括多个交叉设置的子电极，所述子电极的长度为8～10mm、宽度为100～180um，相邻两个子电极的中心间距为380～400um。

进一步地，所述第一导电粗糙面采用复合型导电高分子材料制成。

进一步地，所述中间层本体采用聚酰亚胺或者聚二甲基硅氧烷制成；

和/或所述第一导电粗糙面采用聚二甲基硅氧烷/导电碳黑混合膜制成；

和/或所述导电电极的材料采用经过石墨化处理后的聚酰亚胺或者聚二甲基硅氧烷制成。

根据本发明的另一方面，还提供了一种上述的压力传感器的制作方法，其特征在于，所述制作方法包括：

制备第一电极板；其中，第一电极板的其中一表面上具有导电电极；

制备中间层；

制备第二电极板；其中，第二电极板的其中一表面为第一导电粗糙面31；

在导电电极上依次放置中间层、第二电极板；按照放置顺序将第一电极板、中间层、第二电极板进行封装以形成压力传感器，其中，封装之后，导电电极和第一导电粗糙面31在承受的检测压力大于零点压力时通过所述中间层电接触。

进一步地，所述制备第一电极板的方法包括：

提供第一衬底，

应用激光诱导使第一衬底的其中一表面上的部分进行石墨化处理，第二衬底的其中一表面上的部分经过石墨化处理后形成导电电极。

进一步地，所述制备中间层的方法包括：

提供第二衬底，采用激光对第一衬底进行刻蚀以形成中间层本体以及多个贯穿中间层本体的通孔。

本发明的有益效果：本发明的压力传感器，第一电极板的导电电极和第二电极板的第一导电粗糙面在承受的检测压力大于零点压力时才会通过中间层实现电接触，在一定压力下，第一导电粗糙面与导电电极的接触可分为：不接触、点接触和面接触，在零点压力之下不会引起第一导电粗糙面与导电电极的接触，从而可显著增加压力传感器的灵敏度和动态量程，可满足柔性环境下的使用需求，且可减小待机模式下的不必要的功耗。

附图说明

通过结合附图进行的以下描述，本发明的实施例的上述和其它方面、特点和优点将变得更加清楚，附图中：

图1是根据本发明的实施例的压力传感器的结构示意图；

图2是根据本发明的实施例的中间层的俯视图；

图3是根据本发明的实施例的第一电极板的俯视图；

图4是根据本发明的实施例的导电电极的Raman测试图；

图5是根据本发明的实施例的第一导电粗糙面的AFM测试图一；

图6是根据本发明的实施例的第一导电粗糙面的AFM测试图二；

图7是根据本发明的实施例的压力传感器响应和恢复时间测试图；

图8是根据本发明的实施例的压力传感器的灵敏度测试图；

图9是根据本发明的实施例的压力传感器的制作方法。

图中，10、第一电极板，11、导电电极，111、第二导电粗糙面；20、中间层，21、中间层本体，22、通孔；30、第二电极板，31、第一导电粗糙面31。

具体实施方式

以下，将参照附图来详细描述本发明的实施例。然而，可以以许多不同的形式来实施本发明，并且本发明不应该被解释为限制于这里阐述的具体实施例。相反，提供这些实施例是为了解释本发明的原理及其实际应用，从而使本领域的其他技术人员能够理解本发明的各种实施例和适合于特定预期应用的各种修改。在附图中，为了清楚起见，可以夸大元件的形状和尺寸，并且相同的标号将始终被用于表示相同或相似的元件。

将理解的是，尽管在这里可使用术语“第一”、“第二”等来描述各种元件，但是这些元件不应受这些术语的限制。这些术语仅用于将一个元件与另一个元件区分开来。

为了使本揭示的内容更加详尽与完备，下文针对本发明的实施方式与具体实施例提出了说明性的描述；但这并非实施例或运用本发明具体实施例的唯一形式。实施方式中涵盖了多个具体实施例的特征以及用以建构与操作这些具体实施例的特征以及用以建构与操作这些具体实施例的方法步骤与其顺序。然而，亦可利用其它具体实施例来达成相同或均等的功能与步骤顺序。

基于现有技术的压力传感器在微小的形变时已经超过了器件的线性范围，无法满足柔性环境下的使用需求，还会造成待机模式下的不必要的功耗。为此，本发明提供了全新结构的压力传感器。

图1是根据本发明的实施例的压力传感器的结构示意图。

参照图1所示，本发明的实施例提供了一种压力传感器，其包括彼此面对设置的第一电极板10和第二电极板20以及设置于第一电极板10和第二电极板20之间的中间层20。其中，第一电极板10具有面向第二电极板20的导电电极11，第二电极板20的面向第一电极板10的表面是第一导电粗糙面31，导电电极11和第一导电粗糙面31在压力传感器承受的检测压力大于零点压力时通过中间层20进行电接触。

如此，第一电极板10的导电电极11和第二电极板20的第一导电粗糙面31在压力传感器承受的检测压力大于零点压力时才会通过中间层20实现电接触，在一定压力下，第一导电粗糙面31与导电电极11的接触可分为：不接触、点接触和面接触，在零点压力之下不会引起第一导电粗糙面31与导电电极11的接触，从而可显著增加压力传感器的灵敏度和动态量程，可满足柔性环境下的使用需求，且可减小待机模式下的不必要的功耗。

图2是根据本发明的实施例的中间层20的俯视图。

参照图2所示，作为本发明的一种实施方式，中间层20包括中间层本体21以及多个贯穿中间层本体21的通孔22。通孔22与导电电极11相对设置以暴露导电电极11且中间层20不具有导电性。

如此，在压力传感器受到压力时，导电电极11与第一导电粗糙面31不会立刻接触，随着承受压力的增大，第一导电粗糙面31与中间层20的接触由点接触变成点饱和，再面接触、面饱和，中间层20也由于压力的增加挤压变形。当压力传感器承受的压力大于零点压力时，第一导电粗糙面31的局部通过通孔22与通孔22相对的导电电极11接触，从而开始产生检测电流。从而压力传感器在零压和较小压力小，导电电极11和第一导电粗糙面31没有发生接触，可以达到无功率损耗。

优选地，通孔22的截面为圆形且多个通孔22呈阵列排布。可以理解的是通孔22的形状设计可以根据实际设计需要进行设计，在其他实施方式中，通孔22的截面也可为矩形、三角形等其他图形，本发明对此不作限制。

改变中间层本体21的厚度和通孔22的形状、大小和数量可以调节零度压力的大小，从而适应不同使用环境的要求，具有较强的实用意义。

优选地，中间层本体21的厚度为50～75um。通孔22的截面为圆形，圆心间距优选为1.5～2mm，半径为0.5～0.75mm。

优选地，中间层20采用聚酰亚胺制成或聚二甲基硅氧烷，但本发明对此不作限制。

图3是根据本发明的实施例的第一电极板10的俯视图。

参照图3所示，第一电极板10具有导电电极11，作为本发明的一种实施方式，导电电极11为叉指电极。叉指电极包括多个交叉设置的子电极。子电极的间距不宜过窄，不然不利于加工，例如在激光划线加工叉指电极的过程中，过窄的叉指电极会导致子电极之间容易被连通。叉指电极的子电极间距也不宜过宽，不然会降低压力传感器的灵敏度。优选地，子电极的长度为8～10mm、宽度为100～180um，相邻两个子电极的中心间距为380～400um。

优选地，第一电极板10采用聚酰亚胺或者聚二甲硅氧烷制成。

图4是根据本发明的实施例的导电电极11的Raman测试图。

参照图4所示，进一步地，为了简化制造工艺，导电电极11是通过将第一电极板10上的局部经过石墨化处理后得到的聚酰亚胺或者聚二甲硅氧烷制成。通过石墨化处理后的聚酰亚胺或者聚二甲硅氧烷具有导电性。由图4中可以看出，经过石墨化处理后，导电电极区域的分子式发生改变，从而具有导电性。优选地，采用激光诱导聚酰亚胺或者聚二甲硅氧烷进行石墨化。

为了进一步增加压力传感器的零点的可调整性，作为本发明的一种实施方式，导电电极11的面向中间层20的表面为第二导电粗糙面111。如此，导电电极11与第一导电粗糙面31接触时，首先是点点接触、点饱和、再面接触，增加了压力传感器调整的灵活性。优选地，第二导电粗糙面111的表面粗糙度为50-200nm。

作为本发明的一种实施方式，第二电极板20采用复合型导电高分子材料制成，从而第一导电粗糙面31采用复合型导电高分子材料制成。研究表明，复合型导电高分子材料存在渗流现象，即材料的电导率不是随导电粒子的体积分数成正比例地增加，而是当导电粒子的体积分数增大到某一临界值时，其导电率突然增加，变化幅度可到10个数量级。这种现象被称为导电渗流现象，相应的导电粒子体积分数的临界值称为渗流阈值。也就是说，由于渗流效应，当压力传感器承受的压力较小时，第一导电粗糙面31与导电电极11没有接触，或者局部接触，因此，第一导电粗糙面31的导电率较小，检测电流较小。当压力传感器承受的压力大于零度压力时，第一导电粗糙面31与导电电极11接触，随着压力的增大，采用复合型导电高分子材料的第一导电粗糙面31由于渗流效应，导电率增大，检测电流也随之增大。因此在较小压力小，压力传感器的检测电流较小，随着压力的增大，压力传感器的检测电流迅速增大。

优选地，第二电极板20采用聚二甲硅氧烷/碳黑混合膜制成，聚二甲硅氧烷/碳黑混合膜是具有一定弹性的导电体。但本发明对此不作限制，例如，第二电极板20还可以采用聚二甲硅乙烷里掺杂银纳米线或者碳纳米管的材料制成。从而第一导电粗糙面31由聚二甲硅氧烷/碳黑混合膜制成或者采用聚二甲硅乙烷里掺杂银纳米线或者碳纳米管的材料制成。第二电极板20还可以采用其他合适的复合型导电高分子材料制成。

图5是根据本发明的实施例的第一导电粗糙面的AFM测试图一。图6是根据本发明的实施例的第一导电粗糙面的AFM测试图二。

图5、图6示出了采用聚二甲硅氧烷/碳黑混合膜制成的第一导电粗糙面31的AFM测试图。图中可以看出第一导电粗糙面31呈凹凸状，从而与导电电极11接触时先是点接触，随着承受压力的增大再逐步转换为面接触。优选地，第一导电粗糙面31的表面粗糙度为50～200nm。

为了便于压力传感器的封装，第二电极板20的厚度优选为1～2mm。

图7是根据本发明的实施例的压力传感器响应和恢复时间测试图。图8是根据本发明的实施例的压力传感器的灵敏度测试图。

参照图7、图8所示，在承受的压力为0.92kPa以下时，检测电流为零。在承受的压力在0.92kPa～20kPa时，检测电流随承受的压力的增加缓慢增加。在承受的压力大于20kPa时，检测电流随承受的压力的增加迅速增加。

本发明的压力传感器，第一电极板的导电电极和第二电极板的第一导电粗糙面31在承受的检测压力大于零点压力时才会通过中间层实现电接触，在一定压力下，第一导电粗糙面31与导电电极的接触可分为：不接触、点接触和面接触，在零点压力之下不会引起第一导电粗糙面31与导电电极的接触，从而可显著增加压力传感器的灵敏度和动态量程，可满足柔性环境下的使用需求，且可减小待机模式下的不必要的功耗。

图9是根据本发明的实施例的压力传感器的制作方法。

以下将参照图9对本发明的上述压力传感器的制作方法进行详细的阐述。

在步骤S1中，制备第一电极板10，其中，第一电极板10的其中一表面上具有导电电极11。优选地，首先提供一第一衬底，应用激光诱导使第一衬底的其中一表面上的部分进行石墨化处理，第二衬底的其中一表面上的部分经过石墨化处理后形成导电电极11。优选地，通过激光诱导使第二衬底的其中一表面上的部分经过石墨化处理后形成导电电极11。

优选地，激光为波长为532nm的脉冲激光，光斑直径为100～200um，功率为30～60W/mm²，扫描速度为20～200mm/s。

在步骤S2中，需要制备中间层20。优选地，提供第二衬底，应用激光在第二衬底上刻蚀多个通孔22，从而形成中间层本体21以及多个贯穿中间层本体21的通孔22。

优选地，激光为波长为532nm的脉冲激光，光斑直径为100～200um，功率为30～60W/mm²，扫描速度为20～200mm/s。

在步骤S3中，需要制备第二电极板20，其中，第二电极板20的其中一表面为第一导电粗糙面31。

在步骤S4中，在导电电极11上依次放置中间层20、第二电极板20，且按照放置顺序将第一电极板10、中间层20、第二电极板20进行封装以形成压力传感器。其中，封装之后，导电电极11和第一导电粗糙面31在承受的检测压力大于零度压力时通过中间层20电接触。优选地，可采用聚四氟乙烯进行封装。

下面将结合具体的例子对压力传感器的制作方法进行详细阐述。

在步骤S1，制备第一电极板10。其中，第一电极板10的其中一表面上具有导电电极11。

本实施例中，提供第一衬底，第一衬底的材料采用聚酰亚胺膜。叉指电极是通过激光诱导聚酰亚胺石墨化形成。具体如下：

具体地，在本实施例中采用规格为长5cm×宽5cm×厚2mm的第一玻璃基底，依次用去污粉、乙醇、去离子水超声清洗后再用氮气枪将其吹干，然后放入烘箱80℃烘干，备用。

将聚酰胺酸溶液放在真空干燥箱中，除去混合液中的气泡。将上述的溶液用旋涂仪旋涂在第一玻璃基板上，然后置于流延加热台上蒸发溶剂后放入烘箱进行热亚胺化，获得第一衬底。然后利用激光划线技术诱导聚酰亚胺石墨化制备叉指电极，最终得到第一电极板10。

具体地，在装配有搅拌器、温度计和氮气通入口的三口烧瓶中，取均3.5312g(8.445mmol)苯四甲酸二酐溶解于50ml的极性非质子溶剂中，搅拌使溶液澄清。然后向该溶液中一次性加入3.7541g(8.445mmol)4，4′-二氨基二苯醚，搅拌使之完全溶解后在氮气保护环境下继续反应24小时，调节溶剂的用量，得到按重量比的固含量为11wt％透明粘稠的聚酰胺酸溶液。

将其放入干燥箱中常温下抽至真空放置10min左右，除去溶液中的气泡。随后用涂布仪将该混合溶液涂覆在洁净的第一玻璃基板上，然后放置在水平流延加热台上，从室温逐渐升至60℃后，保持两小时。将该涂有聚酰胺酸溶液的第一玻璃基板放置在带有氮气保护的真空干燥箱中抽真空，抽至箱内压强为80Pa，然后充入氮气至大气压，按照如下程序进行升温：80℃1hr，120℃1hr，150℃1hr，200℃1hr，250℃1hr，300℃1hr,370℃1hr。待温度降至室温后取出玻璃板置于温水中脱模，然后将该聚酰亚胺薄膜置于100℃干燥箱中干燥2小时，最终得到厚度为125um的第一衬底。

用激光划线技术在第一衬底上诱导石墨化形成具有高粗糙度的叉指电极。在本实施例中，激光为波长为532nm的脉冲激光，光斑直径为200um，功率为50W/mm²，扫描速度为70mm/s。得到的叉指电极中，每一子电极的长度为9mm，宽度为150um，相邻两个子电极的中心间距为390um，由此获得第一电极板10。

在步骤S2中，需要具备中间层20。该步骤具体包括：

需要说明的是本实施例中，中间层20的材料选择为聚酰亚胺膜，并且是通过激光划线技术形成相应的贯穿通孔22。具体如下：

首先依次用去污粉、乙醇、去离子水超声清洗完第二玻璃基底(或者其他刚性基底)后用氮气枪将其吹干。

具体地，本实施例中采用规格为长5cm×宽5cm×厚2mm的第二玻璃基底，依次用去污粉、乙醇、去离子水超声清洗后再用氮气枪将其吹干，然后放入烘箱80℃烘干，备用。

将聚酰胺酸溶液放在真空干燥箱中，除去溶液中的气泡；将上述的溶液用旋涂仪旋涂在玻璃上，然后置于流延加热台上蒸发溶剂后放入烘箱进行热亚胺化，最终获得中间层20材料。

具体地，在装配有搅拌器、温度计和氮气通入口的三口烧瓶中，取3.5312g(8.445mmol)均苯四甲酸二酐溶解于50ml的极性非质子溶剂中，搅拌使溶液澄清。然后向该溶液中一次性加入3.7541g(8.445mmol)4，4`-二氨基二苯醚,搅拌使之完全溶解后在氮气保护环境下继续反应24小时。调节溶剂的用量，得到按重量比的固含量为11wt％透明粘稠的聚酰胺酸溶液。将其放入干燥箱中常温下抽至真空放置10min左右，除去溶液中的气泡。随后用涂布仪将该混合溶液涂覆在洁净的第二玻璃基板上，然后放置在水平流延加热台上，从室温逐渐升至60℃后，保持两小时。将该涂有聚酰胺酸溶液的第二玻璃基板放置在带有氮气保护的真空干燥箱中抽真空，抽至箱内压强为80Pa，然后充入氮气至大气压，按照如下程序进行升温：80℃1hr，120℃1hr，150℃1hr，200℃1hr，250℃1hr，300℃1hr,370℃1hr。待温度降至室温后取出第二玻璃基板置于温水中脱模，然后将该聚酰亚胺薄膜置于100℃干燥箱中干燥2小时，最终得到厚度为50um的第二衬底。

所述第二衬底的厚度为50um，用激光划线技术在聚酰亚胺膜上划出通孔22。本实施例中，激光为波长为532nm的脉冲激光，光斑直径为200um，功率为50W/mm2，扫描速度为30mm/s，通孔22的截面为圆形，圆心间距为2mm，半径为0.5mm。由此制备获得中间层本体21和多个贯穿中间层本体21的通孔22。

在步骤S3中，需要制备第二电极板20。该步骤具体包括：

本实施例中，所述第三衬底的材料选择为PDMS/CB混合膜。具体如下：

首先依次用去污粉、乙醇、去离子水超声清洗完第三玻璃基底(或者其他刚性基底)后用氮气枪将其吹干。

具体地，本实施例中采用规格为长5cm×宽5cm×厚2mm的第三玻璃基底，依次用去污粉、乙醇、去离子水超声清洗后再用氮气枪将其吹干，然后放入烘箱80℃烘干。

具体地，本实施例中第三玻璃基底的规格为长5cm×宽5cm×厚2mm，依次用去污粉、乙醇、去离子水超声清洗后再用氮气枪将其吹干，然后放入烘箱80℃烘干。

将聚二甲基硅氧烷前驱物与导电碳黑混合搅拌，搅拌均匀后加入固化剂，继续搅拌获得混合液；将混合液放在真空干燥箱中，除去混合液中的气泡；将上述的混合液用旋涂仪旋涂在烘干的玻璃板上，然后置于加热台上加热，获得聚二甲基硅氧烷/导电碳黑混合膜。

具体地，聚二甲基硅氧烷前驱物和导电碳黑分别加入烧瓶，机械搅拌器搅拌均匀后加入固化剂，固化剂与聚二甲基硅氧烷前驱物的重量比可以选择为1:9～11，优选为1:10。加入固化剂后继续搅拌15min左右；然后将上述混合溶液在真空干燥箱放置时间可以选择为30min左右；上述旋涂速率可以选择为400r/min，时间可以选择为30s；上述加热固化的温度可以选择为75～85℃，加热固化的时间可以选择2～3h。

本实施例中，使用电子天平准确称量25g聚二甲基硅氧烷前驱物、1.2g导电碳黑于50ml烧杯中，机械搅拌器搅拌至溶液均匀。加入2.5g固化剂并继续搅拌15min，最后再将其放入干燥箱中常温下抽至真空放置30min左右，直至肉眼不再能观察到溶液中有气泡存在即可。随后以上述随后以上述光刻胶膜板为衬底在匀胶机下以400r/min旋涂速度旋涂30s上述混合液，并于空气中静置十分钟后在80℃下加热固化2小时，由此在玻璃上制备获得聚二甲基硅氧烷/导电碳黑混合膜。

将制备形成有聚二甲基硅氧烷/导电碳黑混合膜的玻璃基底放置于超声清洗机中清洗10min左右，从而使得聚二甲基硅氧烷/导电碳黑混合膜从第三玻璃基底上剥离，剥离出的聚二甲基硅氧烷/导电碳黑混合膜干燥后即为第二电极板20，非接触玻璃的一面为第一导电粗糙面31。

第二电极板20的厚度为1.5mm，第一导电粗糙面31的粗糙度为50～100nm。

在步骤S4中，将第二电极板20叠层设置在中间层20上。然后将中间层20的另一面设置在第一电极板10上。其中，第二电极板20的第一导电粗糙面31与中间层20、叉指电极的第二导电粗糙面111与中间层20的另一面均相互抵触连接。并在第一电极板10焊接出电极引线(通常使用铜导线)，最后用PTFE胶带分别包裹在上下电极板外侧，最后将器件包裹固定在胶带之中，获得如图1所示的压力传感器，由此获得高稳定性、响应时间快、制备工艺简单的压力传感器件，在人工智能、电子皮肤等领域有相当广阔的应用前景。

综上所述，如上实施例提供的压力传感器，其中第一电极板10的叉指电极表面为第二导电粗糙面111，第二电极板20的表面为第一导电粗糙面31。第一导电粗糙面31与第二导电粗糙面111在一定压力下的接触可分为三个过程：依次是不接触、点接触、面接触。而且第二电极板20采用复合型导电高分子材料，复合型导电高分子材料具有渗流效应。在轻微压力条件下不会引起电极之间的接触，而在一定压力之后，低量程范围内外界压力的轻微改变将会导致接触点的迅速增加，从而可显著增加该压力传感器件的灵敏度和动态量程，并且也能够保持器件循环的稳定性。可以通过调节中间层20的厚度及通孔22的大小适应不同使用环境的要求，较传统柔性压力传感器更具有实用意义。另外，该压力传感器的结构简单、其制备工艺简单，而且可做成多种形状，成本较低，易于大规模生产。

虽然已经参照特定实施例示出并描述了本发明，但是本领域的技术人员将理解：在不脱离由权利要求及其等同物限定的本发明的精神和范围的情况下，可在此进行形式和细节上的各种变化。

Claims (11)

1.一种压力传感器，其特征在于，所述压力传感器包括：

彼此面对设置的第一电极板和第二电极板，所述第一电极板具有面向所述第二电极板的导电电极，所述第二电极板的面向所述第一电极板的表面是第一导电粗糙面；

设置于所述第一电极板与所述第二电极板之间的中间层；

其中，所述导电电极和所述第一导电粗糙面在承受的检测压力大于零点压力时通过所述中间层电接触。

2.根据权利要求1所述的压力传感器，其特征在于，所述中间层包括中间层本体以及多个贯穿所述中间层本体的通孔，所述通孔与所述导电电极相对设置以暴露所述导电电极；所述中间层不具有导电性。

3.根据权利要求2所述的压力传感器，其特征在于，所述通孔的横截面为圆形，所述多个通孔阵列排布。

4.根据权利要求1所述的压力传感器，其特征在于，所述导电电极的面向所述第二电极板的表面是第二导电粗糙面。

5.根据权利要求4所述的压力传感器，其特征在于，所述第一导电粗糙面31和/或所述第二导电粗糙面的表面粗糙为50～200nm。

6.根据权利要求1所述的压力传感器，其特征在于，所述导电电极为叉指电极；所述叉指电极包括多个交叉设置的子电极，所述子电极的长度为8～10mm、宽度为100～180um，相邻两个子电极的中心间距为380～400um。

7.根据权利要求1所述的压力传感器，其特征在于，所述第一导电粗糙面采用复合型导电高分子材料制成。

8.根据权利要求1所述的压力传感器，其特征在于，

所述中间层本体采用聚酰亚胺或者聚二甲基硅氧烷制成；

和/或所述第一导电粗糙面采用聚二甲基硅氧烷/导电碳黑混合膜制成；

和/或所述导电电极的材料采用经过石墨化处理后的聚酰亚胺或者聚二甲基硅氧烷制成。

9.一种权利要求1至8任一项所述的压力传感器的制作方法，其特征在于，所述制作方法包括：

制备第一电极板；其中，第一电极板的其中一表面上具有导电电极；

制备中间层；

制备第二电极板；其中，第二电极板的其中一表面为第一导电粗糙面31；

在导电电极上依次放置中间层、第二电极板；按照放置顺序将第一电极板、中间层、第二电极板进行封装以形成压力传感器，其中，封装之后，导电电极和第一导电粗糙面在承受的检测压力大于零点压力时通过所述中间层电接触。

10.根据权利要求9所述的制作方法，其特征在于，所述制备第一电极板的方法包括：

提供第一衬底，

应用激光诱导使第一衬底的其中一表面上的部分进行石墨化处理，第二衬底的其中一表面上的部分经过石墨化处理后形成导电电极。

11.根据权利要求9所述的制作方法，其特征在于，所述制备中间层的方法包括：

提供第二衬底，采用激光对第一衬底进行刻蚀以形成中间层本体以及多个贯穿中间层本体的通孔。