CN114923608B - 测力薄膜传感器、牙齿矫正器及制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种测力薄膜传感器、牙齿矫正器及制备方法。测力薄膜传感器包括依次顺序层叠连接的基底、绝缘层、镍基碳膜电阻栅层及保护层，镍基碳膜电阻栅层连接有第一电极与第二电极。测力薄膜传感器的制备方法，包括如下步骤：对基底清洁干燥处理；在基底上制备绝缘层；在绝缘层上制备镍基碳膜电阻栅层，制备与镍基碳膜电阻栅层连接的第一电极与第二电极；在镍基碳膜电阻栅层上制备保护层。牙齿矫正器包括矫正器本体、导引线以及测力薄膜传感器，测力薄膜传感器设置于矫正器本体的内侧壁，第一电极、第二电极分别连接有导引线。本发明的测力薄膜传感器能够降低金属薄膜的电阻温度漂移系数，降低测量误差，提高矫正力大小的测量精度。
Description
技术领域
本发明涉及医疗器械、牙科技术领域，特别是涉及一种测力薄膜传感器、测力薄膜传感器的制备方法、牙齿矫正器以及牙齿矫正器的制备方法。
背景技术
牙齿健康、美观已越来越受到不同年龄阶段的人们关注，并通过各种方法来矫正牙齿也即正畸。传统牙齿正畸方法是使用矫正器如正畸托槽，这种矫正方式存在的问题是医生根据临床经验决定矫正器对牙齿的矫正力大小，如此会对牙齿过渡矫正引起疼痛、不适。由于个体特征差异大，矫正力大小不精准，导致施加在牙齿上的力太大时患者疼痛，导致施加在牙齿上的力太小时矫正效果差。
基于此，已出现通过金属薄膜传感器置于矫正器内部以实时监测矫正力大小。而现有的金属薄膜传感器电阻温度系数较高，灵敏度系数较低，因此在使用时，实时监测矫正力大小精准度低。
发明内容
基于此，有必要针对传统的金属薄膜传感器电阻温度系数较高，灵敏度系数较低，在使用时实时监测矫正力大小精准度低的问题，提供一种测力薄膜传感器。本发明的测力薄膜传感器能够能够大幅提高实时监测矫正力大小的精准度。
一种测力薄膜传感器，包括依次顺序层叠连接的基底、绝缘层、镍基碳膜电阻栅层以及保护层，所述镍基碳膜电阻栅层连接有第一电极与第二电极。
在其中一些实施例中，所述基底为柔性薄膜材料制备而成的柔性基底。
在其中一些实施例中，所述柔性薄膜材料包括但不限于聚酰亚胺以及PET。
在其中一些实施例中，所述基底的厚度为0.003～0.01mm；
和/或，所述基底的表面粗糙度不大于200nm。
在其中一些实施例中，所述绝缘层包括依次顺序层叠连接的第一绝缘子层、第二绝缘子层以及第三绝缘子层，所述第一绝缘子层为Al2O3层，所述第二绝缘子层为Si3N4层，所述第三绝缘子层为Al2O3层。
在其中一些实施例中，所述第一绝缘子层厚度为0.5μm～3μm；
和/或，所述第二绝缘子层厚度为0.5μm～3μm；
和/或，所述第三绝缘子层厚度为0.5μm～3μm。
在其中一些实施例中，所述保护层包括依次顺序层叠连接的第一保护子层、第二保护子层以及第三保护层，所述第一保护子层为Al2O3层，所述第二保护子层为Si3N4层，所述第三保护子层为Al2O3层。
在其中一些实施例中，所述第一保护子层厚度为0.5μm～3μm；
和/或，所述第二保护子层厚度为0.5μm～3μm；
和/或，所述第三保护子层厚度为0.5μm～3μm。
在其中一些实施例中，所述第一电极为薄膜电极，所述第一电极的长度为1～3mm，宽度为1～3mm；
和/或，所述第二电极为薄膜电极，所述第二电极的长度为1～3mm，宽度为1～3mm。
本发明的另一目的还在于提供一种测力薄膜传感器的制备方法。
一种所述的测力薄膜传感器的制备方法，包括如下步骤：
对基底清洁干燥处理；
在所述基底上制备绝缘层；
在所述绝缘层上制备镍基碳膜电阻栅层，制备与所述镍基碳膜电阻栅层连接的第一电极与第二电极；
在所述镍基碳膜电阻栅层上制备保护层。
在其中一些实施例中，在所述基底上制备绝缘层具体包括如下步骤：
通过化学气相沉积方法或者物理气相沉积方法在所述基底上依次制备Al2O3层、Si3N4层与Al2O3层，形成所述绝缘层。
在其中一些实施例中，在所述绝缘层上制备镍基碳膜电阻栅层具体包括如下：
通过物理气相沉积方法在所述绝缘层的最外层的Al2O3层上制备镍基无定型碳薄膜，再通过光刻工艺成形、激光成形或硬质掩膜版成形的方法在所述备镍基无定型碳薄膜上形成电阻栅图案，形成所述镍基碳膜电阻栅层。
在其中一些实施例中，在所述绝缘层的最外层的Al2O3层上制备镍基无定型碳薄膜具体包括如下步骤：
将表面制备有所述绝缘层的所述基底置入物理气相沉积设备的反应腔内，选择镍靶材以及石墨靶材，其中，镍靶材通过直流磁通溅射，功率为30～60W，保护氛围气体为氩气，流量10sccm～70sccm；石墨靶材通过射频磁控溅射，功率500W～1500W，基底偏置电压800V～1500V，制备方法为间歇式制备，每次持续时间1min～10min，间隔时间10min～60min，总计生长时间60min～600min。
在其中一些实施例中，所述镍基无定型碳薄膜的厚度为200nm～800nm。
在其中一些实施例中，在所述镍基碳膜电阻栅层上制备保护层具体包括如下步骤：
通过化学气相沉积方法在所述镍基碳膜电阻栅层上依次制备Al2O3层、Si3N4层与Al2O3层，形成所述保护层。
本发明的另一目的还在于提供一种牙齿矫正器。
一种牙齿矫正器，包括矫正器本体、导引线以及所述的测力薄膜传感器，或者所述的制备方法制备得到的测力薄膜传感器，并使得所述测力薄膜传感器嵌设于所述矫正器本体的内侧壁，所述测力薄膜传感器的第一电极、第二电极分别连接有所述导引线。
本发明的另一目的还在于提供一种牙齿矫正器的制备方法。
一种牙齿矫正器的制备方法，包括如下步骤：
将测力薄膜传感器，或者所述的制备方法制备得到的测力薄膜传感器置于矫正器模具中，通过3D打印获得矫正器本体，所述测力薄膜传感器位于所述矫正器本体的内侧壁，对所述测力薄膜传感器于所述矫正器本体压膜成型、抛光。
上述的测力薄膜传感器，通过设置镍基碳膜电阻栅层，能够极大降低金属薄膜的电阻温度漂移系数，在金属内结合无定型碳后，电阻温度系数可随着随着碳含量的增加逐渐降低，从而降低测量误差，提高矫正器对牙齿的矫正力大小的测量精度。进一步地，本发明的测力薄膜传感器设置镍基碳膜电阻栅层使得传感器的应变灵敏度有较大提升。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单的介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对本领域技术人员来说，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
为了更完整地理解本申请及其有益效果，下面将结合附图来进行说明。其中，在下面的描述中相同的附图标号表示相同部分。
图1为本发明一实施例所述的测力薄膜传感器爆炸图；
图2为本发明一实施例所述的牙齿矫正器示意图；
图3为本发明一实施例所述的牙齿矫正器部分结构示意图。
附图标记说明
10、测力薄膜传感器；100、基底；200、绝缘层；210、第一绝缘子层；220、第二绝缘子层；230、第三绝缘子层；300、镍基碳膜电阻栅层；400、保护层；401、让位通道；410、第一保护子层；420、第二保护子层；430、第三保护子层；20、牙齿矫正器；21、矫正器本体；22、导引线。
具体实施方式
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似改进，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”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至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，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，除非另有明确的限定。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。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“上”、“下”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。
在本发明的描述中，若干的含义是一个以上，多个的含义是两个以上，大于、小于、超过等理解为不包括本数，以上、以下、以内等理解为包括本数。如果有描述到第一、第二只是用于区分技术特征为目的，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或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
本申请实施例提供一种测力薄膜传感器10，以解决传统的金属薄膜传感器电阻温度系数较高，灵敏度系数较低，在使用时实时监测矫正力大小精准度低的问题。以下将结合附图对进行说明。
本申请实施例提供的测力薄膜传感器10，示例性的，请参阅图1所示，图1为本申请实施例提供的测力薄膜传感器10的爆炸图。本申请的测力薄膜传感器10能够用于牙齿矫正器20的矫正力大小实时监测。
为了更清楚的说明测力薄膜传感器10的结构，以下将结合附图对测力薄膜传感器10进行介绍。
示例性的，请参阅图1所示，一种测力薄膜传感器10，包括依次顺序层叠连接的基底100、绝缘层200、镍基碳膜电阻栅层300以及保护层400，镍基碳膜电阻栅层300连接有第一电极与第二电极。进一步地，参见图1所示，保护层400上具有用于为镍基碳膜电阻栅层300让位的让位通道401，当基底100、绝缘层200、镍基碳膜电阻栅层300以及保护层400贴合时，镍基碳膜电阻栅层300能够位于让位通道401中，其中，让位通道401的形状、尺寸与镍基碳膜电阻栅层300的形状、尺寸分别适配。第一电极与第二电极在附图中未示出。
在其中一些实施例中，基底100为柔性薄膜材料制备而成的柔性基底100。
在其中一些实施例中，柔性薄膜材料包括但不限于聚酰亚胺以及PET(聚对苯二甲酸乙二醇酯)。
在其中一些实施例中，基底100的厚度为0.003～0.01mm。例如，在其中一个具体示例中，基底100的厚度为0.003mm。在另一个具体示例中，基底100的厚度为0.01mm。不难理解，在其他具体示例中，基底100的厚度还可以是0.004mm、0.005mm、0.006mm、0.007mm、0.008mm、0.009mm。
在其中一些实施例中，基底100的表面粗糙度不大于200nm。
在其中一些实施例中，绝缘层200包括依次顺序层叠连接的第一绝缘子层210、第二绝缘子层220以及第三绝缘子层230，第一绝缘子层210为Al2O3层，第二绝缘子层220为Si3N4层，第三绝缘子层230为Al2O3层。在其中一些实施例中，第一绝缘子层210的厚度为0.5μm～3μm。例如，在其中一个具体示例中，第一绝缘子层210的厚度为0.5μm。在另一个具体示例中，第一绝缘子层210的厚度为3μm。不难理解，在其他具体示例中，第一绝缘子层210的厚度还可以是0.6μm、0.7μm、0.8μm、0.9μm、1.0μm、1.2μm、1.5μm、1.8μm、2.1μm、2.2μm、2.4μm、2.6μm、2.8μm、2.9μm或者其他参数。
在其中一些实施例中，第二绝缘子层220的厚度为0.5μm～3μm。例如，在其中一个具体示例中，第二绝缘子层220的厚度为0.5μm。在另一个具体示例中，第二绝缘子层220的厚度为3μm。不难理解，在其他具体示例中，第二绝缘子层220的厚度还可以是0.6μm、0.7μm、0.8μm、0.9μm、1.0μm、1.5μm、1.8μm、2.1μm、2.2μm、2.4μm、2.6μm、2.8μm、2.9μm或者其他参数。
在其中一些实施例中，第三绝缘子层230的厚度为0.5μm～3μm。例如，在其中一个具体示例中，第三绝缘子层230的厚度为0.5μm。在另一个具体示例中，第三绝缘子层230的厚度为3μm。不难理解，在其他具体示例中，第三绝缘子层230的厚度还可以是0.6μm、0.7μm、0.8μm、0.9μm、1.0μm、1.5μm、1.8μm、2.1μm、2.2μm、2.4μm、2.6μm、2.8μm、2.9μm或者其他参数。
在其中一些实施例中，在其中一些实施例中，保护层400包括依次顺序层叠连接的第一保护子层410、第二保护子层420以及第三保护子层430，第一保护子层410为Al2O3层，第二保护子层420为Si3N4层，第三保护子层430为Al2O3层。参加图1所示，第一保护子层410、第二保护子层420以及第三保护子层430上均设置有让位通道401。第一保护子层410上的让位通道401、第二保护子层420上的让位通道401以及第三保护子层430上的让位通道401均一一对应。
在其中一些实施例中，第一保护子层410的厚度为0.5μm～3μm。例如，在其中一个具体示例中，第一保护子层410的厚度为0.5μm。在另一个具体示例中，第一保护子层410的厚度为3μm。不难理解，在其他具体示例中，第一保护子层410的厚度还可以是0.6μm、0.7μm、0.8μm、0.9μm、1.0μm、1.5μm、1.8μm、2.1μm、2.2μm、2.4μm、2.6μm、2.8μm、2.9μm或者其他参数。
在其中一些实施例中，第二保护子层420的厚度为0.5μm～3μm。例如，在其中一个具体示例中，第二保护子层420的厚度为0.5μm。在另一个具体示例中，第二保护子层420的厚度为3μm。不难理解，在其他具体示例中，第二保护子层420的厚度还可以是0.6μm、0.7μm、0.8μm、0.9μm、1.0μm、1.5μm、1.8μm、2.1μm、2.2μm、2.4μm、2.6μm、2.8μm、2.9μm或者其他参数。
在其中一些实施例中，第三保护子层430的厚度为0.5μm～3μm。例如，在其中一个具体示例中，第三保护子层430的厚度为0.5μm。在另一个具体示例中，第三保护子层430的厚度为3μm。不难理解，在其他具体示例中，第三保护子层430的厚度还可以是0.6μm、0.7μm、0.8μm、0.9μm、1.0μm、1.5μm、1.8μm、2.1μm、2.2μm、2.4μm、2.6μm、2.8μm、2.9μm或者其他参数。
在其中一些实施例中，第一电极为薄膜电极，第一电极的长度为1～3mm，宽度为1～3mm。例如，在其中一个具体示例中，第一电极的长度为1mm，宽度为1mm。在另一个具体示例中，第一电极的长度为3mm，宽度为3mm。在另一个具体示例中，第一电极的长度为3mm，宽度为1mm。不难理解，在其他实施例中，第一电极的长度、宽度还可以是其他参数。
在其中一些实施例中，第二电极为薄膜电极，第二电极的长度为1～3mm，宽度为1～3mm。例如，在其中一个具体示例中，第二电极的长度为1mm，宽度为1mm。在另一个具体示例中，第二电极的长度为3mm，宽度为3mm。在另一个具体示例中，第二电极的长度为3mm，宽度为1mm。不难理解，在其他实施例中，第二电极的长度、宽度还可以是其他参数。
上述的测力薄膜传感器10，通过设置镍基碳膜电阻栅层300，能够极大降低金属薄膜的电阻温度漂移系数，在金属内结合无定型碳后，电阻温度系数可随着随着碳含量的增加逐渐降低，从而降低测量误差，提高矫正器对牙齿的矫正力大小的测量精度。进一步地，本发明的测力薄膜传感器10设置镍基碳膜电阻栅层300使得传感器的应变灵敏度有较大提升。更进一步地，测力薄膜传感器10的绝缘层200与保护层400有效包裹测力薄膜传感器10，测力薄膜传感器10嵌入矫正器主体内部，使得测力薄膜传感器10耐用于口腔环境，且对牙齿口腔环境几乎没有影响。
本发明一实施例还提供了一种测力薄膜传感器10的制备方法。
一种测力薄膜传感器10的制备方法，包括如下步骤：
S1、对基底100清洁干燥处理。
S2、在基底100上制备绝缘层200。
S3、在绝缘层200上制备镍基碳膜电阻栅层300，制备与镍基碳膜电阻栅层300连接的第一电极与第二电极。
S4、在镍基碳膜电阻栅层300上制备保护层400。
在其中一些实施例中，对基底100清洁干燥处理时，可以采用现有技术中的方法，例如超声波清洁、吹风清洁、烘干等。
在其中一些实施例中，在基底100上制备绝缘层200具体包括如下步骤：
通过化学气相沉积方法(CVD)或者物理气相沉积(PVD)方法在基底100上依次制备Al2O3层、Si3N4层与Al2O3层，形成绝缘层200。
在其中一些实施例中，在绝缘层200上制备镍基碳膜电阻栅层300具体包括如下：
通过物理气相沉积方法在绝缘层200的最外层的Al2O3层上制备镍基无定型碳(NI:a-c)薄膜，再通过光刻工艺成形、激光成形或硬质掩膜版成形的方法在备镍基无定型碳薄膜上形成电阻栅图案，形成镍基碳膜电阻栅层300。
在其中一些实施例中，在绝缘层200的最外层的Al2O3层上制备镍基无定型碳薄膜具体包括如下步骤：
将表面制备有绝缘层200的基底100(也即上述步骤S2得到的中间产品)置入物理气相沉积设备的反应腔内，选择镍靶材以及石墨靶材，其中，镍靶材通过直流磁通溅射，功率为30～60W，保护氛围气体为氩气，流量10sccm～70sccm；石墨靶材通过射频磁控溅射，功率500W～1500W，基底100偏置电压800V～1500V，制备方法为间歇式制备，每次持续时间1min～10min，间隔时间10min～60min，总计生长时间60min～600min。
例如，物理气相沉积时，选择镍靶材以及石墨靶材，其中，镍靶材通过直流磁通溅射，功率为30W，保护氛围气体为氩气，流量10sccm；石墨靶材通过射频磁控溅射，功率500W，基底100偏置电压1500V，制备方法为间歇式制备，每次持续时间1min，间隔时间10min，总计生长时间60min。又如，物理气相沉积时，选择镍靶材以及石墨靶材，其中，镍靶材通过直流磁通溅射，功率为60W，保护氛围气体为氩气，流量70sccm；石墨靶材通过射频磁控溅射，功率51500W，基底100偏置电压800V，制备方法为间歇式制备，每次持续时间10min，间隔时间60min，总计生长时间600min。
在其中一些实施例中，镍基无定型碳薄膜的厚度为200nm～800nm。例如，在其中一个具体示例中，镍基无定型碳薄膜的厚度为200nm。在另一个具体示例中，镍基无定型碳薄膜的厚度为800nm。不难理解，在其他具体示例中，镍基无定型碳薄膜的厚度还可以是250nm、300nm、350nm、400nm、450nm、500nm、550nm、600nm、650nm、700nm、750nm或者其他参数。
在其中一些实施例中，在镍基碳膜电阻栅层300上制备保护层400具体包括如下步骤：
通过化学气相沉积方法在镍基碳膜电阻栅层300上依次制备Al2O3层、Si3N4层与Al2O3层，形成保护层400。
在其中一些实施例中，在第一电极、第二电极处通过粘接或焊接导引线22，使用导引线22键合设备或焊料焊接，或者使用导电银浆固化导引线22。
本发明一实施例还提供了一种牙齿矫正器20。
请参阅图2所示，图2为本申请实施例提供的牙齿矫正器20示意图。一种牙齿矫正器20，包括矫正器本体21、导引线22以及的测力薄膜传感器10，或者的制备方法制备得到的测力薄膜传感器10，测力薄膜传感器10设置于矫正器本体21的内侧壁，测力薄膜传感器10的第一电极、第二电极分别连接有导引线22。导引线22延伸至矫正器本体21的外部。
本发明一实施例还提供了一种牙齿矫正器20的制备方法。
上述的牙齿矫正器20在制备时，包括如下步骤：
步骤1：将测力薄膜传感器10，或者的制备方法制备得到的测力薄膜传感器10置于矫正器模具中，当测力薄膜传感器10呈长条形时，则测力薄膜传感器10的长轴方向与矫正器模具中牙齿模型的竖直方向一致。
步骤2：通过3D树脂打印机打印获得矫正器本体21，并使得测力薄膜传感器10嵌设于矫正器本体21的内侧壁(请参阅图3所示，图3为本申请实施例提供的牙齿矫正器20部分结构示意图)，对测力薄膜传感器10于矫正器本体21采用压膜机压膜成型，再采用抛光机抛光。测力薄膜传感器10的导引线22延伸至牙齿矫正器20的外部。
测力薄膜传感器10通过导引线22与外接电源、信号接收与处理电路以及PC终端计算机连接。
上述的牙齿矫正器20在使用测试过程中，牙齿矫正器20受到外力时产生形变，进而引起测力薄膜传感器10的应变，导致其薄膜电阻发生变化，由于薄膜电阻的变化量与外力呈一定比例关系，因此通过测量薄膜电阻变化量进而获取外力大小，可实现将被测物(牙齿)表面的应变、应力转化为电信号，从而在PC终端计算机上面可视化实时显示测量结果。测量结果以电压或者电流等形式显示。
在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述的部分，可以参见其他实施例的相关描述。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (9)
1.一种测力薄膜传感器，其特征在于，包括依次顺序层叠连接的基底、绝缘层、镍基碳膜电阻栅层以及保护层，所述镍基碳膜电阻栅层连接有第一电极与第二电极，所述基底为柔性薄膜材料制备而成的柔性基底，所述基底的厚度为0.003～0.01mm，所述基底的表面粗糙度不大于200nm；所述绝缘层包括依次顺序层叠连接的第一绝缘子层、第二绝缘子层以及第三绝缘子层，所述第一绝缘子层为Al2O3层，所述第二绝缘子层为Si3N4层，所述第三绝缘子层为Al2O3层。
2.根据权利要求1所述的测力薄膜传感器，其特征在于，所述柔性薄膜材料包括但不限于聚酰亚胺以及PET。
3.根据权利要求1～2任意一项所述的测力薄膜传感器，其特征在于，所述保护层包括依次顺序层叠连接的第一保护子层、第二保护子层以及第三保护子层，所述第一保护子层为Al2O3层，所述第二保护子层为Si3N4层，所述第三保护子层为Al2O3层。
4.根据权利要求1～2任意一项所述的测力薄膜传感器，其特征在于，所述第一电极为薄膜电极，所述第一电极的长度为1～3mm，宽度为1～3mm；
和/或，所述第二电极为薄膜电极，所述第二电极的长度为1～3mm，宽度为1～3mm。
5.一种权利要求1～4任意一项所述的测力薄膜传感器的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
对基底清洁干燥处理；
在所述基底上制备绝缘层；
在所述绝缘层上制备镍基碳膜电阻栅层，在所述绝缘层上制备镍基碳膜电阻栅层具体包括如下：通过物理气相沉积方法在所述绝缘层的最外层的Al2O3层上制备镍基无定型碳薄膜，再通过光刻工艺成形、激光成形或硬质掩膜版成形的方法在所述备镍基无定型碳薄膜上形成电阻栅图案，形成所述镍基碳膜电阻栅层；制备与所述镍基碳膜电阻栅层连接的第一电极与第二电极；
在所述镍基碳膜电阻栅层上制备保护层。
6.根据权利要求5所述的测力薄膜传感器的制备方法，其特征在于，在所述基底上制备绝缘层具体包括如下步骤：
通过化学气相沉积方法或者物理气相沉积方法在所述基底上依次制备Al2O3层、Si3N4层与Al2O3层，形成所述绝缘层。
7.根据权利要求6所述的测力薄膜传感器的制备方法，其特征在于，在所述绝缘层的最外层的Al2O3层上制备镍基无定型碳薄膜具体包括如下步骤：
将表面制备有所述绝缘层的所述基底置入物理气相沉积设备的反应腔内，选择镍靶材以及石墨靶材，其中，镍靶材通过直流磁通溅射，功率为30～60W，保护氛围气体为氩气，流量10sccm～70sccm；石墨靶材通过射频磁控溅射，功率500W～1500W，基底偏置电压800V～1500V，制备方法为间歇式制备，每次持续时间1min～10min，间隔时间10min～60min，总计生长时间60min～600min。
8.一种牙齿矫正器，其特征在于，包括矫正器本体、导引线以及权利要求1～4任意一项所述的测力薄膜传感器，或者权利要求5～7任意一项所述的制备方法制备得到的测力薄膜传感器，所述测力薄膜传感器设置于所述矫正器本体的内侧壁，所述测力薄膜传感器的第一电极、第二电极分别连接有所述导引线。
9.一种牙齿矫正器的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
将权利要求1～4任意一项所述的测力薄膜传感器，或者权利要求5～7任意一项所述的制备方法制备得到的测力薄膜传感器置于矫正器模具中，通过3D打印获得矫正器本体，并使得所述测力薄膜传感器嵌设于所述矫正器本体的内侧壁，对所述测力薄膜传感器于所述矫正器本体压膜成型、抛光。
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Citations (4)
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|---|---|---|---|---|
| CN103266320A (zh) * | 2013-05-30 | 2013-08-28 | 电子科技大学 | 一种抗高温氧化薄膜传感器及其生产方法 |
| CN103961189A (zh) * | 2014-05-16 | 2014-08-06 | 福州大学 | 一种无托槽无痕矫治器矫治力实时检测方法 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103266320A (zh) * | 2013-05-30 | 2013-08-28 | 电子科技大学 | 一种抗高温氧化薄膜传感器及其生产方法 |
| CN103961189A (zh) * | 2014-05-16 | 2014-08-06 | 福州大学 | 一种无托槽无痕矫治器矫治力实时检测方法 |
| CN108801515A (zh) * | 2018-05-30 | 2018-11-13 | 中国电子科技集团公司第四十八研究所 | 一种TiON薄膜压力传感器及其制备方法 |
| CN110487166A (zh) * | 2019-08-23 | 2019-11-22 | 北京石墨烯技术研究院有限公司 | 薄膜应变传感器制备方法 |
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