CN211404482U

CN211404482U - 柔性传感器的封装结构

Info

Publication number: CN211404482U
Application number: CN202020022439.5U
Authority: CN
Inventors: 曹永革; 王充; 宋鹤然; 杨灿灿; 曹智泉; 曹智俊
Original assignee: Zero Mirror Shenzhen Technology Co ltd
Current assignee: Zero Mirror Shenzhen Technology Co ltd
Priority date: 2020-01-07
Filing date: 2020-01-07
Publication date: 2020-09-01
Anticipated expiration: 2030-01-07

Abstract

一种柔性传感器的封装结构，包括：敏感区域本体，包括：柔性基底以及在柔性基底上设置金属层，金属层的厚度小于毫米；导电端子，开设加强孔；导电端子的端部与敏感区域本体的端部电连接，并构成连接部；以及柔性封装体，包裹敏感区域本体及连接部分，且贯穿加强孔。本方案敏感区域本体的柔性基底是柔性，金属层的厚度小于毫米，由于金属层很薄且金属本身具有一定的延展性，也具备柔性的特点。另外，巧妙的在导电端子上开设加强孔，通过柔性封装体贯穿加强孔，且覆盖连接部，使得导电端子与敏感区域本体“强”连接。由于上述所有的构件都是“柔性”，实现了柔性传感器的延展性和弯曲性，是一种全柔性的新型柔性传感器的封装结构。

Description

柔性传感器的封装结构

技术领域

本实用新型涉及柔性电子技术领域，特别是涉及柔性传感器的封装结构。

背景技术

柔性电子（Flexible Electronics）是一种技术的通称，是将有机/无机材料电子器件制作在柔性/可延性基板上的新兴电子技术。相对于传统电子，柔性电子具有更大的灵活性，能够在一定程度上适应不同的工作环境，满足设备的形变要求。

但是相应的技术要求同样制约了柔性电子的发展，尤其是柔性传感器技术的发展，在不损坏本身电子性能的基础上的伸展性和弯曲性，对电路的封装制造提出了新的挑战和要求，是发展的一难题。

发明内容

基于此，有必要提供一种全柔性的柔性传感器的封装结构。

一种柔性传感器的封装结构，其特征在于，包括：敏感区域本体，包括：柔性基底以及在所述柔性基底上设置金属层，所述金属层的厚度小于毫米；导电端子，开设加强孔；所述导电端子的端部与所述敏感区域本体的端部电连接，并构成连接部；以及柔性封装体，包裹所述敏感区域本体及所述连接部分，且贯穿所述加强孔。

在一实施例中，所述导电端子包括：柔性电路板、丝印导电线、前端金属端子、后端金属端子；所述柔性电路板承载所述前端金属端子与所述后端金属端子，所述丝印导电线电连接所述前端金属端子与所述后端金属端子，所述后端金属端子与所述金属层电连接。

在一实施例中，在所述前金属端子和所述后端金属端子的背面都设有补强片。

在一实施例中，所述前端金属端子为线条状，所述后端金属端子为片状。

在一实施例中，所述金属层设有微裂纹，所述微裂纹沿着形变方向延伸。

在一实施例中，所述金属层包括第一子金属层和第二子金属层，所述第一子金属层和所述第二子金属层皆设有微裂纹，所述第一子金属层的微裂纹方向和所述第二子金属层的微裂纹方向呈角度交错设置。

在一实施例中，所述第一子金属层的微裂纹方向和所述第二子金属层的微裂纹方向呈90度交错设置。

在一实施例中，所述微裂纹为镂空的线性结构。

采用本方案的柔性传感器的封装结构，敏感区域本体的柔性基底是柔性，金属层的厚度小于毫米，由于金属层很薄且金属本身具有一定的延展性，也具备柔性的特点。另外，巧妙的在导电端子上开设加强孔，通过柔性封装体贯穿加强孔，且覆盖连接部，使得导电端子与敏感区域本体“强”连接。由于上述所有的构件都是“柔性”，实现了柔性传感器的延展性和弯曲性，是一种全柔性的新型柔性传感器的封装结构。

【附图说明】

图1为一个实施例柔性传感器的封装结构的示意图；

图2为一个实施例导电端子的正面示意图；

图3为一个实施例导电端子的背面示意图；

图4为一个实施例微裂纹的微显示图；

图5为一个实施例敏感区域本体的分解示意图；

图6为一个实施例第一子金属层的示意图；

图7为一个实施例第二子金属层的示意图。

【具体实施方式】

体现本实用新型特征与优点的典型实施方式将在以下的说明中详细叙述。应理解的是本实用新型能够在不同的实施方式上具有各种的变化，其皆不脱离本实用新型的范围，且其中的说明及图示在本质上是当作说明之用，而非用以限制本实用新型。

结合附图1～7，在一个实施例中，柔性传感器的封装结构，包括：敏感区域本体1、导电端子2以及柔性封装体3。具体的：

敏感区域本体1，包括：柔性基底11以及在柔性基底11上设置金属层12，金属层12的厚度小于毫米。结合附图5，在一实施例中，柔性基底11为硅胶层，在该硅胶层上设置金属层12，具体是通过磁控溅射的方式溅射金属至硅胶层，该金属层12的材质可以是金、银、铜、铁或合金等金属。另外，该金属层12的厚度小于毫米，根据产品的需要可设置微米级或纳米级的厚度。

进一步的，结合附图4，该金属层12设有微裂纹121，微裂纹121沿着形变方向延伸。当然，在其它实施例中，该微裂纹121为镂空的线性结构，也可以是其它形状，例如菱形、圆形、线性或者不规则形状等。该微裂纹121结构设计的核心是：在拉伸形变的过程中，微裂纹121中的空隙为拉伸形变提供了空间，同时在拉伸形变的过程中，金属层12的长度（横向）或者厚度（纵向）都发生了形变，由R=ρL/S (其中,ρ表示电阻的电阻率,是由其本身性质决定,L表示电阻的长度,S表示电阻的横截面积)可知，电阻值就会跟随金属层12的形变而发生变化，电阻值与形变量建立关联关系，即可实现对待测物体的形变监测，属于柔性电子领域中，基于应力变化对待测物体感知其形变的传感技术。

结合附图1～3，导电端子2，开设加强孔21；导电端子2的端部与敏感区域本体1的一端部电连接，并构成连接部4。具体的，敏感区域本体1发生形变所导致其内金属层12的电阻值变化，需要通过导电端2子把电阻值信号传递至外部。

柔性封装体3，包裹敏感区域本体1及连接部分4，且贯穿加强孔21。具体的，柔性封装体3为硅胶或橡胶，把敏感区域本体1及连接部分4整体进行封装，当硅胶或橡胶在一定温度（例如180-220度）时，其为熔融状，具有流动性，可以贯穿加强孔21并填充，当硅胶或橡胶固化后，其可提高导电端子2与敏感区域本体1的连接强度。另外，该硅橡胶还可以保护金属层12不受到破坏，使得该柔性传感器的使用寿命会更长，而且成本也更低。

采用本方案的柔性传感器的封装结构，敏感区域本体1的柔性基底11是柔性，金属层12的厚度小于毫米，由于金属层12很薄且金属本身具有一定的延展性，也具备柔性的特点。另外，巧妙的在导电端子上开设加强孔21，通过柔性封装体3贯穿加强孔21，且覆盖连接部4，使得导电端子2与敏感区域本体1“强”连接。由于上述所有的构件都是“柔性”，实现了柔性传感器的延展性和弯曲性，是一种全柔性的新型柔性传感器的封装结构。

结合附图2～3，在一实施例中，导电端子2包括：柔性电路板22、丝印导电线23、前端金属端子24、后端金属端子25；柔性电路板22承载前端金属端子24与后端金属端子25，丝印导电线23电连接前端金属端子24与后端金属端子25，后端金属端子25与金属层12电连接。具体的，柔性电路板22即为柔性PCB或FPCB，丝印导电线23可以是丝印导电铜线、金线、银线或其合金导线等。

在其它实施例中，前端金属端24子为线条状，后端金属端子25为片状。具体的，前金属端子24和后金属端子25为镀铜、镀银、镀金或其合金。进一步的，在前金属端子24和后端金属端子24的背面都设有补强片26，补强片26为PI补强或补强板（Stiffeners），提高导电端子2与敏感区域本体1连接的强度。

在一它实施例中，结合附图6和7，金属层12包括第一子金属层122和第二子金属层123，第一子金属层122和第二子金属层123皆设有微裂纹121，第一子金属层122的微裂纹121方向和第二子金属层123的微裂纹121方向呈角度交错设置。该设计的优势是，可以保证在第一子金属层122或第二子金属层123中出现断裂或损坏时，其另外的子金属层可以起到备份作用。另外，不同子金属层12的微裂纹121方向，也可以在微裂纹121出现“断裂”的时候，不同子金属层12的微裂纹121可以起到“补充”作用。在其它实施例中，第一子金属层122的微裂纹121方向和第二子金属层123的微裂纹121方向呈90度交错设置，能够有效的满足该柔性传感器封装结构在横向和纵向拉伸形变时的大尺度形变，且有效保持“多角度”形变过程中的“稳定性”。

以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims

1.一种柔性传感器的封装结构，其特征在于，包括：

敏感区域本体，所述敏感区域本体包含柔性基底以及在所述柔性基底上设置的金属层，所述金属层的厚度小于毫米；

导电端子，开设加强孔；所述导电端子的端部与所述敏感区域本体的端部电连接，并构成连接部；以及

柔性封装体，包裹所述敏感区域本体及所述连接部分，且贯穿所述加强孔。

2.根据权利要求1所述的柔性传感器的封装结构，其特征在于，所述导电端子包括：柔性电路板、丝印导电线、前端金属端子、后端金属端子；所述柔性电路板承载所述前端金属端子与所述后端金属端子，所述丝印导电线电连接所述前端金属端子与所述后端金属端子，所述后端金属端子与所述金属层电连接。

3.根据权利要求2所述的柔性传感器的封装结构，其特征在于，在所述前端金属端子和所述后端金属端子的背面都设有补强片。

4.根据权利要求2～3任意一项所述的柔性传感器的封装结构，其特征在于，所述前端金属端子为线条状，所述后端金属端子为片状。

5.根据权利要求1所述的柔性传感器的封装结构，其特征在于，所述金属层设有微裂纹，所述微裂纹沿着形变方向延伸。

6.根据权利要求1所述的柔性传感器的封装结构，其特征在于，所述金属层包括第一子金属层和第二子金属层，所述第一子金属层和所述第二子金属层皆设有微裂纹，所述第一子金属层的微裂纹方向和所述第二子金属层的微裂纹方向呈角度交错设置。

7.根据权利要求6所述的柔性传感器的封装结构，其特征在于，所述第一子金属层的微裂纹方向和所述第二子金属层的微裂纹方向呈90度交错设置。

8.根据权利要求5～7任意一项所述的柔性传感器的封装结构，其特征在于，所述微裂纹为镂空的线性结构。