可拉伸温度传感器及其制备方法、器件和设备
未命名
08-22
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1.本发明是关于电子设备技术,特别是关于一种可拉伸温度传感器及其制备方法、器件和设备。
背景技术:
2.随着智慧物联时代的到来,智慧生活、大健康为主题的可穿戴电子和表皮电子日益成为社会关注热点。而柔性薄膜温度传感器具有轻、薄、柔的特点,可与人体皮肤或不规则表面进行共形接触,在测量人体温度、感知外界环境温度变化方面具有至关重要的作用。随着器件逐渐向小型化和高度集成化方向发展,温度传感器也需要有小型化特点。现有技术的产品存在线宽均匀性差,边缘粗糙,灵敏度不高以及难以满足高质量随形检测的要求(如难以满足额头、手足以及其他身体部位不同位置的即时检测需求)等缺点。
3.公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解,而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域一般技术人员所公知的现有技术。
技术实现要素:
4.本发明的目的在于提供一种可拉伸温度传感器及其制备方法、器件和设备,通过优化的产品结构性设计,有效改善了稳定性好,具有无论在常规状态下,还是在形变状态下均具有良好的检测可控性和灵敏性。
5.为实现上述目的,本发明的实施例提供了可拉伸温度传感器,至少包括衬底、温度敏感器件、引线电极、封装层,衬底为粘弹性衬底;封装层为粘弹性封装层;粘弹性衬底、温度敏感器件、粘弹性封装层在外力作用下可发生弹性形变,在粘弹性衬底表面所形成的面上方观察温度敏感器件至少在引线电极之间形成有部分曲折结构,曲折结构至少为折线型或曲线型;预成型的温度敏感器件嵌入粘弹性衬底,粘弹性衬底包括:pdms、pu、tpu、ecoflex、sebs、pvdf的一种或多种复合。
6.在本发明的一个或多个实施方式中,温度敏感器件其垂直于延伸方向的截面尺寸满足:宽度1μm-50μm、深度1μm-50μm。
7.在本发明的一个或多个实施方式中,温度敏感器件为在引线电极之间形成的曲折结构(即温度敏感器件为全部由相同或者不相同的曲折结构组成)。
8.在本发明的一个或多个实施方式中,温度敏感器件至少包括一种曲折结构的重复。
9.在本发明的一个或多个实施方式中,温度敏感器件至少包括一种曲折结构的沿一个延伸方向的尺寸渐变。
10.在本发明的一个或多个实施方式中,温度敏感器件为在引线电极之间形成的多列重复且平行的曲折结构。
11.在本发明的一个或多个实施方式中,温度敏感器件为在引线电极之间形成的多列重复且平行的曲折结构,其中每一列上的曲折结构的任一点与其相邻列的曲折结构的最小
距离不大于重复周期的0.23倍。
12.在本发明的一个或多个实施方式中,曲折结构至少选自规则形态的如下结构:蛇形结构、折线型结构、波浪线结构、交叉线结构(交叉线结构至少由两根线形态的结果交叉于一点所形成的结果,如“x”形、十字形、米字形等)。
13.在本发明的一个或多个实施方式中,温变材料选自导电金属块材料、导电纳米材料、导电聚合物、导电无机材料以及包括前述一种或者几种组成的复合材料。
14.在本发明的一个或多个实施方式中,导电纳米材料选自导电金属纳米颗粒、导电纳米线材料、碳纳米管、石墨烯、ti3c2tx/mxene、纳米碳粉。
15.在本发明的一个或多个实施方式中,导电金属纳米颗粒选自银纳米颗粒、铜纳米颗粒、镍纳米颗粒、铂纳米颗粒、金纳米颗粒。
16.在本发明的一个或多个实施方式中,导电聚合物选自pedot:pss材料。
17.在本发明的一个或多个实施方式中,粘弹性衬底其材质选自pdms、pu、tpu、ecoflex、sebs、pvdf的一种或多种复合。优选的,其厚度为10μm-500μm。
18.在本发明的一个或多个实施方式中,粘弹性封装层的材质选自pet、pen、pvb、pva、pu、tpu、pi、pvdf、pdms、ecoflex、sebs。优选的,其厚度为1μm-500μm。
19.在本发明的一个或多个实施方式中,选用pet为柔性衬底,凹槽深度10μm,凹槽宽度10μm,刮涂ph1000进入凹槽中,然后120℃退火10min,并使用激光剥离方法剥离转移到微粘膜上,然后在ph1000材料表面浇筑粘弹性衬底pdms,并常温固化24小时,固化好后揭下微粘膜,再在其上浇筑pdms,使温度传感材料嵌于pdms中间,两端电阻3000ω,电阻温度系数为0.4%
·
℃-1
,测温精度为0.3℃。本发明方案的实施是先在柔性衬底上形成凹槽结构,并填充温变材料(选择柔性衬底是基于工艺实施需求,形成凹槽并填充温变材料只能在柔性衬底表面形成,而难以在粘弹性衬底表面制作);所以为了获得可拉伸性,需要把柔性衬底的温敏材料剥离转移到粘弹性衬底上。
20.在本发明的一个或多个实施方式中,可拉伸温度传感器的制备方法,包括:s1、在柔性衬底表面形成配合温度敏感器件的形貌和尺寸和/或引线电极的形貌和尺寸的凹槽结构;s2、在所述凹槽结构中填充温变材料,高温退火和/或氙灯烧结,并成型为温度敏感器件和/或引线电极,并剥离转移至粘弹性衬底;s3、至少在温度敏感器件和/或引线电极所在区域进行柔性封装形成粘弹性封装层。
21.在本发明的一个或多个实施方式中,电子器件,包括如前述的可拉伸温度传感器以及连接到温度传感器的连接器件,连接器件至少包括线缆。
22.在本发明的一个或多个实施方式中,电子设备,包括如前述的可拉伸温度传感器和/或如前述的电子器件。这里的电子设备可以为用于贴合地测量具有复杂表面或者弯曲表面的目标的稳定,如随形人体皮肤地测量
23.与现有技术相比,根据本发明实施方式的可拉伸温度传感器及其制备方法、器件和设备,
24.本专利提出一种高灵敏度的可拉伸温度传感器及制作方法。此可拉伸温度传感器由粘弹性衬底、图形化的温度敏感区、引线电极、导线和粘弹性封装层组成。温度敏感区和引线电极由温敏材料组成,且温敏材料嵌于粘弹性衬底中。温度敏感区与引线电极导电连通。此种温度传感器具有成本低、工艺简单、形成的温变材料线宽均匀,从而使得性能稳定、
灵敏度高;由于制作方法分辨率高,能实现微型化的可拉伸温度传感器性能;且与皮肤共形性好,并在皮肤的变形下,温度传感性能不受影响。
25.由粘弹性衬底、图形化的温度敏感区、引线电极、导线和粘弹性封装层组成。温度敏感区和引线电极由温敏材料组成,且温敏材料电极嵌于粘弹性衬底中。温度敏感区与引线电极导电连通。从制作工艺方面,此种可拉伸温度传感器电极线宽均一,电阻均匀,工艺稳定性好;其次,由于此种制作方法具有分辨率高的特点,可实现温度传感器的微型化制作。从性能方面,此种温度传感器性能稳定可靠、灵敏度高、可达到0.1-0.5℃,响应时间快;同时与皮肤共形性好,并在皮肤的变形下,温度传感性能不受影响。
附图说明
26.图1是根据本发明一实施方式的可拉伸温度传感器示意图;
27.图2是根据本发明一实施方式的可拉伸温度传感器示意图;
28.图3是根据本发明一实施方式的可拉伸温度传感器截面示意图;
29.图4是根据本发明一实施方式的可拉伸温度传感器制作流程示意图;
30.图5是根据本发明一实施方式的可拉伸温度传感器制作流程示意图;
31.图6是根据本发明一实施方式的可拉伸温度传感器的温度敏感器件的曲折结构的可行局部形貌示意图。
具体实施方式
32.下面结合附图,对本发明的具体实施方式进行详细描述,但应当理解本发明的保护范围并不受具体实施方式的限制。
33.除非另有其它明确表示,否则在整个说明书和权利要求书中,术语“包括”或其变换如“包含”或“包括有”等等将被理解为包括所陈述的元件或组成部分,而并未排除其它元件或其它组成部分。
34.本发明提供一种可拉伸的温度传感器及制作方法,此种温度传感器包括粘弹性衬底、图形化的温度敏感区、引线电极、与外部电路连接的导线和粘弹性封装层。温度敏感区和引线电极由温敏材料组成,且温敏材料嵌于粘弹性衬底中。温度敏感区与引线电极导电连通,且温度敏感区由可拉伸的形状组成,如图1-3所示。此种温度传感器性能稳定,响应时间快,且灵敏度高等。
35.所述的温度传感器温度敏感区域的线宽1μm-50μm,温敏材料嵌于凹槽深度为1μm-50μm;
36.具体制作步骤根据图4和图5所示,详细阐述如下:
37.1、柔性凹槽结构衬底形成:首先在柔性衬底表面通过压印方式形成具有温度传感器图形的可拉伸形状凹槽结构,获得具有凹槽结构的柔性衬底(包含温度敏感区和引线电极的结构),凹槽宽度1μm-50μm,凹槽深度1μm-50μm;
38.2、温敏材料形成:在凹槽中通过刮涂、电沉积或电聚合的一种或多种相结合的方式形成温变材料,并用热退火或/和氙灯烧结的一种或两种相结合的方式进行处理。温变材料可为导电金属纳米颗粒或纳米线材料、块金属、碳粉、导电聚合物、碳纳米管、石墨烯和ti3c2tx\mxene等一种或多种相结合。所述的金属为银、铜、镍、铂、金等。
39.3、剥离:使用机械剥离或激光剥离方法把凹槽中的温变材料转移到微粘膜上。
40.4、转移:利用浇筑或贴附方法,在转移的温变材料表面形成粘弹性衬底,并揭下微粘膜。
41.5、粘弹性封装层形成:通过导线把引线电极引出,并通过浇筑或贴附方式在温敏材料和引线电极表面形成粘弹性封装层。所述粘弹性封装层材料包括pet、pen、pvb、pva、pu、tpu、pi、pvdf、pdms、ecoflex、sebs等的一种或多种复合。
42.包括而不限于下述实施例中镍纳米颗粒墨水其为均匀分散有镍纳米颗粒的液相体系,本领域技术人员可以依据现有技术任意配制。举例而言可以为包括而不限于如下组成:100-150nm颗粒尺寸的镍纳米颗粒、pvb包覆剂、松油醇、乙基纤维素、丙烯酸流平剂,其各组分的用量同样可以视实际涂布需求而定。镍纳米颗粒墨水可以采用如下组成方案:30-70wt.%100-150nm颗粒尺寸的镍纳米颗粒、0.5-3wt.%pvb包覆剂、5-10wt.%乙基纤维素、0.01-0.5wt.%丙烯酸流平剂、松油醇余量。
43.包括而不限于下述实施例中银墨水其为均匀分散有银纳米颗粒的液相体系,本领域技术人员可以依据现有技术任意配制。举例而言可以为包括而不限于如下组成:100-150nm颗粒尺寸的的纳米银、乙醇、pvp、流平剂bvk。银墨水可以采用如下组成方案:30-70wt.%100-150nm颗粒尺寸的的纳米银、0.5-3wt.%pvb包覆剂、5-10wt.%乙基纤维素、0.01-0.5wt.%丙烯酸流平剂、松油醇余量。
44.如6所示的,蛇形和波浪形的重复周期可以为20-300μm(可以选自20μm、50μm、80μm、100μm、150μm、200μm、240μm、270μm、300μm以及20-300μm范围内的其他任意值),折线形的重复周期可以为10-300μm(可以选自10μm、20μm、50μm、80μm、100μm、150μm、200μm、240μm、270μm、300μm以及10-300μm范围内的其他任意值)。
45.粘弹性封装层材料的基体树脂在实施封装时,还可以适应性地适量添加常用固化剂,如pdms的固化剂可以选择dbp等市售材料,只要比例能让材料固化形成膜就可以,树脂与固化剂的质量比范围可以为:10:(0.5-1.5)。
46.实施例1:
47.首先在20μm pet衬底上形成如图1所示的图形化(可以看着是一种如图6中所示的蛇形单元首尾相连而形成的类似双螺旋形,蛇形单元为有两个直径50μm的半圆中心对称地连接得到,如下实施例中未做限定的,则同本处)凹槽结构,每一条螺旋的曲折结构的任一点与其相邻螺旋的曲折结构的最小距离为最小单元的重复周期的0.23倍,凹槽线宽8μm,深度5μm,再通过刮涂方式在凹槽中形成5μm厚的温敏材料镍纳米颗粒墨水(镍纳米颗粒墨水可以采用如下组成方案:30wt.%100nm颗粒尺寸的镍纳米颗粒、0.5wt.%pvb包覆剂、5wt.%乙基纤维素、0.01wt.%丙烯酸流平剂、松油醇余量),并130℃烘箱热退火处理15min;然后用氙灯烧结方式(3kv,2ms)烧结一次,从而形成的温敏材料电极,再利用激光剥离方法(功率25w)把温敏材料和引线电极转移到微粘膜上;接着在其上浇筑pdms(10:1,这里指基体树脂与固化剂的质量比为10:1,下同),并70℃固化2小时;然后通过银浆与铜导线把两端引线电极导出,并采用40μm厚度的柔性pu膜封装为温度传感器,总体的温度传感器大小为1mm
×
1mm大小,此为正温度系数的柔性传感器,具有好的传感稳定性,温度敏感系数tcr系数为0.3%/℃,并能感应0.1℃的温度变化,并与皮肤贴附性好(指由传感器阵列制成的成品,如弹性的手套、额部绑带等形式的检测设备等,下同),基本无褶皱,在皮肤的拉伸
变形至表面积增加30%下,仍具有好的稳定性,仍能感应0.1℃的温度变化。
48.实施例2:
49.首先在20μm pet衬底上形成如图1所示的图形化凹槽结构,每一条螺旋的曲折结构的任一点与其相邻螺旋的曲折结构的最小距离为最小单元的重复周期的0.23倍,凹槽线宽1μm,深度1μm,再通过刮涂方式在凹槽中形成1μm厚的温敏材料镍纳米颗粒墨水(镍纳米颗粒墨水可以采用如下组成方案:40wt.%100nm颗粒尺寸的镍纳米颗粒、0.8wt.%pvb包覆剂、6wt.%乙基纤维素、0.1wt.%丙烯酸流平剂、松油醇余量),并130℃烘箱热退火处理15min;然后用氙灯烧结方式(3kv,2ms)烧结一次,从而形成的温敏材料电极,再利用激光剥离方法(功率25w)把温敏材料和引线电极转移到微粘膜上;接着在其上浇筑pdms(10:1),并70℃固化2小时;然后通过银浆与铜导线把两端引线电极导出,并采用40μm厚度的柔性pu膜封装为温度传感器,总体的温度传感器大小为500μm
×
1mm大小,此为正温度系数的柔性传感器,具有好的传感稳定性,温度敏感系数tcr系数为0.3%/℃,并能感应0.1℃的温度变化,并与皮肤贴附性好,基本无褶皱,在皮肤的拉伸变形至表面积增加30%下,仍具有好的稳定性,仍能感应0.1℃的温度变化。
50.实施例3:
51.首先在20μm pet衬底上形成如图1所示的图形化凹槽结构,每一条螺旋的曲折结构的任一点与其相邻螺旋的曲折结构的最小距离为最小单元的重复周期的0.23倍,凹槽线宽50μm,深度50μm,再通过刮涂方式在凹槽中形成50μm厚的温敏材料镍纳米颗粒墨水(镍纳米颗粒墨水可以采用如下组成方案:50wt.%100nm颗粒尺寸的镍纳米颗粒、1wt.%pvb包覆剂、7wt.%乙基纤维素、0.2wt.%丙烯酸流平剂、松油醇余量),并130℃烘箱热退火处理15min;然后用氙灯烧结方式(3kv,2ms)烧结一次,从而形成的温敏材料电极,再利用激光剥离方法(功率25w)把温敏材料和引线电极转移到微粘膜上;接着在其上浇筑pdms(10:1),并70℃固化2小时;然后通过银浆与铜导线把两端引线电极导出,并采用40μm厚度的柔性pu膜封装为温度传感器,总体的温度传感器大小为3mm
×
5mm大小,此为正温度系数的柔性传感器,具有好的传感稳定性,温度敏感系数tcr系数为0.3%/℃,并能感应0.1℃的温度变化,并与皮肤贴附性好,基本无褶皱,在皮肤的拉伸变形至表面积增加30%下,仍具有好的稳定性,仍能感应0.1℃的温度变化。
52.实施例4:
53.首先在20μm pet衬底上形成如图1所示的图形化凹槽结构,每一条螺旋的曲折结构的任一点与其相邻螺旋的曲折结构的最小距离为最小单元的重复周期的0.23倍,凹槽线宽2μm,深度2μm(线宽/线深=1/1),再通过刮涂方式在凹槽中形成2μm厚的温敏材料镍纳米颗粒墨水(镍纳米颗粒墨水可以采用如下组成方案:60wt.%100nm颗粒尺寸的镍纳米颗粒、2wt.%pvb包覆剂、8wt.%乙基纤维素、0.5wt.%丙烯酸流平剂、松油醇余量),并130℃烘箱热退火处理15min;然后用氙灯烧结方式(3kv,2ms)烧结一次,从而形成的温敏材料电极,再利用激光剥离方法(功率25w)把温敏材料和引线电极转移到微粘膜上;接着在其上浇筑pdms(10:1),并70℃固化2小时;然后通过银浆与铜导线把两端引线电极导出,并采用40μm厚度的柔性pu膜封装为温度传感器,总体的温度传感器大小为1mm
×
3mm大小,此为正温度系数的柔性传感器,具有好的传感稳定性,温度敏感系数tcr系数为0.3%/℃,并能感应0.1℃的温度变化,并与皮肤贴附性好,基本无褶皱,在皮肤的拉伸变形至表面积增加30%下,
仍具有好的稳定性,仍能感应0.1℃的温度变化。
54.实施例5:
55.首先在20μm pet衬底上形成如图1所示的图形化凹槽结构,每一条螺旋的曲折结构的任一点与其相邻螺旋的曲折结构的最小距离为最小单元的重复周期的0.23倍,凹槽线宽2μm,深度3μm(线宽/线深=1/1.5),再通过刮涂方式在凹槽中形成3μm厚的温敏材料镍纳米颗粒墨水(镍纳米颗粒墨水可以采用如下组成方案:70wt.%100nm颗粒尺寸的镍纳米颗粒、3wt.%pvb包覆剂、8wt.%乙基纤维素、0.2wt.%丙烯酸流平剂、松油醇余量),并130℃烘箱热退火处理15min;然后用氙灯烧结方式(3kv,2ms)烧结一次,从而形成的温敏材料电极,再利用激光剥离方法(功率25w)把温敏材料和引线电极转移到微粘膜上;接着在其上浇筑pdms(10:1),并70℃固化2小时;然后通过银浆与铜导线把两端引线电极导出,并采用40μm厚度的柔性pu膜封装为温度传感器,总体的温度传感器大小为1mm
×
3mm大小,此为正温度系数的柔性传感器,具有好的传感稳定性,温度敏感系数tcr系数为0.3%/℃,并能感应0.1℃的温度变化,并与皮肤贴附性好,基本无褶皱,在皮肤的拉伸变形至表面积增加30%下,仍具有好的稳定性,仍能感应0.1℃的温度变化。
56.实施例6:
57.首先在20μm pet衬底上形成如图1所示的图形化凹槽结构,每一条螺旋的曲折结构的任一点与其相邻螺旋的曲折结构的最小距离为最小单元的重复周期的0.23倍,凹槽线宽2μm,深度4μm(线宽/线深=1/2),再通过刮涂方式在凹槽中形成4μm厚的温敏材料镍纳米颗粒墨水(镍纳米颗粒墨水可以采用如下组成方案:70wt.%100nm颗粒尺寸的镍纳米颗粒、3wt.%pvb包覆剂、8wt.%乙基纤维素、0.2wt.%丙烯酸流平剂、松油醇余量),并130℃烘箱热退火处理15min;然后用氙灯烧结方式(3kv,2ms)烧结一次,从而形成的温敏材料电极,再利用激光剥离方法(功率25w)把温敏材料和引线电极转移到微粘膜上;接着在其上浇筑pdms(10:1),并70℃固化2小时;然后通过银浆与铜导线把两端引线电极导出,并采用40μm厚度的柔性pu膜封装为温度传感器,总体的温度传感器大小为1mm
×
3mm大小,此为正温度系数的柔性传感器,具有好的传感稳定性,温度敏感系数tcr系数为0.3%/℃,并能感应0.1℃的温度变化,并与皮肤贴附性好,基本无褶皱,在皮肤的拉伸变形至表面积增加30%下,仍具有好的稳定性,仍能感应0.1℃的温度变化。
58.实施例7:
59.首先在20μm pet衬底上形成如图1所示的图形化凹槽结构,每一条螺旋的曲折结构的任一点与其相邻螺旋的曲折结构的最小距离为最小单元的重复周期的0.23倍,凹槽线宽8μm,深度12μm(线宽/线深=1/1.5),再通过刮涂方式在凹槽中形成12μm厚的温敏材料镍纳米颗粒墨水(镍纳米颗粒墨水其各组分的用量同样可以视实际涂布需求而定,可以采用如下组成方案:70wt.%100nm颗粒尺寸的镍纳米颗粒、3wt.%pvb包覆剂、8wt.%乙基纤维素、0.2wt.%丙烯酸流平剂、松油醇余量),并130℃烘箱热退火处理15min;然后用氙灯烧结方式(3kv,2ms)烧结一次,从而形成的温敏材料电极,再利用激光剥离方法(功率25w)把温敏材料和引线电极转移到微粘膜上;接着在其上浇筑pdms(10:1),并70℃固化2小时;然后通过银浆与铜导线把两端引线电极导出,并采用40μm厚度的柔性pu膜封装为温度传感器,总体的温度传感器大小为2mm
×
4mm大小,此为正温度系数的柔性传感器,具有好的传感稳定性,温度敏感系数tcr系数为0.3%/℃,并能感应0.1℃的温度变化,并与皮肤贴附性好,
基本无褶皱,在皮肤的拉伸变形至表面积增加30%下,仍具有好的稳定性,仍能感应0.1℃的温度变化。
60.实施例8:
61.首先在20μm pet衬底上形成如图1所示的图形化凹槽结构,每一条螺旋的曲折结构的任一点与其相邻螺旋的曲折结构的最小距离为最小单元的重复周期的0.23倍,凹槽线宽8μm,深度4μm(线宽/线深=1/0.5),再通过刮涂方式在凹槽中形成4μm厚的温敏材料镍纳米颗粒墨水(镍纳米颗粒墨水可以采用如下组成方案:70wt.%100nm颗粒尺寸的镍纳米颗粒、3wt.%pvb包覆剂、8wt.%乙基纤维素、0.2wt.%丙烯酸流平剂、松油醇余量),并130℃烘箱热退火处理15min;然后用氙灯烧结方式(3kv,2ms)烧结一次,从而形成的温敏材料电极,再利用激光剥离方法(功率25w)把温敏材料和引线电极转移到微粘膜上;接着在其上浇筑pdms(10:1),并70℃固化2小时;然后通过银浆与铜导线把两端引线电极导出,并采用40μm厚度的柔性pu膜封装为温度传感器,总体的温度传感器大小为2mm
×
4mm大小,此为正温度系数的柔性传感器,具有好的传感稳定性,温度敏感系数tcr系数为0.3%/℃,并能感应0.1℃的温度变化,并与皮肤贴附性好,基本无褶皱,在皮肤的拉伸变形至表面积增加30%下,仍具有好的稳定性,仍能感应0.1℃的温度变化。
62.实施例9:
63.首先在20μm pet衬底上形成如图1所示的图形化凹槽结构,每一条螺旋的曲折结构的任一点与其相邻螺旋的曲折结构的最小距离为最小单元的重复周期的0.1倍,凹槽线宽2μm,深度3μm(线宽/线深=1/1.5),再通过刮涂方式在凹槽中形成3μm厚的温敏材料镍纳米颗粒墨水(镍纳米颗粒墨水可以采用如下组成方案:65wt.%100nm颗粒尺寸的镍纳米颗粒、0.7wt.%pvb包覆剂、6.5wt.%乙基纤维素、0.15wt.%丙烯酸流平剂、松油醇余量),并130℃烘箱热退火处理15min;然后用氙灯烧结方式(3kv,2ms)烧结一次,从而形成的温敏材料电极,再利用激光剥离方法(功率25w)把温敏材料和引线电极转移到微粘膜上;接着在其上浇筑pdms(10:1),并70℃固化2小时;然后通过银浆与铜导线把两端引线电极导出,并采用40微米厚度的柔性pu膜封装为温度传感器,总体的温度传感器大小为500μm
×
1mm大小,此为正温度系数的柔性传感器,具有好的传感稳定性,温度敏感系数tcr系数为0.3%/℃,并能感应0.1℃的温度变化,并与皮肤贴附性好,基本无褶皱,在皮肤的拉伸变形至表面积增加30%下,仍具有好的稳定性,仍能感应0.1℃的温度变化。
64.实施例10:
65.首先在20μm pet衬底上形成如图1所示的图形化凹槽结构,每一条螺旋的曲折结构的任一点与其相邻螺旋的曲折结构的最小距离为最小单元的重复周期的0.15倍,凹槽线宽2μm,深度3μm(线宽/线深=1/1.5),再通过刮涂方式在凹槽中形成3μm厚的温敏材料镍纳米颗粒墨水(镍纳米颗粒墨水可以采用如下组成方案:58wt.%125nm颗粒尺寸的镍纳米颗粒、2.5wt.%pvb包覆剂、8.5wt.%乙基纤维素、0.43wt.%丙烯酸流平剂、松油醇余量),并130℃烘箱热退火处理15min;然后用氙灯烧结方式(3kv,2ms)烧结一次,从而形成的温敏材料电极,再利用激光剥离方法(功率25w)把温敏材料和引线电极转移到微粘膜上;接着在其上浇筑pdms(10:1),并70℃固化2小时;然后通过银浆与铜导线把两端引线电极导出,并采用40μm厚度的柔性pu膜封装为温度传感器,总体的温度传感器大小为500μm
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1mm大小,此为正温度系数的柔性传感器,具有好的传感稳定性,温度敏感系数tcr系数为0.3%/℃,并
能感应0.1℃的温度变化,并与皮肤贴附性好,基本无褶皱,在皮肤的拉伸变形至表面积增加30%下,仍具有好的稳定性,仍能感应0.1℃的温度变化。
66.实施例11:
67.首先在20μm pet衬底上形成如图1所示的图形化凹槽结构,每一条螺旋的曲折结构的任一点与其相邻螺旋的曲折结构的最小距离为最小单元的重复周期的0.05倍,凹槽线宽2μm,深度3μm(线宽/线深=1/1.5),再通过刮涂方式在凹槽中形成3μm厚的温敏材料镍纳米颗粒墨水(镍纳米颗粒墨水可以采用如下组成方案:46wt.%150nm颗粒尺寸的镍纳米颗粒、2.8wt.%pvb包覆剂、8.9wt.%乙基纤维素、0.45wt.%丙烯酸流平剂、松油醇余量),并130℃烘箱热退火处理15min;然后用氙灯烧结方式(3kv,2ms)烧结一次,从而形成的温敏材料电极,再利用激光剥离方法(功率25w)把温敏材料和引线电极转移到微粘膜上;接着在其上浇筑pdms(10:1),并70℃固化2小时;然后通过银浆与铜导线把两端引线电极导出,并采用40微米厚度的柔性pu膜封装为温度传感器,总体的温度传感器大小为500μm
×
1mm大小,此为正温度系数的柔性传感器,具有好的传感稳定性,温度敏感系数tcr系数为0.3%/℃,并能感应0.1℃的温度变化,并与皮肤贴附性好,基本无褶皱,在皮肤的拉伸变形至表面积增加30%下,仍具有好的稳定性,仍能感应0.1℃的温度变化。
68.实施例12:
69.首先在40μm pet衬底上形成如图2所示的图形化(可以看着是一种如图6中所示的蛇形单元首尾相连而形成的类似矩形折叠的形态,蛇形单元为有两个直径100μm的半圆中心对称地连接得到,如下实施例中未做限定的,则同本处)凹槽结构,每一条螺旋的曲折结构的任一点与其相邻螺旋的曲折结构的最小距离为最小单元的重复周期的0.23倍,凹槽线宽8μm,深度5μm,再通过刮涂方式在凹槽中形成1μm厚的温敏材料银纳米颗粒墨水(银纳米颗粒墨水可以采用如下组成方案:30wt.%100nm颗粒尺寸的银纳米颗粒、0.5wt.%pvb包覆剂、5wt.%乙基纤维素、0.01wt.%丙烯酸流平剂、松油醇余量),并130℃烘箱热退火处理15min;再通过电沉积方式(电沉积电流密度1.5a/dm2,电压1v,时间5min)在凹槽的银纳米颗粒表面形成4μm厚的金属镍;接着用机械剥离方式把凹槽中的银/镍金属转移到微粘膜上;接着在其上浇筑150μm厚的pdms(10:1),并室温固化5小时;最后通过丝网印刷方式印刷可拉伸银浆形成导线,从而把引线电极与外部相连,并在银/镍表面浇筑50μm厚的ecoflex,形成粘弹性封装层,以封装为温度传感器,总体的温度传感器大小为2mm
×
4mm大小,此为正温度系数的柔性传感器,具有好的传感稳定性,温度敏感系数tcr系数为0.3%/℃,并能感应0.2℃的温度变化,并与皮肤贴附性好,基本无褶皱,在皮肤的拉伸变形至表面积增加30%下,仍具有好的稳定性,仍能感应0.2℃的温度变化。
70.实施例13:
71.首先在40μm pet衬底上形成如图2所示的图形化凹槽结构,每一条螺旋的曲折结构的任一点与其相邻螺旋的曲折结构的最小距离为最小单元的重复周期的0.23倍,凹槽线宽1μm,深度1μm,再通过刮涂方式在凹槽中形成0.5μm厚的温敏材料银纳米颗粒墨水(银纳米颗粒墨水可以采用如下组成方案:40wt.%100nm颗粒尺寸的银纳米颗粒、0.8wt.%pvb包覆剂、6wt.%乙基纤维素、0.1wt.%丙烯酸流平剂、松油醇余量),并130℃烘箱热退火处理15min;再通过电沉积方式(电沉积电流密度1.5a/dm2,电压1v,时间2min)在凹槽的银纳米颗粒表面形成0.5μm厚的金属镍;接着用机械剥离方式把凹槽中的银/镍金属转移到微粘膜
上;接着在其上浇筑150μm厚的pdms(10:1),并室温固化5小时;最后通过丝网印刷方式印刷可拉伸银浆形成导线,从而把引线电极与外部相连,并在银/镍表面浇筑50μm厚的ecoflex,形成粘弹性封装层,以封装为温度传感器,总体的温度传感器大小为500μm
×
1mm大小,此为正温度系数的柔性传感器,具有好的传感稳定性,温度敏感系数tcr系数为0.3%/℃,并能感应0.2℃的温度变化,并与皮肤贴附性好,基本无褶皱,在皮肤的拉伸变形至表面积增加30%下,仍具有好的稳定性,仍能感应0.2℃的温度变化。
72.实施例14:
73.首先在40μm pet衬底上形成如图2所示的图形化凹槽结构,每一条螺旋的曲折结构的任一点与其相邻螺旋的曲折结构的最小距离为最小单元的重复周期的0.23倍,凹槽线宽50μm,深度50μm,再通过刮涂方式在凹槽中形成5μm厚的温敏材料银纳米颗粒墨水(银纳米颗粒墨水可以采用如下组成方案:50wt.%100nm颗粒尺寸的银纳米颗粒、1wt.%pvb包覆剂、7wt.%乙基纤维素、0.2wt.%丙烯酸流平剂、松油醇余量),并130℃烘箱热退火处理15min;再通过电沉积方式(电沉积电流密度1.5a/dm2,电压1v,时间20min)在凹槽的银纳米颗粒表面形成45μm厚的金属镍;接着用机械剥离方式把凹槽中的银/镍金属转移到微粘膜上;接着在其上浇筑150μm厚的pdms(10:1),并室温固化5小时;最后通过丝网印刷方式印刷可拉伸银浆形成导线,从而把引线电极与外部相连,并在银/镍表面浇筑50μm厚的ecoflex,形成粘弹性封装层,以封装为温度传感器,总体的温度传感器大小为1cm
×
2cm大小,此为正温度系数的柔性传感器,具有好的传感稳定性,温度敏感系数tcr系数为0.3%/℃,并能感应0.2℃的温度变化,并与皮肤贴附性好,基本无褶皱,在皮肤的拉伸变形至表面积增加30%下,仍具有好的稳定性,仍能感应0.2℃的温度变化。
74.实施例15:
75.首先在40μm pet衬底上形成如图2所示的图形化凹槽结构,每一条螺旋的曲折结构的任一点与其相邻螺旋的曲折结构的最小距离为最小单元的重复周期的0.23倍,凹槽线宽2μm,深度2μm(线宽/线深=1/1),再通过刮涂方式在凹槽中形成1μm厚的温敏材料银纳米颗粒墨水(银纳米颗粒墨水可以采用如下组成方案:60wt.%100nm颗粒尺寸的银纳米颗粒、0.5wt.%pvb包覆剂、5wt.%乙基纤维素、0.1wt.%丙烯酸流平剂、松油醇余量),并130℃烘箱热退火处理15min;再通过电沉积方式(电沉积电流密度1.5a/dm2,电压1v,时间3min)在凹槽的银纳米颗粒表面形成1μm厚的金属镍;接着用机械剥离方式把凹槽中的银/镍金属转移到微粘膜上;接着在其上浇筑150μm厚的pdms(10:1),并室温固化5小时;最后通过丝网印刷方式印刷可拉伸银浆形成导线,从而把引线电极与外部相连,并在银/镍表面浇筑50μm厚的ecoflex,形成粘弹性封装层,以封装为温度传感器,总体的温度传感器大小为500μm
×
1mm大小,此为正温度系数的柔性传感器,具有好的传感稳定性,温度敏感系数tcr系数为0.3%/℃,并能感应0.2℃的温度变化,并与皮肤贴附性好,基本无褶皱,在皮肤的拉伸变形至表面积增加30%下,仍具有好的稳定性,仍能感应0.2℃的温度变化。
76.实施例16:
77.首先在40μm pet衬底上形成如图2所示的图形化凹槽结构,每一条螺旋的曲折结构的任一点与其相邻螺旋的曲折结构的最小距离为最小单元的重复周期的0.23倍,凹槽线宽2μm,深度3μm(线宽/线深=1/1.5),再通过刮涂方式在凹槽中形成1μm厚的温敏材料银纳米颗粒墨水(银纳米颗粒墨水可以采用如下组成方案:60wt.%100nm颗粒尺寸的银纳米颗
粒、0.5wt.%pvb包覆剂、5wt.%乙基纤维素、0.1wt.%丙烯酸流平剂、松油醇余量),并130℃烘箱热退火处理15min;再通过电沉积方式(电沉积电流密度1.5a/dm2,电压1v,时间4min)在凹槽的银纳米颗粒表面形成2μm厚的金属镍;接着用机械剥离方式把凹槽中的银/镍金属转移到微粘膜上;接着在其上浇筑150μm厚的pdms(10:1),并室温固化5小时;最后通过丝网印刷方式印刷可拉伸银浆形成导线,从而把引线电极与外部相连,并在银/镍表面浇筑50μm厚的ecoflex,形成粘弹性封装层,以封装为温度传感器,总体的温度传感器大小为500μm
×
1mm大小,此为正温度系数的柔性传感器,具有好的传感稳定性,温度敏感系数tcr系数为0.3%/℃,并能感应0.2℃的温度变化,并与皮肤贴附性好,基本无褶皱,在皮肤的拉伸变形至表面积增加30%下,仍具有好的稳定性,仍能感应0.2℃的温度变化。
78.实施例17:
79.首先在40μm pet衬底上形成如图2所示的图形化凹槽结构,每一条螺旋的曲折结构的任一点与其相邻螺旋的曲折结构的最小距离为最小单元的重复周期的0.23倍,凹槽线宽2μm,深度4μm(线宽/线深=1/2),再通过刮涂方式在凹槽中形成1μm厚的温敏材料银纳米颗粒墨水(银纳米颗粒墨水可以采用如下组成方案:60wt.%100nm颗粒尺寸的银纳米颗粒、0.5wt.%pvb包覆剂、5wt.%乙基纤维素、0.1wt.%丙烯酸流平剂、松油醇余量),并130℃烘箱热退火处理15min;再通过电沉积方式(电沉积电流密度1.5a/dm2,电压1v,时间6min)在凹槽的银纳米颗粒表面形成3μm厚的金属镍;接着用机械剥离方式把凹槽中的银/镍金属转移到微粘膜上;接着在其上浇筑150μm厚的pdms(10:1),并室温固化5小时;最后通过丝网印刷方式印刷可拉伸银浆形成导线,从而把引线电极与外部相连,并在银/镍表面浇筑50μm厚的ecoflex,形成粘弹性封装层,以封装为温度传感器,总体的温度传感器大小为500μm
×
1mm大小,此为正温度系数的柔性传感器,具有好的传感稳定性,温度敏感系数tcr系数为0.3%/℃,并能感应0.2℃的温度变化,并与皮肤贴附性好,基本无褶皱,在皮肤的拉伸变形至表面积增加30%下,仍具有好的稳定性,仍能感应0.2℃的温度变化。
80.实施例18:
81.首先在40μm pet衬底上形成如图2所示的图形化凹槽结构,每一条螺旋的曲折结构的任一点与其相邻螺旋的曲折结构的最小距离为最小单元的重复周期的0.23倍,凹槽线宽8μm,深度12μm(线宽/线深=1/1.5),再通过刮涂方式在凹槽中形成2μm厚的温敏材料银纳米颗粒墨水(银纳米颗粒墨水其各组分的用量同样可以视实际涂布需求而定,可以采用如下组成方案:50wt.%100nm颗粒尺寸的银纳米颗粒、0.5wt.%pvb包覆剂、7wt.%乙基纤维素、0.2wt.%丙烯酸流平剂、松油醇余量),并130℃烘箱热退火处理15min;再通过电沉积方式(电沉积电流密度1.5a/dm2,电压1v,时间12min)在凹槽的银纳米颗粒表面形成10μm厚的金属镍;接着用机械剥离方式把凹槽中的银/镍金属转移到微粘膜上;接着在其上浇筑150μm厚的pdms(10:1),并室温固化5小时;最后通过丝网印刷方式印刷可拉伸银浆形成导线,从而把引线电极与外部相连,并在银/镍表面浇筑50μm厚的ecoflex,形成粘弹性封装层,以封装为温度传感器,总体的温度传感器大小为1mm
×
2mm大小,此为正温度系数的柔性传感器,具有好的传感稳定性,温度敏感系数tcr系数为0.3%/℃,并能感应0.2℃的温度变化,并与皮肤贴附性好,基本无褶皱,在皮肤的拉伸变形至表面积增加30%下,仍具有好的稳定性,仍能感应0.2℃的温度变化。
82.实施例19:
83.首先在40μm pet衬底上形成如图2所示的图形化凹槽结构,每一条螺旋的曲折结构的任一点与其相邻螺旋的曲折结构的最小距离为最小单元的重复周期的0.23倍,凹槽线宽8μm,深度2μm(线宽/线深=1/0.25),再通过刮涂方式在凹槽中形成0.5μm厚的温敏材料银纳米颗粒墨水(银纳米颗粒墨水可以采用如下组成方案:50wt.%100nm颗粒尺寸的银纳米颗粒、0.5wt.%pvb包覆剂、7wt.%乙基纤维素、0.2wt.%丙烯酸流平剂、松油醇余量),并130℃烘箱热退火处理15min;再通过电沉积方式(电沉积电流密度1.5a/dm2,电压1v,时间3min)在凹槽的银纳米颗粒表面形成1.5μm厚的金属镍;接着用机械剥离方式把凹槽中的银/镍金属转移到微粘膜上;接着在其上浇筑150μm厚的pdms(10:1),并室温固化5小时;最后通过丝网印刷方式印刷可拉伸银浆形成导线,从而把引线电极与外部相连,并在银/镍表面浇筑50μm厚的ecoflex,形成粘弹性封装层,以封装为温度传感器,总体的温度传感器大小为1mm
×
2mm大小,此为正温度系数的柔性传感器,具有好的传感稳定性,温度敏感系数tcr系数为0.3%/℃,并能感应0.2℃的温度变化,并与皮肤贴附性好,基本无褶皱,在皮肤的拉伸变形至表面积增加30%下,仍具有好的稳定性,仍能感应0.2℃的温度变化。
84.实施例20:
85.首先在40μm pet衬底上形成如图2所示的图形化凹槽结构,每一条螺旋的曲折结构的任一点与其相邻螺旋的曲折结构的最小距离为最小单元的重复周期的0.1倍,凹槽线宽2μm,深度3μm(线宽/线深=1/1.5),再通过刮涂方式在凹槽中形成1μm厚的温敏材料银纳米颗粒墨水(银纳米颗粒墨水可以采用如下组成方案:36wt.%100nm颗粒尺寸的银纳米颗粒、0.7wt.%pvb包覆剂、6.2wt.%乙基纤维素、0.14wt.%丙烯酸流平剂、松油醇余量),并130℃烘箱热退火处理15min;再通过电沉积方式(电沉积电流密度1.5a/dm2,电压1v,时间4min)在凹槽的银纳米颗粒表面形成2μm厚的金属镍;接着用机械剥离方式把凹槽中的银/镍金属转移到微粘膜上;接着在其上浇筑150μm厚的pdms(10:1),并室温固化5小时;最后通过丝网印刷方式印刷可拉伸银浆形成导线,从而把引线电极与外部相连,并在银/镍表面浇筑50μm厚的ecoflex,形成粘弹性封装层,以封装为温度传感器,总体的温度传感器大小为500μm
×
1mm大小,此为正温度系数的柔性传感器,具有好的传感稳定性,温度敏感系数tcr系数为0.3%/℃,并能感应0.2℃的温度变化,并与皮肤贴附性好,基本无褶皱,在皮肤的拉伸变形至表面积增加30%下,仍具有好的稳定性,仍能感应0.2℃的温度变化。
86.实施例21:
87.首先在40μm pet衬底上形成如图2所示的图形化凹槽结构,每一条螺旋的曲折结构的任一点与其相邻螺旋的曲折结构的最小距离为最小单元的重复周期的0.15倍,凹槽线宽2μm,深度3μm(线宽/线深=1/1.5),再通过刮涂方式在凹槽中形成1μm厚的温敏材料银纳米颗粒墨水(银纳米颗粒墨水可以采用如下组成方案:42wt.%125nm颗粒尺寸的银纳米颗粒、0.85wt.%pvb包覆剂、6.8wt.%乙基纤维素、0.21wt.%丙烯酸流平剂、松油醇余量),并130℃烘箱热退火处理15min;再通过电沉积方式(电沉积电流密度1.5a/dm2,电压1v,时间4min)在凹槽的银纳米颗粒表面形成2μm厚的金属镍;接着用机械剥离方式把凹槽中的银/镍金属转移到微粘膜上;接着在其上浇筑150μm厚的pdms(10:1),并室温固化5小时;最后通过丝网印刷方式印刷可拉伸银浆形成导线,从而把引线电极与外部相连,并在银/镍表面浇筑50μm厚的ecoflex,形成粘弹性封装层,以封装为温度传感器,总体的温度传感器大小为500μm
×
1mm大小,此为正温度系数的柔性传感器,具有好的传感稳定性,温度敏感系数tcr
系数为0.3%/℃,并能感应0.2℃的温度变化,并与皮肤贴附性好,基本无褶皱,在皮肤的拉伸变形至表面积增加30%下,仍具有好的稳定性,仍能感应0.2℃的温度变化。
88.实施例22:
89.首先在40μm pet衬底上形成如图2所示的图形化凹槽结构,每一条螺旋的曲折结构的任一点与其相邻螺旋的曲折结构的最小距离为最小单元的重复周期的0.05倍,凹槽线宽2μm,深度3μm(线宽/线深=1/1.5),再通过刮涂方式在凹槽中形成1μm厚的温敏材料银纳米颗粒墨水(银纳米颗粒墨水可以采用如下组成方案:53wt.%150nm颗粒尺寸的银纳米颗粒、0.93wt.%pvb包覆剂、7.2wt.%乙基纤维素、0.26wt.%丙烯酸流平剂、松油醇余量),并130℃烘箱热退火处理15min;再通过电沉积方式(电沉积电流密度1.5a/dm2,电压1v,时间4min)在凹槽的银纳米颗粒表面形成2μm厚的金属镍;接着用机械剥离方式把凹槽中的银/镍金属转移到微粘膜上;接着在其上浇筑150μm厚的pdms(10:1),并室温固化5小时;最后通过丝网印刷方式印刷可拉伸银浆形成导线,从而把引线电极与外部相连,并在银/镍表面浇筑50μm厚的ecoflex,形成粘弹性封装层,以封装为温度传感器,总体的温度传感器大小为500μm
×
1mm大小,此为正温度系数的柔性传感器,具有好的传感稳定性,温度敏感系数tcr系数为0.3%/℃,并能感应0.2℃的温度变化,并与皮肤贴附性好,基本无褶皱,在皮肤的拉伸变形至表面积增加30%下,仍具有好的稳定性,仍能感应0.2℃的温度变化。
90.实施例23:
91.首先在10μm pen衬底上形成如图2所示的图形化凹槽结构,每一条螺旋的曲折结构的任一点与其相邻螺旋的曲折结构的最小距离为最小单元的重复周期的0.23倍,线宽10μm,凹槽深度8μm;再通过刮涂方式在凹槽中形成8μm厚的温敏材料镍纳米颗粒墨水(镍纳米颗粒墨水可以采用如下组成方案:30wt.%100nm颗粒尺寸的镍纳米颗粒、0.5wt.%pvb包覆剂、5wt.%乙基纤维素、0.1wt.%丙烯酸流平剂、松油醇余量),并130℃烘箱热退火处理15min;然后用氙灯烧结方式(3kv,2ms)烧结一次,从而形成的温敏材料电极,再利用激光剥离方法(功率25w)把温敏材料和引线电极转移到微粘膜上;接着在其上浇筑pdms(10:1),并70℃固化2小时,揭下微粘膜;然后通过银浆与铜导线把两端引线电极导出,并采用40μm厚度的柔性pu膜封装为温度传感器,总体的温度传感器大小为2mm
×
3mm大小,此为正温度系数的柔性传感器,具有好的传感稳定性,温度敏感系数tcr系数为0.3%/℃,并能感应0.1℃的温度变化,并与皮肤贴附性好,基本无褶皱,在皮肤的拉伸变形至表面积增加30%下,仍具有好的稳定性,仍能感应0.1℃的温度变化。
92.实施例24:
93.首先在200μm pi衬底上形成如图2所示的图形化凹槽结构,每一条螺旋的曲折结构的任一点与其相邻螺旋的曲折结构的最小距离为最小单元的重复周期的0.23倍,线宽20μm,凹槽深度10μm;再通过刮涂方式在凹槽中形成10μm厚的温敏材料镍纳米颗粒墨水(镍纳米颗粒墨水可以采用如下组成方案:30wt.%100nm颗粒尺寸的镍纳米颗粒、0.5wt.%pvb包覆剂、5wt.%乙基纤维素、0.1wt.%丙烯酸流平剂、松油醇余量),并130℃烘箱热退火处理15min;然后用氙灯烧结方式(3kv,2ms)烧结一次,从而形成的温敏材料电极,再利用激光剥离方法(功率25w)把温敏材料和引线电极转移到微粘膜上;接着在其上浇筑pdms(10:1),并70℃固化2小时,揭下微粘膜;然后通过银浆与铜导线把两端引线电极导出,并采用40μm厚度的柔性pu膜封装为温度传感器,总体的温度传感器大小为2mm
×
3mm大小,此为正温度系
数的柔性传感器,具有好的传感稳定性,温度敏感系数tcr系数为0.3%/℃,并能感应0.1℃的温度变化,并与皮肤贴附性好,基本无褶皱,在皮肤的拉伸变形至表面积增加30%下,仍具有好的稳定性,仍能感应0.1℃的温度变化。
94.实施例25:
95.首先在复合衬底(采用单层10μm厚度的pi膜与5μmpva膜复合形成的双层膜),在pi膜一侧形成如图1所示的图形化凹槽结构,每一条螺旋的曲折结构的任一点与其相邻螺旋的曲折结构的最小距离为最小单元的重复周期的0.23倍,线宽20μm,凹槽深度10μm;再通过刮涂方式在凹槽中形成1μm厚的温敏材料银纳米颗粒墨水(银纳米颗粒墨水可以采用如下组成方案:30wt.%100nm颗粒尺寸的银纳米颗粒、0.5wt.%pvb包覆剂、5wt.%乙基纤维素、0.1wt.%丙烯酸流平剂、松油醇余量),并130℃烘箱热退火处理15min;再通过电沉积方式(电沉积电流密度1.5a/dm2,电压1v,时间10min)在凹槽的银纳米颗粒表面形成9μm厚的金属镍;接着用机械剥离方式把凹槽中的银/镍金属转移到微粘膜上;接着在其上浇筑150μm厚的pdms(10:1),并室温固化5小时;最后通过丝网印刷方式印刷可拉伸银浆形成导线,从而把引线电极与外部相连,并在银/镍表面浇筑50μm厚的ecoflex,形成粘弹性封装层,以封装为温度传感器,总体的温度传感器大小为3mm
×
5mm大小,此为正温度系数的柔性传感器,具有好的传感稳定性,温度敏感系数tcr系数为0.3%/℃,并能感应0.2℃的温度变化,并与皮肤贴附性好,基本无褶皱,在皮肤的拉伸变形至表面积增加30%下,仍具有好的稳定性,仍能感应0.2℃的温度变化。
96.实施例26:
97.首先在复合衬底(采用单层厚度均为30μm的pvdf、pdms、ecoflex顺次形成的复合膜),在pvdf一侧形成如图1所示的图形化凹槽结构,每一条螺旋的曲折结构的任一点与其相邻螺旋的曲折结构的最小距离为最小单元的重复周期的0.23倍,线宽20μm,凹槽深度10μm;再通过刮涂方式在凹槽中形成1μm厚的温敏材料银纳米颗粒墨水(银纳米颗粒墨水可以采用如下组成方案:30wt.%100nm颗粒尺寸的银纳米颗粒、0.5wt.%pvb包覆剂、5wt.%乙基纤维素、0.1wt.%丙烯酸流平剂、松油醇余量),并130℃烘箱热退火处理15min;再通过电沉积方式(电沉积电流密度1.5a/dm2,电压1v,时间10min)在凹槽的银纳米颗粒表面形成9μm厚的金属镍;接着用机械剥离方式把凹槽中的银/镍金属转移到微粘膜上;接着在其上浇筑150μm厚的pdms(10:1),并室温固化5小时;最后通过丝网印刷方式印刷可拉伸银浆形成导线,从而把引线电极与外部相连,并在银/镍表面浇筑50μm厚的ecoflex,形成粘弹性封装层,以封装为温度传感器,总体的温度传感器大小为3mm
×
5mm大小,此为正温度系数的柔性传感器,具有好的传感稳定性,温度敏感系数tcr系数为0.3%/℃,并能感应0.2℃的温度变化,并与皮肤贴附性好,基本无褶皱,在皮肤的拉伸变形至表面积增加30%下,仍具有好的稳定性,仍能感应0.2℃的温度变化。
98.前述对本发明的具体示例性实施方案的描述是为了说明和例证的目的。这些描述并非想将本发明限定为所公开的精确形式,并且很显然,根据上述教导,可以进行很多改变和变化。对示例性实施例进行选择和描述的目的在于解释本发明的特定原理及其实际应用,从而使得本领域的技术人员能够实现并利用本发明的各种不同的示例性实施方案以及各种不同的选择和改变。本发明的范围意在由权利要求书及其等同形式所限定。
技术特征:
1.一种可拉伸温度传感器,至少包括衬底、温度敏感器件、引线电极、封装层,其特征在于,所述衬底为粘弹性衬底;所述封装层为粘弹性封装层;所述粘弹性衬底、温度敏感器件、粘弹性封装层在外力作用下可发生弹性形变,在所述粘弹性衬底表面所形成的面上方观察所述温度敏感器件至少在所述引线电极之间形成有部分的曲折结构,所述曲折结构至少为折线型或曲线型;预成型的所述温度敏感器件嵌入所述粘弹性衬底,所述粘弹性衬底包括:pdms、pu、tpu、ecoflex、sebs、pvdf的一种或多种复合。2.如权利要求1所述的可拉伸温度传感器,其特征在于,所述温度敏感器件其垂直于延伸方向的截面尺寸满足:宽度1μm-50μm、高度1μm-50μm。3.如权利要求1所述的可拉伸温度传感器,其特征在于,所述温度敏感器件为在所述引线电极之间形成的曲折结构。4.如权利要求3所述的可拉伸温度传感器,其特征在于,所述温度敏感器件至少包括一种曲折结构的重复。5.如权利要求3所述的可拉伸温度传感器,其特征在于,所述温度敏感器件至少包括一种曲折结构的沿一个延伸方向的尺寸渐变。6.如权利要求5所述的可拉伸温度传感器,其特征在于,所述温度敏感器件为在所述引线电极之间形成的多列重复且平行的曲折结构。7.如权利要求3-6任一所述的可拉伸温度传感器,其特征在于,所述曲折结构至少选自规则形态的如下结构:蛇形结构、折线型结构、波浪线结构、交叉线结构。8.如权利要求1-7任一所述的可拉伸温度传感器的制备方法,包括:s1、在柔性衬底表面形成配合温度敏感器件的形貌和尺寸和/或引线电极的形貌和尺寸的凹槽结构;s2、在所述凹槽结构中填充温变材料,高温退火和/或氙灯烧结,并成型为温度敏感器件和/或引线电极,并剥离转移至粘弹性衬底;s3、至少在温度敏感器件和/或引线电极所在区域进行柔性封装形成粘弹性封装层。9.电子器件,包括如权利要求1-7任一所述的可拉伸温度传感器以及连接到所述温度传感器的连接器件,所述连接器件至少包括线缆。10.电子设备,包括如权利要求1-7任一所述的可拉伸温度传感器和/或如权利要求9所述的电子器件。
技术总结
本发明公开了可拉伸温度传感器及其制备方法、器件和设备,其中传感器至少包括衬底、温度敏感器件、引线电极、封装层,衬底为粘弹性衬底;封装层为粘弹性封装层;粘弹性衬底、温度敏感器件、粘弹性封装层在外力作用下可发生弹性形变,在粘弹性衬底表面所形成的面上方观察温度敏感器件至少在引线电极之间形成有部分曲折结构,曲折结构至少为折线型或曲线型;预成型的温度敏感器件嵌入粘弹性衬底。本发明方案具有产品稳定性好,具有无论在常规状态下,还是在形变状态下均具有良好的检测可控性和灵敏性。敏性。敏性。
技术研发人员:陈小连 苏文明 聂书红 吴馨洲 徐文亚 张硕 裴芳芳
受保护的技术使用者:中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所
技术研发日:2023.05.23
技术公布日:2023/8/21
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