柔性阵列式压力传感器的制备研究*

刘双斌, 秦会斌

(杭州电子科技大学 新型电子器件与应用研究所,浙江 杭州 310018)

0 引 言

传感器作为各种设备感知外界环境的重要工具,充当着设备的“眼”、“耳”、“鼻”和“皮肤”。压力传感器作为传感器家族的一支,充当着不可替代的角色。随着各种设备的智能化,对外感知能力的要求越来越高,不仅仅需要感知压力的大小,还需要感知压力的施加位置和分布范围,同时压力传感器的附着面也不再仅仅限制于平整规律的物体表面。因此,需要一种不仅可以检测点压力、区域压力分布,还可适应不同附着表面的柔性压力传感器[1～3]。

近年来,柔性阵列式压力传感器得到人们的关注,并对其进行了相关研究。卢凯[2]制备了三明治结构的压电阵列传感器,敏感层为聚偏氟乙烯和三氟乙烯共聚物压电薄膜,在压电层表面通过光刻工艺制备了表面铝电极阵列,该传感器为4×4传感器阵列,电极尺寸为1.4 mm×1.4 mm,力电性能良好。张帅等人[3]设计了一种压电式阵列传感器用来对羽毛球从不同高度落下时击打的位置和打击力度的大小进行检测,该传感器压电层采用无纺布涂布分散于N—甲基吡咯烷酮的PVDF溶液,具有良好的线性度。郭士杰等人[4]采用带状导电布作为上下电极,交叉垂直分布制作了电容式阵列式传感器,传感器大小为500 mm×500 mm,32像素×32像素,单个传感单元尺寸为15 mm2,在0～70 kPa范围内线性度较好。Pand C等人[5]采用医用胶带为上级板材料,制备了微结构化阵列在传感器下级板,极大提高了传感器分辨率和灵敏度。……