本发明属于传感器,涉及一种应变传感器及其制备方法。
背景技术:
1、在植入式电子器件领域以及智能机器人等领域,应变传感器均是至关重要的器件之一,它可以将应变转化为电学信号,并进一步转化为数字信号输出。以胫骨骨折钢板术后监测为例,由于植入的钢板会受到体液的腐蚀,因此需要对植入钢板进行检测,现有的超声波监测由于周围存在软组织,准确率不高,会占用较多医疗资源,因此采用植入式应变传感器是更好的解决方向,而植入钢板的应变往往很小(<1%),因此需要才监测微小形变的高灵敏度应变传感器。目前的高灵敏应变传感器主要集中在柔性传感器领域。在植入式电子设备中,由于人体体液的酸碱环境,柔性传感器的稳定性较差,且柔性传感器需要较大的形变才能有较高的灵敏度,难以监测微小形变。
技术实现思路
1、为了克服上述问题,本发明提出一种应变传感器及其制备方法,在基底上预制凹槽,在凹槽上涂覆导电层,并在导电层两侧设电极,在导电层上进行裂纹处理,使得导电层表面形成裂纹,制得所述应变传感器。所述导电层和电极一体成型,以提高由电极和导电层构成的传感单元的一致性以及结构稳定性;所述应变传感器即使在微小的形变下也能产生极大的阻值变化;所述应变传感器制备方法简单,具有极高的经济价值,从而完成了本发明。
2、具体来说,本发明的目的在于提供以下方面:
3、第一方面,提供一种应变传感器,所述应变传感器包括:
4、基底,其上预制有凹槽;
5、导电层,其涂覆于基底的凹槽上;
6、至少一对电极,其位于基底上,且位于导电层两侧。
7、第二方面,提供一种应变传感器的制备方法,所述方法包括:
8、步骤1,在基底上预制凹槽;
9、步骤2,在基底的凹槽上涂覆导电层,并在导电层两侧设电极,制得所述应变传感器。
10、本发明所具有的有益效果包括:
11、(1)本发明提供的应变传感器具有良好的稳定性和疲劳寿命;同时具有极高的gf值,且微小形变下(<0.5%)就能产生极大的阻值变化。
12、(2)本发明提供的应变传感器以刚性半导体材料为基底,体积小,质量轻,抗腐蚀能力强,适用于植入式的电子设备。
13、(3)本发明提供的应变传感器电极和导电层一体成型,绝缘层的结构一体成型,以提高由电极和导电层构成的传感单元的一致性以及结构稳定性。
14、(4)本发明提供的应变传感器的制备方法,制作过程中仅需采用诸如旋涂、切割的简单工艺,具有结构和工艺流程简单的特点,具有极高的经济价值。
1.一种应变传感器,其特征在于,所述应变传感器包括:
2.根据权利要求1所述的应变传感器,其特征在于,优选的,所述基底(1)为刚性半导体材料。
3.根据权利要求1所述的应变传感器,其特征在于,所述凹槽为方波形凹槽、锯齿凹槽、十字凹槽或曲线凹槽。
4.根据权利要求1所述的应变传感器,其特征在于,所述导电层(3)优选为过渡金属。
5.根据权利要求1所述的应变传感器,其特征在于,基底(1)和导电层(3)之间设有绝缘层(5)。
6.根据权利要求1所述的应变传感器,其特征在于,基底(1)与电极(2)之间设有绝缘层(5)。
7.根据权利要求5或6所述的应变传感器,其特征在于,所述绝缘层(5)的厚度为85~115nm。
8.根据权利要求1所述的应变传感器,其特征在于,所述电极(2)与导电层(3)一体成型,所述电极(2)与导电层(3)厚度相同。
9.根据权利要求1所述的应变传感器,其特征在于,每一个电极(2)上均设有一根电极导线(6),且各个电极(2)之间不导联。
10.一种应变传感器的制备方法,其特征在于,所述方法包括:
