一种压力传感器的制作方法

本公开涉及传感器，具体涉及一种压力传感器。

背景技术：

1、压力传感器是在工业以及生产生活中应用广泛的传感器之一。随着消费电子科技产业的兴起和人机交互技术的发展，对传感器的尺寸、灵敏度和线性度等不断提出更高的要求。

2、本说明书一些实施例旨在提供一种压力传感器，以期具备更佳的灵敏度。

技术实现思路

1、本说明书一个或多个实施例提供的压力传感器，包括壳体与固态电解质组件；所述固态电解质组件位于所述壳体内，并且被配置为响应于作用在所述壳体上的压力生成与所述压力相关的测量信号。由于固态电解质组件内部包含的导电离子的移动不依赖于易挥发的液体或水分，因此在确保压力传感器灵敏度的同时，能够有效提升压力传感器的稳定性和可靠性。

2、根据本说明书一些实施例提供的压力传感器，所述固态电解质组件包括第一电极、第二电极与固态电解质单元；所述固态电解质单元被配置为具有电极接触面，所述固态电解质单元的所述电极接触面与所述第一电极和/或所述第二电极的接触面积随所述压力变化进而使所述测量信号随所述压力变化。固态电解质单元的电极接触面的面积能够跟随压力变化，进而引起固态电解质单元与电极的接触电容变化，使得测量信号能够有效携带压力信息。

3、根据本说明书一些实施例提供的压力传感器，所述第一电极为柔性电极，且所述第一电极被配置为与所述固态电解质单元的第一表面相对设置；所述第二电极与所述固态电解质单元的第二表面导电连接。柔性电极能够更加灵敏的响应于压力作用而改变柔性电极与固态电解质单元的接触面积，能够有效提升压力传感器的灵敏度。

4、根据本说明书一些实施例提供的压力传感器，所述第一电极和所述第二电极均为柔性电极；所述第一电极被配置为与所述固态电解质单元的第一表面相对设置，所述第二电极被配置为与所述固态电解质单元的第二表面相对设置，进而在所述第一表面和所述第二表面上分别形成所述电极接触面。当第一电极和第二电极均为柔性电极时，在压力作用下固态电解质单元与第一电极、第二电极的接触面积都会发生变化，可以进一步提高压力传感器的灵敏度。

5、根据本说明书一些实施例提供的压力传感器，所述第一电极和所述第二电极均为柔性电极；所述第一电极被配置为与所述固态电解质单元的第一表面的第一区域相对设置，所述第二电极被配置为与所述固态电解质单元的第一表面的第二区域相对设置，以便在所述第一表面的所述第一区域和所述第二区域内分别形成所述电极接触面。第一电极和第二电极位于固态电解质单元的同一侧，使得电极引线的布设更加方便。

6、根据本说明书一些实施例提供的压力传感器，所述固态电解质组件包括第一电极、第二电极、第三电极与固态电解质单元，所述第三电极为柔性电极；所述固态电解质单元包括第一固态电解质单元以及第二固态电解质单元；所述第三电极被配置为与所述第一固态电解质单元的第一表面和所述第二固态电解质单元的第一表面相对设置，以便在所述第一固态电解质单元的第一表面和所述第二固态电解质单元的第一表面分别形成电极接触面；所述电极接触面与所述第三电极的接触面积随所述压力变化进而使所述测量信号随所述压力变化；所述第一电极与所述第一固态电解质单元的第二表面导电连接；所述第二电极与所述第二固态电解质单元的第二表面导电连接。

7、根据本说明书一些实施例提供的压力传感器，所述柔性电极的硬度小于60°a，进而使得压力传感器具有更好的灵敏度。

8、根据本说明书一些实施例提供的压力传感器，所述柔性电极上的与所述固态电解质单元接触的表面上设置有微结构。柔性电极上的微结构有助于提高压力传感器的灵敏度。

9、根据本说明书一些实施例提供的压力传感器，所述柔性电极的厚度为1um～500um，使压力传感器的尺寸可以更加小型化的同时，能够确保压力传感器的灵敏度。

10、根据本说明书一些实施例提供的压力传感器，所述固态电解质单元的所述电极接触面的表面粗糙度为0.1um～200um，使压力传感器的尺寸可以更加小型化的同时，能够确保压力传感器的灵敏度。

11、根据本说明书一些实施例提供的压力传感器，所述电极接触面上设置有微结构，以进一步提高压力传感器的灵敏度。

12、根据本说明书一些实施例提供的压力传感器，所述固态电解质单元包括含固态电解质颗粒的绝缘基底。使用固态电解质颗粒与绝缘基底制作固态电解质单元，有助于降低生产成本并提高固态电解质单元的机械强度，降低损耗率。

13、根据本说明书一些实施例提供的压力传感器，所述固态电解质颗粒中至少的部分颗粒的至少一面超出所述绝缘基底的表面。至少部分固态电解质颗粒至少有一面超出绝缘基底，从而在绝缘基底表面形成凹凸起伏的结构，与柔性电极接触形成接触界面，从而获得较佳的灵敏度。

14、根据本说明书一些实施例提供的压力传感器，所述固态电解质颗粒中至少的部分颗粒的粒径大于所述绝缘基底厚度的1/10，或者所述固态电解质颗粒与所述绝缘基底的质量比大于1/10，进而可以大幅提升含固态电解质颗粒的绝缘基底的介电常数，提升压力传感器的灵敏度。

15、根据本说明书一些实施例提供的压力传感器，所述固态电解质单元被配置为具有贯穿裂缝。

16、根据本说明书一些实施例提供的压力传感器，所述固态电解质组件包括第一电极、第二电极与固态电解质单元；所述第一电极和所述第二电极分别与所述固态电解质单元导电连接；所述固态电解质单元被配置为具有贯穿裂缝，所述测量信号随所述压力变化。固态电解质单元的内部包含可以移动的导电离子，由于贯穿裂缝的存在，固态电解质内部的离子无法通过裂缝从而在裂缝界面处形成较大的界面电容，界面电容与贯穿裂缝的宽度相关。当有压力作用于壳体并传递到固态电解质单元引起贯穿裂缝的宽度变化时，界面电容也会变化，使得测量信号能够携带压力信息，达到检测压力值的目的。

17、根据本说明书一些实施例提供的压力传感器，所述贯穿裂缝的缝宽小于10um，有助于提高压力传感器的灵敏度。

18、根据本说明书一些实施例提供的压力传感器，所述第一电极与所述固态电解质单元第一表面的第一区域导电连接，所述第二电极与所述固态电解质单元第一表面的第二区域导电连接；所述贯穿裂缝与所述第一表面的夹角大于0°，且小于180°，以有效感测到多个方向上的压力作用，提高压力传感器的灵敏度。当前述夹角设置为大于0°，且小于180°时，固态电解质单元也更易于加工得到。

19、根据本说明书一些实施例提供的压力传感器，所述贯穿裂缝在所述第一表面上的垂直投影位于所述第一区域和所述第二区域之间。第一电极和第二电极分设于固态电解质单元内部贯穿裂缝的两侧，避免同一电极跨接与贯穿裂缝的两侧，有助于降低采集测量信号时的干扰，提高测量准确性。

20、根据本说明书一些实施例提供的压力传感器，所述固态电解质单元的电导率大于10-6s/cm。

21、根据本说明书一些实施例提供的压力传感器，所述壳体包括第一基板、第二基板以及一个以上支撑体；所述一个以上支撑体设置于所述第一基板和所述第二基板之间并将所述第一基板和所述第二基板之间的空间划分为一个以上容置区域；所述一个以上容置区域中分别设置有所述固态电解质组件。将多个固态电解质组件以阵列的形式排布放置，可以在实现压力大小检测的同时实现压力位置的检测。

22、综上所述，本说明书一些实施例具备的有益效果包括但不限于以下多个方面：(1)本说明书一些实施例提供的固态离电压力传感器因为其内部不含液体或水分，因此传感器的稳定性和可靠性得以显著提升。(2)本说明书一些实施例提供的压力传感器结构简单且易于加工制备，有效降低了生产成本，更适于大规模生产。(3)压力传感器中的柔性电极在压力下易发生形变，从而使传感器内部发生更大的界面电容变化，提升测量灵敏度。(4)本说明书一些实施例提供的复合结构的固态电解质单元，有助于进一步降低生产成本并提高固态电解质单元的机械强度，降低损耗率。(5)在固态电解质单元上加工出贯穿裂缝，有助于进一步提高传感器的灵敏度。(6)本说明书一些实施例提供的压力传感器，包含阵列排布的多个固态电解质组件，在实现压力大小的高灵敏检测的同时实现了压力位置的高灵敏度检测。应当理解的是，以上有益效果可以体现在本说明书的不同实施例中，同一实施例也可以同时具有一个以上前述有益效果。