低成本制造機器人皮膚傳感器的印刷電阻/電容技術探索
在服務機器人與假肢智能化浪潮中,高密度觸覺感知需求與制造成本間的矛盾日益凸顯。傳統硅基傳感器因光刻工藝限制,單點觸覺單元成本高達$0.5,嚴重制約全身覆蓋式電子皮膚的普及。平尚科技通過印刷電子技術與材料創新的融合,將貼片電阻/電容的制造成本壓縮80%,為機器人皮膚提供每平方厘米僅$0.03的觸覺解決方案。

針對機器人皮膚對多模態感知與曲面集成的核心需求,平尚科技在PS-TS系列印刷傳感器中突破三大技術瓶頸:
納米銀/碳漿電阻電容同印技術:開發可低溫(150℃)燒結的復合功能漿料,單次絲網印刷同步形成阻值10Ω–1MΩ的電阻網絡與0.1–10nF電容陣列,相比傳統分步工藝效率提升300%;
柔性基底阻抗補償算法:基于PET基板形變特性建立電阻-應變數學模型,通過智能修調電路自動補償彎曲導致的±15%阻值偏移,使壓力檢測精度穩定在±2%FS;
3D疊層微結構設計:在0.2mm厚度內實現電阻層-電容層-電極層的垂直互聯,使單個傳感單元同時采集壓力/溫度/振動信號,集成度超越多數硅基MEMS器件。

為驗證印刷電子器件的實用可靠性,平尚科技構建仿生機械刺激測試平臺:
百萬次循環測試:氣動裝置模擬手指按壓(0.1–10N動態載荷),記錄印刷電阻在1萬次循環后的阻值漂移率;
曲面環境適應性:將傳感器貼合半徑5mm球面進行±90°扭曲測試,評估導線斷裂閾值;
極端溫濕耦合:85℃/85%RH環境下進行500小時老化,監測碳漿電阻的電化學遷移風險。
實測數據表明,采用新型銅鎳合金漿料的印刷電阻,在10萬次按壓后阻值變化≤±1.5%,電容介電層在95%RH濕度下的漏電流<1nA。更值得關注的是,其0.08mm超薄結構可無縫貼附機器人關節曲面,通過16×16陣列實現0.5mm空間分辨率的物體輪廓重構。

面向服務機器人的大規模商業化需求,平尚科技革新制造體系:
卷對卷印刷工藝:以每分鐘3米速度連續生產柔性傳感膜,單卷產能達5000傳感器/小時;
激光直寫修阻:采用532nm綠光激光微調阻值,精度達±0.5%(傳統噴砂修阻±5%);
AI驅動的品控系統:基于機器視覺實時檢測印刷缺陷,使不良率從行業平均8%降至0.3%。

當養老助手機器人輕握老人手腕時,其指尖印刷電阻陣列以0.1秒響應速度感知脈搏波動,而每平方厘米僅人民幣0.2元的成本,使全身覆蓋1000個傳感節點成為可能。平尚科技通過材料配方革新、工藝極限突破、制造范式重構三位一體的技術路徑,將機器人電子皮膚成本壓縮至傳統方案的1/5,為服務機器人走進千家萬戶掃除關鍵成本障礙。