一种梯形阵列式压力传感器的制备方法技术

本发明专利技术涉及一种梯形阵列式压力传感器的制备方法，包括以下步骤：S1)利用金属材料制备梯形长条状的金属模板；S2)、利用电泳技术将导电增强材料均匀分布到金属模板上；S3)、在金属模板上均匀涂覆一层厚度为50‑500微米的PDMS薄膜层；S4)、脱模，将导电增强材料转移到具有梯形长条状阵列结构的PDMS薄膜层上；S5)、利用氧化铟锡(ITO)在PDMS薄膜层外包覆一层导电层，然后再包覆一层PET层，然后封装得到压力传感器。本发明专利技术制备工艺简单，成本低廉，适合工业化生产；通过电泳吸附，利用电流的均匀分布，提高导电材料分布的均匀性；Ag纳米线等导电增强材料附着在PDMS表面的微纳结构，一旦微纳结构发生变形，即可迅速产生响应，有利于提高器件的响应的灵敏度。

A preparation method of trapezoidal array pressure sensor

The invention relates to a preparation method of a trapezoid array pressure sensor, including the following steps: S1) making use of metal materials to prepare a trapezoid strip metal template; S2), using electrophoretic technology to evenly distribute the conductive reinforcing material on the metal template; S3), and evenly coating a layer of PDM with a thickness of 50 micron of PDM on the metal template. S film layer; S4) and demoulding, transfer the conductive material to the PDMS film layer with trapezoid long strip array structure; S5), use indium tin oxide (ITO) to coat a layer of conductive layer in the PDMS film layer, then cover a layer of PET layer, and then encapsulate the pressure sensor. The invention has the advantages of simple preparation technology, low cost and suitable for industrial production. By using electrophoretic adsorption, the uniformity of the distribution of conductive materials is improved by using the uniform distribution of current, and the micro nano structure attached to the surface of the PDMS surface, such as Ag nanowires, can quickly produce response, and is beneficial to the rapid production of response. Improve the sensitivity of the response of the device.

【技术实现步骤摘要】
一种梯形阵列式压力传感器的制备方法
本专利技术涉及一种传感器
，尤其是一种梯形阵列式压力传感器的制备方法。
技术介绍
传感器是当今科学发展中非常重要的一个领域，其广泛运用在医疗健康、智能家居、环境保护、安全生产、国防等各个领域。因此，高性能传感器一直是科研人员努力的目标。其中，可用于医疗健康领域的穿戴式压力传感器更是受到人们的广泛关注。穿戴式压力传感器要求柔软、轻便、舒适，而满足这些要求通常是有机导电薄膜，例如PDMS、PET、石墨烯等。有机薄膜通常是不导电的，为了获得良好的电学性能，会在PDMS中掺入Ag纳米线、Au纳米线、碳纳米管、石墨烯等。即使这样，器件的灵敏度还是达不到要求，为了提高传感器的灵敏度，人们尝试在在PDMS引入各种微结构，例如复制丝绸的微结构、荷叶的微结构、纳米级倒金字塔结构、纳米柱等等；然而复制丝绸的微结构、荷叶的微结构均过于粗大，均一性差，器件灵敏度还需要进一步提高，并且一般都是通过手工或者机械涂覆，导电增强材料(金属纳米线、碳纳米管、石墨烯等)分布不均匀。
技术实现思路
针对现有技术的不足，本专利技术提供一种梯形阵列式压力传感器的制备方法。本专利技术的技术方案为：一种梯形阵列式压力传感器的制备方法，包括以下步骤：S1)利用金属材料制备梯形长条状的金属模板；S2)、利用电泳技术将导电增强材料均匀分布到金属模板上；S3)、在金属模板上均匀涂覆一层厚度为50-500微米的PDMS薄膜层；S4)、脱模，将导电增强材料转移到具有梯形长条状阵列结构的PDMS薄膜层上；S5)、利用氧化铟锡(ITO)在PDMS薄膜层外包覆一层ITO层，然后再包覆一层PET层，然后在ITO上使用涂覆银浆和导电胶布形成电极，即可获得结构完整的压力传感器。优选的，步骤S1)中，梯形长条状的金属模板上边长为0.5-30微米，下边长为1-40微米，高为0.5-10微米，并且使用的模板的尺寸大于5×5厘米。优选的，步骤S1)中，金属模板采用的金属材料为铝合金或者合金钢，通过3D打印，高温真空烧结成型。优选的，步骤S2)中，所述的导电增强材料为金属纳米线、碳纳米线/纳米管、石墨烯中的任意一种。优选的，步骤S2)中，电泳的溶液为导电增强材料、乙醇和聚二烯丙基二甲基氯化铵(PDDA)的混合溶液，电泳电压为1-10V，电泳吸附时间为5-30分钟。优选的，电泳溶液的配置方法为：1g/L导电增强材料，乙醇，每100ml溶液加入1mlPDDA，超声30min到1h。优选的，步骤S5)中，封装的结构可为旋转90°面对面封装或三明治式封装或背贴式封装或卡位面对面封装，其中，三明治式封装时，使用PDMS或PI薄膜材料作为绝缘层，其厚度为200-600微米。本专利技术的有益效果为：1、制备工艺简单，成本低廉，适合工业化生产；2、通过电泳吸附，利用电流的均匀分布，提高导电材料分布的均匀性；3、Ag纳米线等导电增强材料附着在PDMS表面的微纳结构表面，一旦微纳结构发生变形，即可迅速产生响应，有利于提高器件的响应的灵敏度。附图说明图1为本专利技术实施例中采用旋转90°面对面封装制备的压力传感器的结构示意图；图2为本专利技术实施例中采用背贴式封装制备的压力传感器的结构示意图；图3为本专利技术实施例中制备梯形阵列PDMS薄膜层的流程示意图。图中，1-PET层，2-ITO层，3-PDMS薄膜层，4-碳纳米线，5-电极。具体实施方式下面结合附图对本专利技术的具体实施方式作进一步说明：如图1、图2、图3所示，一种梯形阵列式压力传感器的制备方法，包括以下步骤：S1)、利用金属材料制备梯形长条状图形凸模，梯形的上边长为5微米，下边长为10微米，高为5微米，模板的尺寸为5×5厘米；S2)、利用电泳的技术将导电增强材料碳纳米线均匀分布到金属模板上，导电材料会形成网络状分布，形成一层碳纳米线，其中，电泳电压为1V，电泳吸附时间为10分钟，电泳的溶液为碳纳米线、乙醇和聚二烯丙基二甲基氯化铵(PDDA)的混合溶液，其配置方法为：1g/L碳纳米线、乙醇，每100ml溶液加入1ml乙醇和聚二烯丙基二甲基氯化铵(PDDA)，超声30min；S3)、然后在金属模板上均匀涂覆厚度为50微米的PDMS薄膜层；S4)、脱模，将导电增强材料转移到具有梯形长条状阵列结构的PDMS薄膜层上；S5)、利用氧化铟锡(ITO)在PDMS薄膜层外包覆一层ITO层，然后再包覆一层PET层，并在ITO上使用涂覆银浆和导电胶布形成电极，即可获得结构完整的压力传感器；其封装方式可为三明治式、背贴式、旋转90°面对面封装式、面对面卡位式封装，其中，三明治式封装时，采用PDMS或PI薄膜材料作为绝缘层，其厚度为200-600微米。上述实施例和说明书中描述的只是说明本专利技术的原理和最佳实施例，在不脱离本专利技术精神和范围的前提下，本专利技术还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本专利技术范围内。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种梯形阵列式压力传感器的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：S1)利用金属材料制备梯形长条状的金属模板；S2)、利用电泳技术将导电增强材料均匀分布到金属模板上；S3)、在金属模板上均匀涂覆一层厚度为50‑500微米的PDMS薄膜层；S4)、脱模，将导电增强材料转移到具有梯形长条状阵列结构的PDMS薄膜层上；S5)、利用氧化铟锡(ITO)在PDMS薄膜层外包覆一层ITO层，然后再包覆一层PET层，然后在ITO层上使用涂覆银浆和导电胶布形成电极，即可获得结构完整的压力传感器。

【技术特征摘要】
1.一种梯形阵列式压力传感器的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：S1)利用金属材料制备梯形长条状的金属模板；S2)、利用电泳技术将导电增强材料均匀分布到金属模板上；S3)、在金属模板上均匀涂覆一层厚度为50-500微米的PDMS薄膜层；S4)、脱模，将导电增强材料转移到具有梯形长条状阵列结构的PDMS薄膜层上；S5)、利用氧化铟锡(ITO)在PDMS薄膜层外包覆一层ITO层，然后再包覆一层PET层，然后在ITO层上使用涂覆银浆和导电胶布形成电极，即可获得结构完整的压力传感器。2.根据权利要求1所述的一种梯形阵列式压力传感器的制备方法，其特征在于：步骤S1)中，梯形长条状的金属模板上边长为0.5-30微米，下边长为1-40微米，高为0.5-10微米，并且使用的模板的尺寸大于5×5厘米。3.根据...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨为家，沈耿哲，何鑫，郑泽松，徐锐彬，吴健豪，蒋庭辉，江嘉怡，朱婉瑜，越韵婷，
申请(专利权)人：五邑大学，
类型：发明
国别省市：广东,44