一种提高压电驻极体薄膜传感器信噪比的方法技术

本发明专利技术公开了一种提高压电驻极体薄膜传感器信噪比的方法，其采用层压方法将压电驻极体薄膜进行串联或并联叠层，成倍提高压电驻极体薄膜传感器电荷和电压输出量，以提高其灵敏度。同时，本发明专利技术中还公开了丝网印刷方法的方法将压电驻极体薄膜传感器增加柔性屏蔽层，以提高其抗干扰能力。本发明专利技术操作简单、能耗更低、工作效率大大提高，在保证了压电驻极体薄膜传感器柔性、超薄、自由弯曲、随意剪裁、经久耐用、廉价的前提下，提高了其灵敏度和抗干扰能力。从而拓展了压电驻极体薄膜传感器在高灵敏度需求场合和强电磁干扰环境下的应用，更加迎合了市场的需求。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及传感器和功能材料
，特别涉及。
技术介绍
压电驻极体(Piezoelectret，也称铁电驻极体Ferroelectret)是一种内部含非极性微孔结构的聚合物薄膜，经过适当的电极化处理后可呈现出较高的压电性能，在功能材料和传感器领域受到广泛的关注。它不仅具有高灵敏度、轻质超薄、可大面积成膜、廉价环保、尺寸可以随意剪裁、而且与空气、水、人体的声匹配性好等优点。在声学与超声、医疗与健康、控制与检测、智能交通、安防、消费电子、人机界面方面的传感器和执行器领域有广泛的应用前景。传统PVDF压电薄膜传感器灵敏度(压电电荷系数d33约为25pC/N)低，从而使其电荷、电压输出量较低，在实际应用中需要配置很大的增益，不仅增加了制造成本，而且在传声器、水听器、超声换能器等对灵敏度要求高的声学应用场合受到很大的限制。而压电驻极体薄膜传感器灵敏度(压电电荷系数(13 较高，可达400pC/N左右，在上述这些应用领域中能够得到很好的应用。即便如此，压电驻极体薄膜灵敏度的进一步提高，对这些声学应用信噪比提高有很关键的作用。在提高同时必需保证压电驻极体薄膜柔性、超薄的特点。除此之外，压电驻极体薄膜传感器在实际使用中，易受到外界环境中的电磁波、工频信号和其他噪音的干扰，造成信号失真。因此需要对这些干扰进行屏蔽，而传统的屏蔽压电材料的方法主要是采用刚性金属壳体进行屏蔽，不仅成本高、工艺复杂，而且这与压电驻极体薄膜传感器柔性特点并不匹配，大大限制了其在柔性、弯曲应用场合下的使用。
技术实现思路
针对以上所提到的现在技术中所存在的诸多不足，本专利技术的目的是在保证压电驻极体薄膜传感器超薄、自由弯曲、随意剪裁、经久耐用、廉价的前提下，提高其灵敏度、抗干扰能力和信噪比，从而拓展其在高灵敏度需求场合和强电磁干扰环境下的应用。本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是—种提高压电驻极体薄膜传感器信噪比的方法，采用串联叠层的方法，具体实施步骤如下Sl 将市售的导电双面胶层压在制备镀有金属电极的压电驻极体薄膜1背面；S2 将背面粘有导电胶的压电驻极体薄膜1层压在市售镀有金属电极压电驻极体薄膜2的正面，依次层压实现叠层串联；S3:用市售塑封机，将叠层好的压电驻极体薄膜冷裱或热塑至市售的单面含非导电胶封装薄膜上，然后双面封装。所述叠层的厚度的优选方案可从2 10层。本专利技术的另一种实现方案，采用并联叠层的方法，具体实施步骤如下(1)、将市售的导电双面胶层压在市售镀有金属电极的压电驻极体薄膜1背面；O)、将背面粘有导电胶的市售压电驻极体薄膜1折叠后再层压，实现叠层并联；(3)、用市售塑封机，将叠层好的压电驻极体薄膜冷裱或热塑至市售的单面含非导电胶封装薄膜上，然后双面封装。所述叠层的厚度的优选方案为2层。在实现以上任一种方案的过程中，还涉及到丝网印刷的方法，目的是在压电驻极体薄膜封装层丝印金属电极，作为柔性屏蔽层，其具体实施步骤如下(1)、将封装后的压电驻极体薄膜传感器，放置在市售丝印机，将市售导电油墨丝印在封装层上；(2)、再将丝印好的压电驻极体薄膜组件，放置在烤箱中100摄氏度烘干30分钟后取出；(3)、用市售塑封机，将叠层好的压电驻极体薄膜组件冷裱或热塑至市售的单面含非导电胶封装薄膜上，然后双面封装。在实现以上任一种方案的过程中，还涉及到金属端子刺入的方法，目的是将压电驻极体薄膜传感器正负电极引出，其具体实施步骤是将压电驻极体薄膜上下电极引脚错开，并且屏蔽层金属电极引脚与压电驻极体薄膜传感器的负极引脚保持在同一平面内，并被同一金属端子刺穿接通。以上两种方案中所述的压电驻极体薄膜传感器，由双面被覆电极的非极性微孔结构的聚合物薄膜和电极组成。本专利技术的有益效果是采用层压方法将压电驻极体薄膜进行串联和并联叠层，成倍提高压电驻极体薄膜传感器电荷和电压输出量，以提高其灵敏度。采用冷裱或热塑方法对压电驻极体薄膜传感器进行封装，降低了封装对压电驻极体薄膜传感器造成的灵敏度损失；同时采取丝网印刷方法将金属电极丝印至封装层作为柔性屏蔽层，降低了环境对压电驻极体薄膜传感器的噪音干扰，提高了压电驻极体薄膜传感器的信噪比。本专利技术操作简单、能耗更低、工作效率大大提高，在保证了压电驻极体薄膜传感器柔性、超薄、自由弯曲、随意剪裁、经久耐用、廉价的前提下，提高了其灵敏度和抗干扰能力。 从而拓展了压电驻极体薄膜传感器在高灵敏度需求场合和强电磁干扰环境下的应用，更加迎合了市场的需求。本专利技术中压电驻极体薄膜采用贝辛电子科技(上海)有限公司生产的eTouch压电薄膜。附图说明图1是串联叠层加屏蔽层封装示意图；图2是并联叠层封装示意图；图3是单层加屏蔽层封装示意图；图4是串联层叠传感器1与单层传感器2输出电压的对比示意图；图5是并联层叠传感器1与单层传感器2输出电荷的对比示意4图6是含屏蔽层的单层传感器信号输出示意图；图7是不含屏蔽层的单层传感器信号输出示意图。具体实施例方式现在结合附图对本专利技术作进一步详细的说明。实施案例一将市售的导电双面胶层压在制备的镀有金属电极的压电驻极体薄膜1正电极面。 将上述正电极面粘有导电胶的压电驻极体薄膜1，层压在市售镀有金属电极压电驻极体薄膜2的负电极面，将压电驻极体薄膜1和压电驻极体薄膜2粘在一起。然后将市售的塑料薄膜3和4，分别冷裱在上述压电驻极体薄膜1负电极面和压电驻极体薄膜2正电极面。将市售导电油墨5丝印在压电驻极体薄膜组件的塑料薄膜3的外表面上，后将上述组件放置在烤箱中100摄氏度烘干30分钟后取出。最后将市售的塑料薄膜6冷裱在上述压电驻极体薄膜组件的导电油墨4上表面。引出金属端子，完成压电驻极体薄膜串联加屏蔽的叠层传感器。上述串联层叠传感器1与单层传感器2输出压的对比示意图如4所示。实施案例二 将市售的导电双面胶层压在制备的镀有金属电极的压电驻极体薄膜1正电极面。 将正电极面粘有导电胶的市售压电驻极体薄膜1向正电极面内折叠后再层压。然后将市售的塑料薄膜2和3，分别冷裱在上述压电驻极体薄膜1组件上下负电极面。引出金属端子， 完成压电驻极体薄膜并联自屏蔽的叠层传感器。上述并联层叠传感器1与单层传感器2输出电荷的对比示意图如5所示。实施案例三将市售的塑料薄膜2和3，分别冷裱在市售的压电驻极体薄膜1正、负电极面。将市售导电油墨4丝印在压电驻极体薄膜组件的塑料薄膜2的外表面上，后将上述组件放置在烤箱中100摄氏度烘干30分钟后取出。最后将市售的塑料薄膜5冷裱在上述压电驻极体薄膜组件的导电油墨4上表面。引出金属端子，完成压电驻极体薄膜串联加屏蔽的叠层传感器。上述含屏蔽层的单层传感器输出示意图如6所示；不含屏蔽层的单层传感器2输出示意图如7所示。实施案例四将市售的导电双面胶层压在制备的镀有金属电极的压电驻极体薄膜1正电极面。 将上述正电极面粘有导电胶的压电驻极体薄膜1，层压在市售镀有金属电极压电驻极体薄膜2的负电极面，将压电驻极体薄膜1和压电驻极体薄膜2粘在一起。然后将市售的塑料薄膜3和4，分别热塑在上述压电驻极体薄膜1负电极面和压电驻极体薄膜2正电极面。将市售导电油墨5丝印在压电驻极体薄膜组件的塑料薄膜3的外表面上，后将上述组件放置在烤箱中100摄氏度烘干30分钟后取出。最后将市售的塑料薄膜6热塑在上述压电驻极体薄膜组件的导电油墨4上表面。引本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：李彦坤，孟召龙，游琼，娄可行，张晓青，
申请(专利权)人：贝辛电子科技上海有限公司，
类型：发明
国别省市：