一种基于半球形微结构的柔性压力传感器及其制造方法与流程

技术特征：

1.一种基于半球形微结构的柔性压力传感器，其特征在于，包括pdms柔性基底层、碳纳米管薄膜和pdms柔性薄膜层，所述pdms柔性基底层具有微结构，所述微结构呈球面凸起状，所述pdms柔性基底层具有所述微结构的一面覆盖有所述碳纳米管薄膜，且所述碳纳米管薄膜位于所述pdms柔性基底层和所述pdms柔性薄膜层之间，所述碳纳米管薄膜连接有电极。

2.如权利要求1所述的一种基于半球形微结构的柔性压力传感器，其特征在于，所述微结构呈半球形。

3.一种柔性压力传感器的制造方法，其特征在于，包括以下步骤：

制备具有微结构呈球面凸起状的pdms柔性基底层；

制备碳纳米管薄膜；

于所述pdms柔性基底层具有微结构的表面覆盖所述碳纳米管薄膜；

制备pdms柔性薄膜层并将所述pdms柔性薄膜层覆盖于所述碳纳米管薄膜；

于所述碳纳米管薄膜连接电极。

4.如权利要求3所述的一种柔性压力传感器的制造方法，其特征在于，

其中，制备所述pdms柔性基底层包括以下步骤：

采用光蚀刻技术制作出具有半球形凹槽结构的硅晶片模具；

将pdms与交联剂以10:1的重量比混合搅拌得到混合溶液，接着将所述混合溶液涂覆于具有半球形凹槽的所述硅晶片模具；

加热所述硅晶片模具和所述混合溶液；

冷却所述硅晶片模具和所述混合溶液，所述混合溶液冷却固化之后形成pdms柔性基底层，将pdms柔性基底层从所述硅晶片模具中分离出来，得到具有半球形微结构的pdms柔性基底层。

5.如权利要求3或4所述的一种柔性压力传感器的制造方法，其特征在于，

其中，制备所述碳纳米管薄膜包括以下步骤：

步骤一：把氯化氢与过氧化氢溶液混合得到混合液，将碳纳米管粉末加入混合液中加热；

步骤二：将步骤一中的碳纳米管加入二甲基甲酰胺溶液中抽真空渗漏，最后得到一层附着在渗漏膜上的碳纳米管薄膜。

步骤三：将渗漏膜斜插入去离子水中，一层碳纳米管薄膜从步骤二中得到的碳纳米管薄膜上分离下来。

步骤四：将漂浮在去离子水上的碳纳米管薄膜取出，用氮气流风干。

6.如权利要求5所述的一种柔性压力传感器的制造方法，其特征在于，在所述步骤三中，一层50-60nm厚的碳纳米管薄膜从200-300微米厚的碳纳米管薄膜上分离下来。

7.如权利要求3所述的一种柔性压力传感器的制造方法，其特征在于，于所述pdms柔性基底层具有微结构的表面覆盖所述碳纳米管薄膜包括以下步骤：

将碳纳米管薄膜转移至具有半球形微结构的pdms柔性基底层上后加热。

8.如权利要求3所述的一种柔性压力传感器的制造方法，其特征在于，

其中，制备pdms柔性薄膜层包括以下步骤：

将pdms与交联剂以10:1的重量比混合搅拌得到溶液；

将溶液旋涂在硅片上后加热，之后冷却，将硅片上的半固化的pdms柔性薄膜层分离出来。

9.如权利要求8所述的一种柔性压力传感器的制造方法，其特征在于，将半固化的pdms柔性薄膜层与碳纳米管薄膜和所述pdms柔性基底层粘合，并加热。

10.如权利要求9所述的一种柔性压力传感器的制造方法，其特征在于，粘合后，在中间层的碳纳米管薄膜的两侧引出电极。

技术总结
本发明适用于柔性压力传感器技术领域，公开了一种基于半球形微结构的柔性压力传感器及其制造方法。柔性压力传感器包括PDMS柔性基底层、碳纳米管薄膜和PDMS柔性薄膜层，所述PDMS柔性基底层具有微结构，所述微结构呈球面凸起状，所述PDMS柔性基底层具有所述微结构的一面覆盖有所述碳纳米管薄膜，且所述碳纳米管薄膜位于所述PDMS柔性基底层和所述PDMS柔性薄膜层之间，所述碳纳米管薄膜连接有电极。制造方法用于制造上述柔性压力传感器。本发明所提供的一种基于半球形微结构的柔性压力传感器及其制造方法，其提高了柔性压力传感器的测量范围、灵敏度以及减少响应时间。

技术研发人员：李晖;谢振文;王磊
受保护的技术使用者：深圳先进技术研究院
技术研发日：2018.05.24
技术公布日：2019.12.03