凸起式柔軟壓敏元件及其研制方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種凸起式柔軟壓敏元件及其研制方法，屬于傳感器【技術(shù)領(lǐng)域】。該壓敏元件包括底層封裝薄膜、凸起型壓敏薄膜和凸起型頂層封裝薄膜。其中，底層封裝薄膜為邊緣位置上覆合有一對(duì)薄型電極的絕緣薄膜，凸起型壓敏薄膜是利用溶液混合法制備成的表面具有陣列式凸起塊的導(dǎo)電高分子復(fù)合材料薄膜，凸起型頂層封裝薄膜為表面具有陣列式凸起塊的高分子材料薄膜。本發(fā)明研制的壓敏元件輸出電阻的時(shí)間依賴性小，可削弱其對(duì)壓力測(cè)量的不利影響，可用于智能制造全流程中整機(jī)及成套裝備的狹小曲面層間壓力測(cè)量，其關(guān)鍵技術(shù)還可應(yīng)用于機(jī)器人指端觸覺(jué)系統(tǒng)和人工電子皮膚研制等領(lǐng)域。
【專利說(shuō)明】凸起式柔軟壓敏元件及其研制方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于傳感器【技術(shù)領(lǐng)域】，特別涉及到柔軟傳感器制備與封裝工藝。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著裝備制造業(yè)的發(fā)展，智能制造全流程中整機(jī)及成套裝備的很多關(guān)鍵核心部件和關(guān)鍵基礎(chǔ)零部件的形狀越來(lái)越復(fù)雜，其裝配和定位精度的要求也越來(lái)越高。為了提高重大設(shè)備的裝配速度、獲得最佳裝配狀態(tài)以及保證產(chǎn)品儲(chǔ)備安全性，需要測(cè)量回轉(zhuǎn)曲面之間的壓力，但是受到現(xiàn)場(chǎng)空間結(jié)構(gòu)尺寸和被測(cè)環(huán)境、介質(zhì)等特殊條件的限制，很難安裝傳統(tǒng)的剛性傳感器。因此，迫切需要一種纖薄柔軟的傳感器，可以柔順地貼附在零部件的曲面上完成層間壓力測(cè)量任務(wù)。
[0003]導(dǎo)電高分子復(fù)合材料作為一種新型的功能材料，具有壓阻效應(yīng)、柔韌性、易加工性和減震性，故可作為薄軟壓力傳感器的敏感材料。將其置于國(guó)防/工業(yè)設(shè)備的狹小曲面層間，不但能起到減震緩沖作用，還能測(cè)量層間壓力。因此，很多科研機(jī)構(gòu)都致力于利用導(dǎo)電高分子復(fù)合材料的壓阻效應(yīng)來(lái)實(shí)現(xiàn)壓力測(cè)量。但目前采用這種材料制作的壓敏元件，其壓敏薄膜與施力表面全接觸，在外加壓力的作用下，這種壓敏元件輸出電阻的時(shí)間依賴性大，嚴(yán)重降低了傳感器性能。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是為克服已有技術(shù)的不足之處，提出一種凸起式柔軟壓敏元件的研制方法。利用本發(fā)明提出的方法所研制的凸起式柔軟壓敏元件，不但厚度薄、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)約，而且降低了壓敏元件輸出電阻的時(shí)間依賴性對(duì)壓力測(cè)量精度的不利影響，特別適用于狹小曲面層間壓力測(cè)量與人工電子皮膚研制。
[0005]本發(fā)明提出的凸起式柔軟壓敏元件研制方法的技術(shù)方案如下:
[0006]在絕緣薄膜兩端的邊緣位置上覆合一對(duì)薄型電極，作為底層封裝薄膜，薄型電極的形狀和尺寸可根據(jù)實(shí)際應(yīng)用靈活調(diào)整；將底層封裝薄膜置于程控升降裝置的固定平臺(tái)上備用；在長(zhǎng)方體形剛性材料上刻陣列式凹槽，作為凸起型壓敏薄膜成型模具，凹槽的形狀、尺寸、間距和數(shù)量可根據(jù)實(shí)際應(yīng)用靈活調(diào)整；將導(dǎo)電粉末、液態(tài)高分子材料和有機(jī)溶劑按一定比例混合，利用機(jī)械攪拌和超聲振蕩使納米導(dǎo)電粉末在混合溶液中分散，并在交聯(lián)劑和催化劑的作用下，形成復(fù)合材料膠狀物；將復(fù)合材料膠狀物均勻地涂覆在底層封裝薄膜上，通過(guò)微機(jī)控制固定于程控升降裝置可動(dòng)平臺(tái)上的凸起型壓敏薄膜成型模具向下移動(dòng)，將復(fù)合材料膠狀物擠壓為表面帶有陣列式凸起塊的導(dǎo)電高分子復(fù)合材料薄膜；復(fù)合材料膠狀物硫化成型后，撤去凸起型頂層封裝薄膜成型模具，形成凸起型壓敏薄膜，并確保薄型電極被凸起型壓敏薄膜完全覆蓋，且使兩個(gè)薄型電極位于凸起型壓敏薄膜的端側(cè)；在長(zhǎng)方體形剛性材料上刻陣列式凹槽，作為凸起型頂層封裝薄膜成型模具，凹槽的形狀、尺寸、間距和數(shù)量可根據(jù)實(shí)際應(yīng)用靈活調(diào)整；在液態(tài)高分子材料中加入交聯(lián)劑，攪拌后形成高分子膠狀物，并將其涂覆在凸起型壓敏薄膜上，通過(guò)微機(jī)控制固定于程控升降裝置可動(dòng)平臺(tái)上的凸起型頂層封裝薄膜成型模具向下移動(dòng)，將高分子膠狀物擠壓為表面具有陣列式凸起塊的高分子材料薄膜，并確保其完全覆蓋凸起型壓敏薄膜，硫化成型后，撤去凸起型頂層封裝薄膜成型模具后，形成凸起式柔軟壓敏元件。
[0007]本發(fā)明的特點(diǎn)及效果:
[0008]利用本發(fā)明提出的研制方法所制備的凸起式柔軟壓敏元件，僅有壓敏薄膜的凸起部分與施力表面相接觸，且兩個(gè)電極設(shè)置在壓敏薄膜的同一側(cè)，降低了壓敏元件的電阻時(shí)間依賴性，削弱了其對(duì)壓力測(cè)量的不利影響。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0009]圖1為凸起式柔軟壓敏元件結(jié)構(gòu)示意圖。
[0010]I為絕緣薄膜，2為覆合在絕緣薄膜上的薄型電極，3為表面具有陣列式凸起塊的導(dǎo)電高分子復(fù)合材料薄膜，4為表面具有陣列式凸起塊的高分子材料薄膜。
【具體實(shí)施方式】
[0011]以下結(jié)合實(shí)施例說(shuō)明本發(fā)明提出的凸起式柔軟壓敏元件研制方法:
[0012]在絕緣薄膜I兩端的邊緣位置上覆合一對(duì)薄型電極2，作為底層封裝薄膜，薄型電極的形狀和尺寸可根據(jù)實(shí)際應(yīng)用靈活調(diào)整；將底層封裝薄膜置于程控升降裝置的固定平臺(tái)上備用；在長(zhǎng)方體形有機(jī)玻璃上刻陣列式凹槽，作為凸起型壓敏薄膜成型模具，凹槽的形狀、尺寸、間距和數(shù)量可根據(jù)實(shí)際應(yīng)用靈活調(diào)整；將導(dǎo)電粉末、液態(tài)高分子材料和有機(jī)溶劑按一定比例混合，利用機(jī)械攪拌和超聲振蕩使納米導(dǎo)電粉末在混合溶液中分散，并在交聯(lián)劑和催化劑的作用下，形成復(fù)合材料膠狀物；將復(fù)合材料膠狀物均勻地涂覆在底層封裝薄膜上，通過(guò)微機(jī)控制固定于程控升降裝置可動(dòng)平臺(tái)上的凸起型壓敏薄膜成型模具向下移動(dòng)，將復(fù)合材料膠狀物擠壓為表面帶有陣列式凸起塊的導(dǎo)電高分子復(fù)合材料薄膜；復(fù)合材料膠狀物硫化成型后，撤去凸起型頂層封裝薄膜成型模具，形成凸起型壓敏薄膜3，并確保薄型電極2被凸起型壓敏薄膜3完全覆蓋，且使兩個(gè)薄型電極位于凸起型壓敏薄膜3的端側(cè)；在長(zhǎng)方體形有機(jī)玻璃上刻陣列式凹槽，作為凸起型頂層封裝薄膜成型模具，凹槽的形狀、尺寸、間距和數(shù)量可根據(jù)實(shí)際應(yīng)用靈活調(diào)整；在室溫硫化硅橡膠材料中加入正硅酸乙酯，攪拌后形成硅橡膠膠狀物，并將其涂覆在凸起型壓敏薄膜上，通過(guò)微機(jī)控制固定于程控升降裝置可動(dòng)平臺(tái)上的凸起型頂層封裝薄膜成型模具向下移動(dòng)，將硅橡膠膠狀物擠壓為表面具有陣列式凸起塊的硅橡膠薄膜，并確保其完全覆蓋凸起型壓敏薄膜，硫化成型后形成凸起型頂層封裝薄膜4，撤去凸起型頂層封裝薄膜成型模具后，形成凸起式柔軟壓敏元件，如圖1所示。
[0013]實(shí)施例1
[0014]在聚酰亞胺薄膜兩端的邊緣位置上覆合一對(duì)薄型銅箔電極，作為底層封裝薄膜，聚酰亞胺厚度為12.5微米，薄型銅箔電極的厚度為10微米，形狀為正方形，邊長(zhǎng)為5毫米；將底層封裝薄膜置于程控升降裝置的固定平臺(tái)上備用；在長(zhǎng)方體形有機(jī)玻璃上刻陣列式凹槽，作為凸起型壓敏薄膜成型模具，凹槽的橫截面為正方形，邊長(zhǎng)為5毫米，厚度為I毫米，凹槽數(shù)量為4行4列共16個(gè)，每個(gè)凹槽的邊線距離為50毫米；將平均粒徑為40-60納米的炭黑、室溫硫化硅橡膠和正己烷按0.08: I: 100的質(zhì)量比混合，利用機(jī)械攪拌和超聲振蕩使炭黑在混合溶液中分散，并在正硅酸乙酯和二月桂酸二丁基錫的作用下，形成炭黑填充硅橡膠復(fù)合材料膠狀物；將炭黑填充硅橡膠復(fù)合材料膠狀物均勻地涂覆在底層封裝薄膜上，通過(guò)微機(jī)控制固定于程控升降裝置可動(dòng)平臺(tái)上的凸起型壓敏薄膜成型模具向下移動(dòng)，將炭黑填充硅橡膠復(fù)合材料膠狀物擠壓為表面帶有陣列式凸起塊的炭黑填充硅橡膠復(fù)合材料薄膜；炭黑填充硅橡膠復(fù)合材料膠狀物硫化成型后，撤去凸起型頂層封裝薄膜成型模具，形成凸起型壓敏薄膜，其表面凸起的數(shù)量、尺寸和間距與凸起型壓敏薄膜成型模具的凹槽相同，并確保薄型銅箔電極被凸起型壓敏薄膜完全覆蓋，且使兩個(gè)薄型銅箔電極位于凸起型壓敏薄膜的端側(cè)；在長(zhǎng)方體形有機(jī)玻璃上刻陣列式凹槽，作為凸起型頂層封裝薄膜成型模具，凹槽的橫截面為正方形，邊長(zhǎng)為8毫米，厚度為2毫米，凹槽數(shù)量為4行4列共16個(gè)，每個(gè)凹槽的中心位置與凸起型壓敏薄膜成型模具上的凹槽的中心位置相同；在室溫硫化硅橡膠材料中加入正硅酸乙酯，攪拌后形成硅橡膠膠狀物，并將其涂覆在凸起型壓敏薄膜上，通過(guò)微機(jī)控制固定于程控升降裝置可動(dòng)平臺(tái)上的凸起型頂層封裝薄膜成型模具向下移動(dòng)，將硅橡膠膠狀物擠壓為表面具有陣列式凸起塊的硅橡膠薄膜，并確保其完全覆蓋凸起型壓敏薄膜，硫化成型后形成凸起型頂層封裝薄膜，其表面凸起的數(shù)量、尺寸和間距與凸起型頂層封裝薄膜成型模具的凹槽相同，撤去凸起型頂層封裝薄膜成型模具后，形成凸起式柔軟壓敏元件。
[0015]實(shí)施例2
[0016]在聚酰亞胺薄膜兩端的邊緣位置上覆合一對(duì)薄型銅箔電極，作為底層封裝薄膜，聚酰亞胺厚度為12.5微米，薄型銅箔電極的厚度為10微米，形狀為圓形，直徑為3毫米；將底層封裝薄膜置于程控升降裝置的固定平臺(tái)上備用；在長(zhǎng)方體形有機(jī)玻璃上刻陣列式凹槽，作為凸起型壓敏薄膜成型模具，凹槽的橫截面為圓形，直徑為3毫米，厚度為I毫米，凹槽數(shù)量為3行3列共9個(gè)，每個(gè)凹槽圓心的距離為60毫米；將平均長(zhǎng)徑比為100的碳納米管、室溫硫化硅橡膠和正己烷按0.03: I: 200的質(zhì)量比混合，利用機(jī)械攪拌和超聲振蕩使碳納米管在混合溶液中分散，并在正硅酸乙酯和二月桂酸二丁基錫的作用下，形成碳納米管填充硅橡膠復(fù)合材料膠狀物；將碳納米管填充硅橡膠復(fù)合材料膠狀物均勻地涂覆在底層封裝薄膜上，通過(guò)微機(jī)控制固定于程控升降裝置可動(dòng)平臺(tái)上的凸起型壓敏薄膜成型模具向下移動(dòng)，將碳納米管填充硅橡膠復(fù)合材料膠狀物擠壓為表面帶有陣列式凸起塊的碳納米管填充硅橡膠復(fù)合材料薄膜；碳納米管填充硅橡膠復(fù)合材料膠狀物硫化成型后，撤去凸起型頂層封裝薄膜成型模具，形成凸起型壓敏薄膜，其表面凸起的數(shù)量、尺寸和間距與凸起型壓敏薄膜成型模具的凹槽相同，并確保薄型銅箔電極被凸起型壓敏薄膜完全覆蓋，且使兩個(gè)薄型銅箔電極位于凸起型壓敏薄膜的端側(cè)；在長(zhǎng)方體形有機(jī)玻璃上刻陣列式凹槽，作為凸起型頂層封裝薄膜成型模具，凹槽的橫截面為圓形，直徑為5毫米，厚度為2毫米，凹槽數(shù)量為3行3列共9個(gè)，每個(gè)凹槽的圓心與凸起型壓敏薄膜成型模具上的凹槽的圓心相同；在室溫硫化娃橡I父材料中加入正娃Ife乙酷，攬祥后形成娃橡I父I父狀物，并將其涂覆在凸起型壓敏薄膜上，通過(guò)微機(jī)控制固定于程控升降裝置可動(dòng)平臺(tái)上的凸起型頂層封裝薄膜成型模具向下移動(dòng)，將硅橡膠膠狀物擠壓為表面具有陣列式凸起塊的硅橡膠薄膜，并確保其完全覆蓋凸起型壓敏薄膜，硫化成型后形成凸起型頂層封裝薄膜，其表面凸起的數(shù)量、尺寸和間距與凸起型頂層封裝薄膜成型模具的凹槽相同，撤去凸起型頂層封裝薄膜成型模具后，形成凸起式柔軟壓敏元件。[0017]實(shí)施例3
[0018]在聚酰亞胺薄膜兩端的邊緣位置上覆合一對(duì)薄型銅箔電極，作為底層封裝薄膜，聚酰亞胺厚度為12.5微米，薄型銅箔電極的厚度為10微米，形狀為正方形，邊長(zhǎng)為I毫米；將底層封裝薄膜置于程控升降裝置的固定平臺(tái)上備用；在長(zhǎng)方體形有機(jī)玻璃上刻陣列式凹槽，作為凸起型壓敏薄膜成型模具，凹槽的橫截面為正方形，邊長(zhǎng)為4毫米，厚度為0.5毫米，凹槽數(shù)量為6行6列共36個(gè)，每個(gè)凹槽的邊線距離為30毫米；將平均粒徑為80-100納米的炭黑、室溫硫化硅橡膠和正己烷按0.10: I: 100的質(zhì)量比混合，利用機(jī)械攪拌和超聲振蕩使炭黑在混合溶液中分散，并在正硅酸乙酯和二月桂酸二丁基錫的作用下，形成炭黑填充硅橡膠復(fù)合材料膠狀物；將炭黑填充硅橡膠復(fù)合材料膠狀物均勻地涂覆在底層封裝薄膜上，通過(guò)微機(jī)控制固定于程控升降裝置可動(dòng)平臺(tái)上的凸起型壓敏薄膜成型模具向下移動(dòng)，將炭黑填充硅橡膠復(fù)合材料膠狀物擠壓為表面帶有陣列式凸起塊的炭黑填充硅橡膠復(fù)合材料薄膜；炭黑填充硅橡膠復(fù)合材料膠狀物硫化成型后，撤去凸起型頂層封裝薄膜成型模具，形成凸起型壓敏薄膜，其表面凸起的數(shù)量、尺寸和間距與凸起型壓敏薄膜成型模具的凹槽相同，并確保薄型銅箔電極被凸起型壓敏薄膜完全覆蓋，且使兩個(gè)薄型銅箔電極位于凸起型壓敏薄膜的端側(cè)；在長(zhǎng)方體形有機(jī)玻璃上刻陣列式凹槽，作為凸起型頂層封裝薄膜成型模具，凹槽的橫截面為正方形，邊長(zhǎng)為6毫米，厚度為I毫米，凹槽數(shù)量為6行6列共36個(gè)，每個(gè)凹槽的中心位置與凸起型壓敏薄膜成型模具上的凹槽的中心位置相同；在室溫硫化硅橡膠材料中加入正硅酸乙酯，攪拌后形成硅橡膠膠狀物，并將其涂覆在凸起型壓敏薄膜上，通過(guò)微機(jī)控制固定于程控升降裝置可動(dòng)平臺(tái)上的凸起型頂層封裝薄膜成型模具向下移動(dòng)，將硅橡膠膠狀物擠壓為表面具有陣列式凸起塊的硅橡膠薄膜，并確保其完全覆蓋凸起型壓敏薄膜，硫化成型后形成凸起型頂層封裝薄膜，其表面凸起的數(shù)量、尺寸和間距與凸起型頂層封裝薄膜成型模具的凹槽相同，撤去凸起型頂層封裝薄膜成型模具后，形成凸起式柔軟壓敏元件。
[0019]實(shí)施例4
[0020]在聚酰亞胺薄膜兩端的邊緣位置上覆合一對(duì)薄型銅箔電極，作為底層封裝薄膜，聚酰亞胺厚度為12.5微米，薄型銅箔電極的厚度為10微米，形狀為正方形，邊長(zhǎng)為I毫米；將底層封裝薄膜置于程控升降裝置的固定平臺(tái)上備用；在長(zhǎng)方體形有機(jī)玻璃上刻陣列式凹槽，作為凸起型壓敏薄膜成型模具，凹槽的橫截面為正方形，邊長(zhǎng)為3毫米，厚度為0.5毫米，凹槽數(shù)量為3行3列共9個(gè)，每個(gè)凹槽的邊線距離為50毫米；將平均粒徑為30-50納米的炭黑、室溫硫化硅橡膠和正己烷按0.05: I: 100的質(zhì)量比混合，利用機(jī)械攪拌和超聲振蕩使炭黑在混合溶液中分散，并在正硅酸乙酯和二月桂酸二丁基錫的作用下，形成炭黑填充硅橡膠復(fù)合材料膠狀物；將炭黑填充硅橡膠復(fù)合材料膠狀物均勻地涂覆在底層封裝薄膜上，通過(guò)微機(jī)控制固定于程控升降裝置可動(dòng)平臺(tái)上的凸起型壓敏薄膜成型模具向下移動(dòng)，將炭黑填充硅橡膠復(fù)合材料膠狀物擠壓為表面帶有陣列式凸起塊的炭黑填充硅橡膠復(fù)合材料薄膜；炭黑填充硅橡膠復(fù)合材料膠狀物硫化成型后，撤去凸起型頂層封裝薄膜成型模具，形成凸起型壓敏薄膜，其表面凸起的數(shù)量、尺寸和間距與凸起型壓敏薄膜成型模具的凹槽相同，并確保薄型銅箔電極被凸起型壓敏薄膜完全覆蓋，且使兩個(gè)薄型銅箔電極位于凸起型壓敏薄膜的端側(cè)；在長(zhǎng)方體形有機(jī)玻璃上刻陣列式凹槽，作為凸起型頂層封裝薄膜成型模具，凹槽的橫截面為正方形，邊長(zhǎng)為5毫米，厚度為I毫米，凹槽數(shù)量為3行3列共9個(gè)，每個(gè)凹槽的中心位置與凸起型壓敏薄膜成型模具上的凹槽的中心位置相同；在室溫硫化硅橡膠材料中加入正硅酸乙酯，攪拌后形成硅橡膠膠狀物，并將其涂覆在凸起型壓敏薄膜上，通過(guò)微機(jī)控制固定于程控升降裝置可動(dòng)平臺(tái)上的凸起型頂層封裝薄膜成型模具向下移動(dòng)，將硅橡膠膠狀物擠壓為表面具有陣列式凸起塊的硅橡膠薄膜，并確保其完全覆蓋凸起型壓敏薄膜，硫化成型后形成凸起型頂層封裝薄膜，其表面凸起的數(shù)量、尺寸和間距與凸起型頂層封裝薄膜成型模具的凹槽相同，撤去凸起型頂層封裝薄膜成型模具后，形成凸起式柔軟壓敏元件。
[0021]實(shí)施例5
[0022]在聚酰亞胺薄膜兩端的邊緣位置上覆合一對(duì)薄型銅箔電極，作為底層封裝薄膜，聚酰亞胺厚度為12.5微米，薄型銅箔電極的厚度為10微米，形狀為圓形，直徑為2毫米；將底層封裝薄膜置于程控升降裝置的固定平臺(tái)上備用；在長(zhǎng)方體形有機(jī)玻璃上刻陣列式凹槽，作為凸起型壓敏薄膜成型模具，凹槽的橫截面為正方形，邊長(zhǎng)為4毫米，厚度為0.5毫米，凹槽數(shù)量為3行3列共9個(gè)，每個(gè)凹槽的邊線距離為40毫米；將平均粒徑為10-20納米的炭黑、室溫硫化硅橡膠和正己烷按0.04: I: 100的質(zhì)量比混合，利用機(jī)械攪拌和超聲振蕩使炭黑在混合溶液中分散，并在正硅酸乙酯和二月桂酸二丁基錫的作用下，形成炭黑填充硅橡膠復(fù)合材料膠狀物；將炭黑填充硅橡膠復(fù)合材料膠狀物均勻地涂覆在底層封裝薄膜上，通過(guò)微機(jī)控制固定于程控升降裝置可動(dòng)平臺(tái)上的凸起型壓敏薄膜成型模具向下移動(dòng)，將炭黑填充硅橡膠復(fù)合材料膠狀物擠壓為表面帶有陣列式凸起塊的炭黑填充硅橡膠復(fù)合材料薄膜；炭黑填充硅橡膠復(fù)合材料膠狀物硫化成型后，撤去凸起型頂層封裝薄膜成型模具，形成凸起型壓敏薄膜，其表面凸起的數(shù)量、尺寸和間距與凸起型壓敏薄膜成型模具的凹槽相同，并確保薄型銅箔電極被凸起型壓敏薄膜完全覆蓋，且使兩個(gè)薄型銅箔電極位于凸起型壓敏薄膜的端側(cè)；在長(zhǎng)方體形有機(jī)玻璃上刻陣列式凹槽，作為凸起型頂層封裝薄膜成型模具，凹槽的橫截面為正方形，邊長(zhǎng)為6毫米，厚度為I毫米，凹槽數(shù)量為3行3列共9個(gè)，每個(gè)凹槽的中心位置與凸起型壓敏薄膜成型模具上的凹槽的中心位置相同；在室溫硫化硅橡膠材料中加入正硅酸乙酯，攪拌后形成硅橡膠膠狀物，并將其涂覆在凸起型壓敏薄膜上，通過(guò)微機(jī)控制固定于程控升降裝置可動(dòng)平臺(tái)上的凸起型頂層封裝薄膜成型模具向下移動(dòng)，將硅橡膠膠狀物擠壓為表面具有陣列式凸起塊的硅橡膠薄膜，并確保其完全覆蓋凸起型壓敏薄膜，硫化成型后形成凸起型頂層封裝薄膜，其表面凸起的數(shù)量、尺寸和間距與凸起型頂層封裝薄膜成型模具的凹槽相同，撤去凸起型頂層封裝薄膜成型模具后，形成凸起式柔軟壓敏元件。
【權(quán)利要求】
1.一種凸起式柔軟壓敏元件，其特征在于，所述壓敏元件包括底層封裝薄膜、凸起型壓敏薄膜和凸起型頂層封裝薄膜；其中，底層封裝薄膜為邊緣位置上覆合有一對(duì)薄型電極的絕緣薄膜，凸起型壓敏薄膜是利用溶液混合法制備成的表面具有陣列式凸起塊的導(dǎo)電高分子復(fù)合材料薄膜，凸起型頂層封裝薄膜為表面具有陣列式凸起塊的高分子材料薄膜。
2.如權(quán)利要求1所述的凸起式柔軟壓敏元件的研制方法，其特征在于，該方法包括如下步驟:在絕緣薄膜兩端的邊緣位置上覆合一對(duì)薄型電極，作為底層封裝薄膜，薄型電極的形狀和尺寸可根據(jù)實(shí)際應(yīng)用靈活調(diào)整；將底層封裝薄膜置于程控升降裝置的固定平臺(tái)上備用；在長(zhǎng)方體形剛性材料上刻陣列式凹槽，作為凸起型壓敏薄膜成型模具，凹槽的形狀、尺寸、間距和數(shù)量可根據(jù)實(shí)際應(yīng)用靈活調(diào)整；將導(dǎo)電粉末、液態(tài)高分子材料和有機(jī)溶劑按一定比例混合，利用機(jī)械攪拌和超聲振蕩使納米導(dǎo)電粉末在混合溶液中分散，并在交聯(lián)劑和催化劑的作用下，形成復(fù)合材料膠狀物；將復(fù)合材料膠狀物均勻地涂覆在底層封裝薄膜上，通過(guò)微機(jī)控制固定于程控升降裝置可動(dòng)平臺(tái)上的凸起型壓敏薄膜成型模具向下移動(dòng)，將復(fù)合材料膠狀物擠壓為表面帶有陣列式凸起塊的導(dǎo)電高分子復(fù)合材料薄膜；復(fù)合材料膠狀物硫化成型后，撤去凸起型頂層封裝薄膜成型模具，形成凸起型壓敏薄膜，并確保薄型電極被凸起型壓敏薄膜完全覆蓋，且使兩個(gè)薄型電極位于凸起型壓敏薄膜的端側(cè)；在長(zhǎng)方體形剛性材料上刻陣列式凹槽，作為凸起型頂層封裝薄膜成型模具，凹槽的形狀、尺寸、間距和數(shù)量可根據(jù)實(shí)際應(yīng)用靈活調(diào)整；在液態(tài)高分子材料中加入交聯(lián)劑，攪拌后形成高分子膠狀物，并將其涂覆在凸起型壓敏薄膜上，通過(guò)微機(jī)控制固定于程控升降裝置可動(dòng)平臺(tái)上的凸起型頂層封裝薄膜成型模具向下移動(dòng)，將高分子膠狀物擠壓為所需的表面具有陣列式凸起塊的高分子材料薄膜，并確保其完全覆蓋凸起型壓敏薄膜，硫化成型后，撤去凸起型頂層封裝薄膜成型模具，形成凸起式柔軟壓敏元件。
【文檔編號(hào)】G01L1/18GK103759867SQ201310756674
【公開(kāi)日】2014年4月30日 申請(qǐng)日期:2013年12月31日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月31日
【發(fā)明者】王璐珩 申請(qǐng)人:東北大學(xué)