br>[0038](3)旋涂工藝
[0039]玻璃基板放置在旋涂機上，將旋涂機轉(zhuǎn)速設(shè)定在400rpm。將足量的PMMA的CHCl3溶液滴在玻璃基板上，以400rpm速度旋涂lmin。直至將PMMA溶液均勻平鋪在玻璃基板上。旋涂后，將覆有PMMA薄膜的玻璃基板放置在高溫烘箱中，將烘箱溫度設(shè)置在50°C通風(fēng)熱烘30min直至薄膜凝固成型。
[0040]除了使用玻璃基板作為旋涂基材模版，還能使用Al板。但是使用Al板作為旋涂基板需要表面硅烷化。
[0041]表面硅烷化處理如下，Al板先使用去離子水超聲清洗1min，再使用丙酮超聲lOmin，最后將丙酮超聲清洗過的Al板使用去離子水清洗1min ATSEdJ-雙(三乙氧基硅基)乙烷)溶于體積比為3:1 (VCH3OH/VH2O)的乙醇和水的混合溶液中(質(zhì)量比為17 % )，混合溶液BTSE、乙醇、水的體積之和為10mL制備成硅烷化試劑。然后將上述硅烷化試劑放在35°C恒溫槽中水解48小時。再將干燥的Al板放入上述硅烷化試劑中Imin后，取出放入溫度設(shè)定65 °C的烘箱干燥固化即可。
[0042]2.PMMA薄膜柔性壓力傳感器結(jié)構(gòu)設(shè)計
[0043]為了提高PDMS柔性壓力傳感器穩(wěn)定性。該設(shè)計使用PMMA薄膜作為對電極式壓力傳感器的上電極的襯底。然后將導(dǎo)電薄膜(CNT薄膜)或者其它薄轉(zhuǎn)移到PMMA薄膜上，如圖2所示。其中，圖2中的I結(jié)構(gòu)為旋涂制備的PMMA薄膜，2結(jié)構(gòu)為旋涂制備的PDMS薄膜。3為轉(zhuǎn)移至I結(jié)構(gòu)和2結(jié)構(gòu)的CNT薄膜或者其它導(dǎo)電薄膜。而4使用導(dǎo)電銀膠制備在3上的銀電極，其中Cu導(dǎo)線5通過銀電4極引出。然后將PMMA以及PDMS襯底的導(dǎo)電面相對，如圖2組裝制備成柔性壓力傳感器。具體尺寸細節(jié)如圖3所實示。
[0044]對電極式壓力傳感器的結(jié)構(gòu)設(shè)計具體結(jié)構(gòu)由上到下包含上電極PMMA絕緣薄膜襯底、上電極CNT薄膜導(dǎo)電層、上電極Ag電極、上電極Cu導(dǎo)線、下電極Cu導(dǎo)線、下電極Ag電極、下電極CNT薄膜導(dǎo)電層、下電極TOMS絕緣薄膜襯底(具體見圖二)。上電極Ag電極襯底上。使用相同工藝將下電極CNT薄膜導(dǎo)電層固定在下電極PDMS絕緣襯底上。將導(dǎo)電Ag膠涂覆在上電極CNT薄膜導(dǎo)電層上，并將上電極Cu導(dǎo)線粘附在導(dǎo)電Ag膠上，并使用100°C烘干凝固，使Cu和Ag電極粘附在上電極CNT薄膜導(dǎo)電層上。采用相同原理我們將下電極Cu導(dǎo)線和下電極Ag電極固定在下電極CNT薄膜導(dǎo)電層上。最后將上述覆有CNT薄膜導(dǎo)電層的PMMA絕緣襯底和PDMS絕緣襯底的導(dǎo)電層相對，按PMMA絕緣襯底層在上，PDMS絕緣襯底層在下順序貼合組裝，并使用高溫膠帶密封邊緣。
[0045]范例一:將質(zhì)量為5g的PMMA顆粒(直徑為0.5cm，純度99.98% )先用洗潔精超聲清洗15mi η，超聲后用去離子水洗凈Ν2氣吹干;再使用無水乙醇超聲清洗15mi η，超聲后用去離子水洗凈他氣吹干。將旋涂用玻璃基板先使用洗潔精清洗表面污漬，后用去離子水清洗。再將玻璃基板(3cmX 3cm)先使用丙酮超聲15min，后用去離子水清洗。再用無水乙醇浸泡玻璃基板后使用超聲清洗15min，后用去離子水清洗，N2氣吹干備用。
[0046]將洗凈的PMMA顆粒按放入200mlCHCl3溶劑(溶解比0.1g/4ml)中攪拌15min直至PMMA顆粒完全溶解到CHCl3溶劑。然后將玻璃基板放置在旋涂機上，再把PMMA的CHCl3中溶液滴加在玻璃基板上，再用旋涂機以400rpm旋涂速度旋勻液膜。再將上述覆有PMMA溶膠的玻璃基板放入50 0C烘箱熱烘30min，直至薄膜凝固后剝離薄膜。
[0047]將CNT導(dǎo)電薄膜轉(zhuǎn)移到上述PMMA薄膜上，同時在薄膜邊緣滴加導(dǎo)電銀膠并烘干。通過導(dǎo)電銀膠引出Cu導(dǎo)線。按上述同樣步驟，在制備好的PDMS薄膜上制備CNT導(dǎo)電薄膜和Ag電極并引出Cu導(dǎo)線。然后將TOMS薄膜和PMMA薄膜相對貼合，用高溫膠帶(PI材質(zhì))封邊制備成傳感器。
[0048]范例二:將質(zhì)量為5g的PMMA顆粒(直徑為0.5cm，純度99.98% )先用洗潔精超聲清洗15mi η，超聲后用去離子水洗凈Ν2氣吹干;再使用無水乙醇超聲清洗15mi η，超聲后用去離子水洗凈他氣吹干。將旋涂用Al模板先使用洗潔精清洗表面污漬，后用去離子水清洗干燥。再將Al模板(3cm X 3cm)先使用丙酮超聲15min，后用去離子水清洗。再用無水乙醇浸泡玻璃基板后使用超聲清洗15min，后用去離子水清洗，N2氣吹干備用。
[0049]將洗凈的Al模版放入已經(jīng)在35°C水解48小時的BTSE溶液中浸泡Imin后，取出放置于65 °C干燥箱中固化即可Al模版完成表面娃燒化。
[0050]將洗凈的PMMA顆粒放入CHCl3溶劑中攪拌15min直至PMMA顆粒完全溶解到CHCl3溶劑。然后將Al模版放置在旋涂機上，再把PMMA的CHCl3中溶液滴加在Al模板上，再用旋涂機以400rpm旋涂速度旋勻液膜。再將上述覆有PMMA溶膠的Al模板放入50°C烘箱熱烘30min，直至薄膜凝固后剝離薄膜。
[0051 ]將CNT導(dǎo)電薄膜轉(zhuǎn)移到上述PMMA薄膜上，同時在薄膜邊緣滴加導(dǎo)電銀膠并烘干。通過導(dǎo)電銀膠引出Cu導(dǎo)線。按上述同樣步驟，在制備好的PDMS薄膜上制備CNT導(dǎo)電薄膜和Ag電極并引出Cu導(dǎo)線。然后將PDMS薄膜和PMMA薄膜相對貼合，用高溫膠帶(PI材質(zhì))封邊制備成傳感器。
[0052]范例三:按上述實施范例。將PMMA薄膜旋涂在3cmX 3cm的玻璃基底上，旋涂厚度控制在lOOum。旋涂后65°C烘干薄膜，并剝離PMMA薄膜。然后將10nm的導(dǎo)電CNT薄膜轉(zhuǎn)移至PMMA薄膜上，并在CNT薄膜邊緣出使用導(dǎo)電Ag膠涂制一個直徑為2mm的圖案，并在上面粘附一根長度為5cm的Cu導(dǎo)線，再用100°C烘箱烘干。從而制備成Ag電極并引出測試導(dǎo)線。
[0053]同樣在3cmX3cm的玻璃基底上，旋涂厚度為10um的PDMS薄膜，然后使用烘箱在100 °C烘干堅膜。并將制備的I OOnmCNT薄膜轉(zhuǎn)移至PDMS襯底上，同時并在CNT薄膜邊緣出使用導(dǎo)電Ag膠涂制一個直徑為2mm的圖案，并在上面粘附一根長度為5cm的Cu導(dǎo)線，再用100°C烘箱烘干。從而制備成Ag電極并引出測試導(dǎo)線。
[0054]將PDMS襯底和PMMA襯底導(dǎo)電面相對貼合(如圖3)，并用高溫膠帶封邊，即為柔性壓力傳感器。
【主權(quán)項】
1.一種PMMA膜電制備方法，該方法包括: 步驟1: PMMA的清洗方法； 將PMMA顆粒使用洗潔精和去離子水清洗后氮氣吹干;再將吹干的PMMA顆粒使用無水乙醇浸泡后，使用超聲機超聲清洗，然后使用N2氣吹干待用;將上述PMMA顆粒再用去離子水浸泡，使用超聲清洗機超聲清洗，清洗完后使用他氣吹干待用； 步驟2:對旋涂需要的基板做預(yù)處理； 步驟3:將適量干燥的PMMA顆粒放入CHCl3、CCl4或!TH溶劑中，攪拌至PMMA顆粒完全溶解于溶劑中； 步驟4:將基板放置在旋涂機上，將旋涂機轉(zhuǎn)速設(shè)定在300rpm?400rpm;將足量的PMMA的溶液滴在基板上，至PMMA溶液均勻平鋪于基板上;旋涂成功后，將覆有PMMA薄膜的基板放置在高溫烘箱中，將烘箱溫度設(shè)置在50°C?80°C通風(fēng)熱烘至薄膜凝固成型，最后剝離薄膜。2.如權(quán)利要I所述的一種PMMA膜電制備方法，其特征在于所述步驟2中采用的基板為玻璃基板，玻璃基板的預(yù)處理方法為: 將玻璃基板先使用洗潔精清洗去除表面污漬，再用清水清洗后使用犯氣吹干;再將玻璃基板浸泡在丙酮溶劑中超聲清洗，洗凈取出后用清水沖洗，犯氣吹干;再使用無水乙醇超聲清洗，洗凈取出后清水沖洗，他氣吹干備用。3.如權(quán)利要I所述的一種PMMA膜電制備方法，其特征在于所述步驟2中采用的基板為鋁板基板，鋁板基板的預(yù)處理方法為: Al板先使用去離子水超聲清洗，再使用丙酮超聲清洗，再使用去離子水超聲清洗； 將BTSE溶于體積比為3:1的乙醇和水的混合溶液中，BTSE為“I，2_雙(三乙氧基硅基)乙燒”，制備成硅烷化試劑，然后將上述硅烷化試劑放在35 °C?500C恒溫槽中水解;待硅烷化試劑水解后，將干燥的Al板放入上述娃燒化試劑中Imin?5min，取出放入溫度設(shè)定50 °C?80°C的烘箱干燥固化。4.一種PMMA膜電阻式柔性壓力傳感器，該傳感器包括:上電極、上電極襯底、下電極、下電極襯底、封裝結(jié)構(gòu)，上電極位于上電極襯底下表面，下電極位于下電極襯底的上表面，上電極與下電極之間留有空腔，所述上、下電極包括:導(dǎo)電薄膜、設(shè)置于導(dǎo)電薄膜上的銀電極，與銀電極相連的銅導(dǎo)線，下電極襯底為PDMS薄膜，其特征在于上電極襯底為PMMA薄膜。
【專利摘要】該發(fā)明公開了一種PMMA膜制備方法及PMMA膜電阻式柔性壓力傳感器，涉及柔性壓力傳感器結(jié)構(gòu)和制備，具體涉及PMMA薄膜制備工藝以及使用PMMA薄膜的電阻式柔性壓力傳感器的結(jié)構(gòu)。該傳感器包括：上電極、上電極襯底、下電極、下電極襯底、封裝結(jié)構(gòu)，上電極位于上電極襯底下表面，下電極位于下電極襯底的上表面，上電極與下電極之間留有空腔，所述上、下電極包括：導(dǎo)電薄膜、設(shè)置于導(dǎo)電薄膜上的銀電極，與銀電極相連的銅導(dǎo)線，下電極襯底為PDMS薄膜，其特征在于上電極襯底為PMMA薄膜。本發(fā)明克服了PDMS薄膜的自身容易塌陷粘連的缺點，提高使用PDMS制備的對電極式壓力傳感器穩(wěn)定性，從而拓寬PDMS對電極式柔性壓力傳感器的使用領(lǐng)域，并且極大的降低了壓力傳感器的成本。
【IPC分類】G01L1/18
【公開號】CN105698978
【申請?zhí)枴緾N201610044359
【發(fā)明人】魏雄邦, 肖倫, 全勇, 陳志 , 龐韓英, 吳天昊
【申請人】電子科技大學(xué)
【公開日】2016年6月22日
【申請日】2016年1月22日