[发明专利]基于聚碳酸酯模板法制备柔性电容传感器的方法

说明书

本发明公开基于聚碳酸酯模板法制备柔性电容传感器的方法，包括步骤：将电介质材料PDMS匀在载玻片上固化后得到第一层PDMS膜，在第一层PDMS膜上继续匀电介质材料PDMS，得到第二层PDMS膜；将具有孔洞的PCET模板放在第二层PDMS膜上对该PCET模板与PDMS样品抽真空，固化后形成柱状微结构；洗除PCTE模板形成具有柱状微结构的PDMS介电层；在具有柱状微结构的PDMS介电层上下端分别装配ITO/PET导电膜形成的上下电极。本发明为柔性传感器微结构的制备工艺开辟了新道路，有利于广泛应用。

技术领域

本发明涉及柔性电子技术领域，特别是涉及一种基于聚碳酸酯模板法制备柔性电容传感器的方法。

背景技术

近年来，柔性电子领域发展日新月异。柔性传感器正成为未来机器人，体外诊断和能量收集中的重要应用器件。根据机器人系统、假肢和可穿戴医疗设备的最新进展，致力于用简单的方法实现高灵敏度的柔性传感器成为实验人员的研究热点。并且，柔性电子领域快速发展的同时，也需要电子器件制备工艺的进步。

为了实现柔性电容传感器的高灵敏度，通常使用气隙来增加可压缩性，即制备具有微结构的介电层，例如，金字塔、纳米针和柱状等。由于聚二甲基硅氧烷(PDMS)薄膜具有优异的弹性和介电性能，其常常充当柔性纳米介电层。在PDMS薄膜上创建微结构不仅可以提高可拉伸性，而且可以赋予柔性传感器更高的灵敏度和更快的响应时间。目前，大部分实验人员均利用传统光刻工艺在硅晶片上制备具有微结构的图形模具，从而制备结构化介电层。传统的光刻工艺虽然可以实现高精度制备，但它同时需要超净环境和高成本，并且其操作复杂、工艺灵活性较差。

因此，目前迫切需要提出一种方法来制备具有微结构介电层的柔性电容传感器，其操作简单，成本较低，对制备环境的要求较低，同时还可以很好地控制并实现微结构的制备。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术中存在的技术缺陷，而提供一种基于聚碳酸酯模板法制备柔性电容传感器的方法。

为实现本发明的目的所采用的技术方案是：

基于聚碳酸酯模板法制备柔性电容传感器的方法，其特征在于，包括步骤：

将电介质材料PDMS匀在载玻片上，固化后得到第一层PDMS膜，在第一层PDMS膜上继续匀电介质材料PDMS，得到第二层PDMS膜，形成PDMS样品；

将表面具有一定高度的孔洞的PCET模板放在第二层PDMS膜上，对该PCET模板与PDMS样品抽真空处理，用气压使未固化的PDMS进入PCET模板的孔洞里，固化后在PDMS样品上形成柱状微结构；

洗除PCTE模板，形成具有柱状微结构的PDMS介电层；

在具有柱状微结构的PDMS介电层的上下端分别装配ITO/PET导电膜形成的上电极及下电极，完成柔性电容传感器制作。

所述第一层PDMS膜的厚度为200um，所述第一层PDMS膜的厚度为100um。

所述PCET模板的厚度为13um表面随机分布孔洞的孔径为5um。

所述PCET模板采用二氯甲烷溶解法清除。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明的基于聚碳酸酯模板法制备柔性电容传感器的方法，操作简单、成本较低、对实验操作环境的要求较低，其能够实现在柔性介电层上制备柱状微结构，从而实现柔性电容传感器灵敏度的提高，为柔性传感器微结构的制备工艺开辟了新的道路。

附图说明

图1为本发明提供的基于聚碳酸酯模板法制备柔性电容传感器的方法的流程示意图；

图2为本发明提供的基于聚碳酸酯模板法制备柔性电容传感器的方中所用聚碳酸酯(PCTE)模板的示意图；