[发明专利]一种力/热集成感知的曲面电路的制造方法

说明书

一种力/热集成感知的曲面电路的制造方法，先在插指结构的柔性模具中填充预功能材料金属铂墨水，固化，然后在柔性模具中填充转印胶，进行预处理，在柔性模具中继续填充转印胶，对整体结构固化，将整体结构贴于曲面结构，使二次填充的转印胶在完全固化的同时将预功能材料结构完全粘接于曲面结构上，揭去柔性模具，得到转印胶‑功能材料的双层结构；在栅线结构的柔性软模具中填充压电材料；在转印胶‑功能材料的双层结构表面滴加无水乙醇，将栅线结构贴于其上，迅速加热，将压电材料从柔性软模具中脱离出来，垂直搭接在铂插指电极上；最后封装得到力/热集成感知的曲面电路；曲面电路实现温度和力多种功能传感，且加工尺寸小，制造方法简单可靠。

技术领域

本发明属于微纳制造技术领域，具体涉及一种力/热集成感知的曲面电路的制造方法。

背景技术

高端装备中，对机械零部件的运行状态实时监控要求越来越高，传感器作为感知与探测外界信息的重要介质，也相应的有更高的要求，现代传感器的典型特征是微型化、多功能化、数字化、智能化、系统化与网络化。制造高端装备的智能结构是未来装备发展趋势，即将传感器紧密融合在材料或结构中，同时也将控制、逻辑、信号放大等电路也集成与结构中，使结构本身能按照智能的方式进行自诊断、自适应、自学习，并在其受损的时候有自修复、自衰减等能力。对于将传感单元集成在结构中，方案之一是将传感器与结构制造成共形结构。

一般地，高端装备对于振动、应变、温度等的监测是普遍常见的，对于温度传感单元，铂金属是一种良好的正温度系数热敏电阻传感材料，铂金属的温度传感器具有稳定性好、准确度高、耐高压等优势，在温度传感器中有广泛的应用；对于振动或应变这类力传感单元，通常有压电式、压阻式、电容式、电磁式传感器，其中压电式传感器结构简单、体积小、灵敏度高等优势占据重要地位；压电材料中又分为压电陶瓷和压电聚合物等，其中压电聚合物PVDF轻便、材质柔韧、低阻抗、高压电常数等众多优势被广泛应用研究。

高端设备结构件中，如何将多种传感材料制作成集成传感器且将其与装备结构一体化是实现装备多功能、智能化、小型化的关键问题之一。对结构部件的实时监测，传统的非接触式传感或间接传感已不再满足需求，为了在曲面结构件上实现多种功能的传感单元，有必要发明一种全新的集成感知探测单元的共形曲面电路。

发明内容

为了克服上述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供了一种力/热集成感知的曲面电路的制造方法，制造的曲面电路可实现温度和力多种功能传感，且加工尺寸小，对集成化、微小型化有极大的促进作用，制作方法简单可靠，且具有广泛的适用场合。

为了实现上述目的，本发明采取的技术方案为：

一种力/热集成感知的曲面电路的制造方法，包括以下步骤：

1)在插指结构的柔性模具中填充预功能材料金属铂墨水，使其固化；

2)在步骤1)完成后的柔性模具中填充转印胶，进行预处理；

3)在步骤2)完成后的柔性模具中继续填充转印胶；

4)对步骤3)完成后的整体结构进行固化处理，将填充后的整体贴于曲面结构，使二次填充的转印胶在完全固化的同时将预功能材料结构完全粘接于曲面结构上，揭去柔性模具，得到转印胶-功能材料的双层结构；

5)在栅线结构的柔性软模具中填充压电材料P(VDF-TrFE)；

6)在步骤4)中得到的转印胶-功能材料的双层结构表面滴加无水乙醇，将步骤5)的栅线结构贴于其上，迅速加热，无水乙醇蒸发的时候，液桥力将压电材料P(VDF-TrFE)从柔性软模具中脱离出来，垂直搭接在铂插指电极上；

7)对结构区封装，得到力/热集成感知的曲面电路。

所述的转印胶根据不同需求选择不同种类，转印胶对曲面结构有良好的附着力，保证转印后结构完整性。