[发明专利]一种带凸半球结构的柔性压力传感器及其制备方法

权利要求书

1.一种带凸半球结构的柔性压力传感器的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括以下步骤：首先，在第一电极基底上制备第一电极，并将离子凝胶介电层设置在所述第一电极上，同时在在第二电极基底上制备第二电极；接着，将所述离子凝胶介电层设置在所述第二电极上，由此得到所述柔性压力传感器；所述离子凝胶介电层为平整的膜层结构；

所述第一电极基底的制备包括：选用柔性的PET薄膜作为制备的辅助材料，在PET薄膜上涂覆一层A、B液之间比例为10:1的聚二甲基硅氧烷前驱液，并将所述前驱液刮平整之后放入烘箱于75℃加热15min至完全固化，由此得到第一电极基底；

所述第一电极的制备包括：在所述第一电极基底上均匀地涂覆一层A:B两液质量比为30:1的聚二甲基硅氧烷的前驱液；接着，将涂覆了前驱液的所述第一电极基底放入烘箱中半固化后取出，并涂覆上一层均匀的铜箔，再采用激光对铜箔进行图案化处理，以形成第一铜电极阵列；

所述第二电极基底的制备包括：在提前准备的具有凸半球反结构的模具上，均匀地涂覆一层A、B液之间比例为10：1的聚二甲基硅氧烷前驱液，并将所述模具放置于烘箱中固化完全，进而得到所述第二电极基底；所述第二电极基底远离所述第二电极的表面形成有仿人体表皮有棘层的凸半球结构；

所述第二电极的制备包括：在所述第二电极基底上均匀地涂覆一层A:B两液质量比为30:1的聚二甲基硅氧烷的前驱液，接着，将涂覆了前驱液的所述第二电极基底放入烘箱中半固化后取出，并涂覆上一层均匀的铜箔，再采用激光对铜箔进行图案化处理，以形成第二铜电极阵列；

将所述离子凝胶介电层裁切成所需的形状，平整地放置于所述第二铜电机阵列上，之后，将所述第一铜电极阵列和所述第二铜电极阵列中的每个电容单元一一对应，所述第一铜电极阵列与所述第二铜电极阵列呈正交重合，得到放置于模具中的柔性传感阵列；将放置于模具中的柔性传感阵列放入烘箱中以75℃继续固化20min至第一电极衬底和第二电极衬底结合，将柔性传感阵列从所述模具中取出，得到所述柔性压力传感器。

2.如权利要求1所述的带凸半球结构的柔性压力传感器的制备方法，其特征在于：将聚偏二氟乙烯-六氟丙烯颗粒溶解至丙酮溶液中；待聚偏二氟乙烯-六氟丙烯完全溶解后，向溶液中继续加入1-乙基-3-甲基咪唑双三氟甲磺酰亚胺盐溶液，并充分搅拌以获得离子凝胶前驱液；在表面平整的玻璃上将所述离子凝胶前驱液旋涂至均匀厚度，进而得到所述离子凝胶介电层。

3.如权利要求1所述的带凸半球结构的柔性压力传感器的制备方法，其特征在于：在所述模具上涂覆一层A、B液之间比例为10：1的聚二甲基硅氧烷前驱液，接着将所述前驱液刮涂平整之后放入烘箱于75℃加热15min至完全固化，由此得到第二电极基底。

4.一种权利要求1～3任意一项所述的带凸半球结构的柔性压力传感器的制备方法制备的带凸半球结构的柔性压力传感器，其特征在于，所述柔性压力传感器包括自上而下设置的第一电极基底、第一电极、离子凝胶介电层、第二电极及第二电极基底，所述第二电极基底远离所述第二电极的表面形成有仿人体表皮有棘层的凸半球结构。

5.根据权利要求4所述的带凸半球结构的柔性压力传感器，其特征在于，所述第一电极包括设置在所述第一电极基底上的第一电极衬底及设置在所述第一电极衬底远离所述第一电极基底的表面上的第一铜电极阵列；所述第二电极包括设置在所述第二电极基底上的第二电极衬底及设置在所述第二电极衬底远离所述第二电极基底的表面上的第二铜电极阵列。

6.根据权利要求5所述的带凸半球结构的柔性压力传感器，其特征在于，所述第一铜电极阵列的厚度及所述第二铜电极阵列的厚度均为9微米。

7.根据权利要求5所述的带凸半球结构的柔性压力传感器，其特征在于，所述第一铜电极阵列中的相邻电容单元之间使用屈曲的铜线相连接。

8.根据权利要求5所述的带凸半球结构的柔性压力传感器，其特征在于，所述第一铜电极阵列中的电容单元的位置与所述第二铜电极阵列中的电容单元的位置分别相对应，且所述第一铜电极阵列与所述第二铜电极阵列呈正交重合。