[发明专利]一种微结构薄膜的转印复合模具及其制备方法

说明书

本发明提供一种微结构薄膜的转印复合模具及其制备方法，模具包括平板模板和金属板，所述平板模板具有浇注面和固定面，所述平板模板的浇注面和固定面的空间夹角不超过3度，所述浇注面设置有表面微结构，所述微结构为以虚拟波阵面为基准的若干个不规则峰状凸起或凹陷，所述虚拟波阵面与所述浇注面平行或重合；所述金属板固定在所述平板模板的固定面上。本发明的微结构薄膜的转印复合模具，使得作为平板模板的三维打印的高分子模板具有良好的平整度，在高低温条件下循环使用的过程中同样不会发生翘曲变形，进而可以备出大面积、均匀的薄膜；由于金属板的导热性，可以提高热交换效率以及热场的均匀度，避免出现局部受热过高的情况。

技术领域

本发明涉及柔性压力传感器制备领域，具体涉及一种微结构薄膜的转印复合模具及其制备方法。

背景技术

柔性薄膜压力传感器具有轻、薄、柔等优点，能够将压力信号转化为电学信号。构建表面微结构能够有效的提高柔性压力传感器的灵敏度。柔性压力传感器的弹性体薄膜一般通过具有表面微结构的模板转印获得，比如硅模板、树叶、织物或者砂纸等。在制备过程中，将能够固化成型的聚合物预聚体(通常为硅橡胶PDMS的预聚体)或者其他溶液浇筑/沉积/涂覆在这些模板表面，通过加热/光固化/溶剂挥发等获得薄膜，之后将得到的薄膜从模板上剥离下来，即可获得具有表面微结构的薄膜。

在专利CN109883583A-一种弹性体薄膜及其制备方法与包含该弹性体薄膜的柔性压力传感器中，公开了通过选择性激光烧结技术三维打印转印模板，转印模板用于转印制备具有表面微结构的弹性体薄膜。

将高分子预聚体浇筑在转印模板中制备微结构薄膜时，高分子预聚体处于流动状态，在重力的作用下流平形成薄膜。为了保证薄膜本身的平整度，需要浇筑模具具有良好的平整度和水平度。对于柔性压力传感器来说，为了突出轻、薄、柔的特点，一般需要较低的薄膜厚度(约200um)；另一方面，为了提高制备的效率，则需要增大微结构模具的尺寸。这样的加工条件对于模具的平整度和水平度提出了更高的要求专利CN109883583A的方法制备模具时，由于面积较大，制备过程涉及到高温，作为转印模板的高分子材料膨胀系数较高等问题，加工获得的高分子模具极易出现翘曲现象。另外，在使用的过程中，聚合物预聚体固化需要高温的条件，而薄膜剥离等工序在常温下进行，这样的高低温循环同样会导致模具发生变形。因此，通过选择性激光烧结技术制备所得的转印模板，在高低温循环的情况下制备大面积、低厚度的弹性体薄膜的质量较差。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术存在的不足之处而提供一种微结构薄膜的转印复合模具及其制备方法。

为实现上述目的，本发明采取的技术方案为：一种微结构薄膜的转印复合模具，所述模具包括平板模板和金属板，所述平板模板具有浇注面和固定面，所述平板模板的浇注面和固定面的空间夹角不超过3度，所述浇注面设置有表面微结构，所述微结构为以虚拟波阵面为基准的若干个不规则峰状凸起或凹陷，所述虚拟波阵面与所述浇注面平行或重合；

所述金属板固定在所述平板模板的固定面上。

上述的微结构薄膜的转印复合模具用于制备具有微结构的复合薄膜，具有微结构的复合薄膜用于柔性薄膜压力传感器中，上述的微结构薄膜的转印复合模具包括平板模板和金属板，金属板固定在平板模板的固定面上，通过金属板克服平板模板在打印制备过程中造成的翘曲，使得平板模板具有高水平度和高平整度，有利于提高制备得到的微结构薄膜的质量。

优选地，所述平板模板的浇注面和固定面平行。

上述的微结构薄膜的转印复合模具的平板模板的浇注面和固定面平行时，通过金属板固定在所述平板模板的固定面上后，更有利于提高平板模板的高水平度和高平整度，有利于提高制备得到的微结构薄膜的质量。