[发明专利]柔性压阻传感器的大规模制备方法

说明书

本发明提供柔性压阻传感器的大规模制备方法，包括：步骤1.柔性基片由送料滚筒传送至加热滚筒与凸版压印滚筒之间，经压印得到微纳结构；步骤2.压印后的柔性基片经冷却，表面微纳结构得以稳定；步骤3.柔性基片传送至导电纳米材料喷涂装置下方，导电油墨通过模版后定量喷涂在柔性基片的微纳结构上；步骤4.柔性基片被传送至烘干装置，烘干后形成纳米导电层；步骤5.封装胶通过模版定量喷涂在柔性基片上传感单元的间隙处；步骤6.送料滚筒将表面带有叉指电极的柔性膜传送至柔性基片上方，将柔性膜上的叉指电极与柔性基片上的微纳结构单元进行对准，面对面贴附在一起；步骤7.固化封装胶完成封装；随后，将柔性压阻传感器传送至收料滚筒。

技术领域

本发明属于柔性压阻传感器领域，具体涉及柔性压阻传感器的大规模制备方法。

背景技术

柔性压阻式压力传感器作为柔性压力传感器的重要分支，具有结构简单、稳定性好、 信号易获取等特点，在软机器人、人机界面、健康状况监测、电子皮肤等领域具有广泛的应用前景。灵敏度是柔性压阻传感器的关键性能指标和研究重点。通过在传感单元表 面产生微纳结构如微锥、微柱、微金字塔、微球和脊形等微纳结构可有效提高柔性传感 器的灵敏度。

精准化、大规模、低成本在传感单元表面制备微纳结构是这类柔性压阻传感器应用 的关键。目前，柔性压阻传感器上的微纳结构主要通过将模板上的微纳结构转移到柔性衬底上来实现。而模板表面的微纳结构常采用光刻工艺和天然材料模板两种方法进行制备。光刻工艺虽然能对表面微纳结构进行精准化控制，但工艺复杂、成本高、不易于大 幅面制备。采用天然材料作为模板制作，例如采用荷叶、芭蕉叶、砂纸、和花瓣等表面 作为天然的模板，然而微纳结构的尺寸及形状无法进行设计和精准控制。以上方法无法 同时达到精准控制、大规模、低成本制备的要求，阻碍了柔性压阻传感器的商业应用。

发明内容

本发明是为了解决上述问题而进行的，目的在于提供柔性压阻传感器的大规模制备 方法，实现大规模、低成本制备柔性压阻传感器。

本发明为了实现上述目的，采用了以下方案：

本发明提供一种柔性压阻传感器的大规模制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1：柔性基片由送料滚筒传送至加热滚筒与凸版压印滚筒之间，加热滚筒加热柔性基片使其处于热塑性状态，凸版压印滚筒压印柔性基片产生塑性变形，在柔性基片 表面得到与凸版压印滚筒表面微纳结构对应的结构；

步骤2：压印后的柔性基片离开加热滚筒和凸版压印滚筒之间，经冷却后，表面微纳结构得以稳定；

步骤3：冷却后的柔性基片被传送至导电纳米材料喷涂装置下方，导电油墨由喷涂装置的喷嘴喷出，通过第一喷涂模版后定量喷涂在柔性基片的微纳结构上；

步骤4：表面带导电油墨的柔性基片被传送至烘干装置，通过高温烘烤，使导电纳米材料紧紧粘附在柔性基片微纳结构的表面，形成纳米导电层；

步骤5：表面带纳米导电层的柔性基片被传送至封装胶喷涂装置下方，封装胶通过第二喷涂模版定量喷涂在柔性基片上传感单元的间隙处；

步骤6：送料滚筒将表面带有叉指电极的柔性膜传送至表面带纳米导电层和封装胶 的柔性基片上方，将柔性膜上的叉指电极与柔性基片上的微纳结构单元进行对准，面对面贴附在一起；

步骤7：在预定固化条件下固化封装胶使得柔性膜与柔性基片牢固贴装在一起，完成柔性压阻传感器的封装；随后，将封装完成的柔性压阻传感器传送至收料滚筒，由此 实现柔性压阻传感器的大批量制备。

进一步，本发明还提供另一种柔性压阻传感器的大规模制备方法，其特征在于，包括以下步骤：