[發明專利]一種IPMC 驅動器的封裝工藝

無效

• 申請號: 201110255830.5
• 申請日: 2011-09-01
• 公開（公告）號: CN102306704A
• 公開（公告）日: 2012-01-04
• 發明（設計）人: 陳花玲;朱子才;王永泉;羅斌;常龍飛
• 申請（專利權）人: 西安交通大學
• 主分類號: H01L41/26
• 分類號: H01L41/26;H01L41/053
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 朱海臨

技術領域

本發明涉及一種離子聚合物-金屬復合材料(IPMC)驅動器的封裝工藝，具體涉及用聚二甲基硅氧烷(PDMS)將IPMC驅動器與聚四氟乙烯(PTFE)膜二者粘合整體密封的工藝。?

背景技術

離子聚合物-金屬復合材料(IPMC)是一種離子型電致動聚合物，具有質量輕、柔韌性好、反應迅速和傳感-致動的雙向可逆功能，可用于制作驅動器等機電換能器件以取代傳統的壓電陶瓷，是近二十年來崛起且具有極大應用潛力的新型智能材料。?

當IPMC作為驅動器使用時，存在兩個明顯的缺陷：一方面，IPMC驅動器在直流電壓作用下，通常向陽極迅速彎曲，然后緩慢向陰極松弛變形(專利ZL200810150783.6)。經過研究，適當減少IPMC驅動器內部的含水量，能夠減少松弛變形，甚至能完全消除松弛效應。另一方面，IPMC驅動器本身含有一定水分，不能長時間在空氣中工作，否則因緩慢失水而使得性能逐漸衰減。為了使IPMC驅動器能夠在空氣中穩定工作，采用不同種類的材料對IPMC驅動器進行封裝是一種有效的方法，如采用Dow?corning?3-4154介電凝膠(J.Barramba，et.al.Evaluation?of?dielectric?gel?coating?for?encapsulation?of?ionic?polymer-metal?composite(IPMC)actuators.Sensors?and?Actuators?A?140(2007)232-238.)，Parylene膜(S.J.Kim，et.al.Performance?improvement?of?an?ionic?polymer-metal?composite?actuator?by?parylene?thin?film?coating.Smart?Materials?Structures.15(2006)1540-1546.)，密封油(馬春秀，等。Nafion/金屬的制備及電形變性能研究。宇航材料工藝，2007(4)：34)。然而，介電凝膠和密封油制作的密封層容易受損，而Parylene膜與IPMC驅動器結合力較差，另外，這些工藝沒有考慮減少IPMC驅動器的松弛特性。?

發明內容

針對IPMC驅動器的封裝要求：(i)封裝膜完全與IPMC驅動器結合緊密，自身不容易受損；(ii)封裝膜盡可能薄，不影響IPMC驅動器使用性能，(iii)?IPMC驅動器整體密封，密封前需引出電極；結合背景技術所存在的問題，本發明的目的是提供一種以聚四氟乙烯(PTFE)膜為封裝材料，用聚二甲基硅氧烷(PDMS)將IPMC驅動器與PTFE膜二者粘合的封裝工藝，不僅能夠有效的減少甚至消除材料的松弛效應，同時能夠使得IPMC驅動器內部水含量穩定，在空氣中穩定工作。?

為達到以上目的，本發明是采取如下技術方案予以實現的：?

一種IPMC驅動器的封裝工藝，其特征在于，包括下述步驟：?

(1)制作IPMC驅動器及連接引出電極?

在IPMC芯層上表面聯接上表面電極，下表面聯接下表面電極，組成IPMC驅動器；制作兩個初始引出電極，其中一個與IPMC驅動器一端上表面電極的邊緣粘接，另一個與IPMC驅動器該端下表面電極的邊緣粘接，然后將粘有初始引出電極的IPMC驅動器整體放入去離子水中浸泡充分吸水；?

(2)制作封裝膜片及粘接膠?

配制聚二甲基硅氧烷膠，然后取兩塊聚四氟乙烯膜用作上、下基膜，平鋪后將聚二甲基硅氧烷膠均勻涂布在上、下基膜內層，涂膠面積覆蓋要封裝的IPMC驅動器的上、下表面電極；?

(3)封裝固化處理?

將帶有初始引出電極的IPMC驅動器從去離子水中取出，其外表面吸除明水后，涂布聚二甲基硅氧烷膠，然后放置在下基膜上，使IPMC驅動器下電極表面與下基膜內層粘合；將上基膜蓋在IPMC驅動器上電極表面，使IPMC驅動器上電極表面與上基膜內層粘合，形成帶有初始引出電極的IPMC驅動器與聚四氟乙烯膜的封裝結構，該結構整體置于室溫固化或加熱固化；?

(4)封裝后處理?

取出固化后的封裝結構，除去邊緣多余的聚四氟乙烯膜，封裝后在IPMC驅動器外表面形成四氟乙烯膜和聚二甲基硅氧烷膠構成的封裝膜層，初始引出電極被部分封裝。?

上述工藝中，步驟(1)所述兩個初始引出電極用導線、導電膜或者導電箔片裁減成10mm×5mm的片狀。步驟(4)所述封裝后處理，還包括根據使用需要，將初始引出電極進行翻折處理。步驟(4)所述加熱固化是將該封裝結構置于烘箱中，于50～80℃加熱1～2小時。?