[發(fā)明專利]聚二甲基硅氧烷薄膜、柔性電容傳感器及其制備方法

有效

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• 申請日: 2019-09-29
• 公開（公告）號: CN110763256B
• 公開（公告）日: 2021-08-20
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 吳豪;魏丹陽
• 申請（專利權(quán)）人: 廣東思谷智能技術(shù)有限公司
• 主分類號: G01D5/24
• 分類號: G01D5/24
• 代理公司: 東莞卓為知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 44429
• 代理人: 齊海迪

1.一種聚二甲基硅氧烷薄膜，其特征在于：具有多層階梯介孔微結(jié)構(gòu)，其制備方法包括如下步驟：

(b1)將聚二甲基硅氧烷與去離子水?dāng)嚢杌旌?，得到懸浮液?/p>

(b2)將懸浮液進(jìn)行離心處理，待形成分層結(jié)構(gòu)后，將懸浮液干燥，以去除去離子水，然后剝離出所述聚二甲基硅氧烷薄膜。

2.一種高靈敏度柔性電容傳感器，其特征在于：該傳感器包括上電極層、中間電介質(zhì)層和下電極層；其中，所述上電極層和下電極層的結(jié)構(gòu)相同，均包括柔性基體材料和鑲嵌在該柔性基體材料中的液態(tài)金屬；所述中間電介質(zhì)層介于所述上、下電極層之間，所述電介質(zhì)層為權(quán)利要求1所述的聚二甲基硅氧烷薄膜。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種高靈敏度柔性電容傳感器，其特征在于：所述上電極層和下電極層之間的距離優(yōu)選為20um～250um，上電極層和下電極層的厚度為50um～250um，中間電介質(zhì)層的厚度為20um～250um。

4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種高靈敏度柔性電容傳感器，其特征在于：所述柔性基體材料優(yōu)選為PDMS、ecoflex、PI、PTFE或PET。

5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種高靈敏度柔性電容傳感器，其特征在于：所述液態(tài)金屬為鎵銦錫合金。

6.一種如權(quán)利要求2-5任一項所述的高靈敏度柔性電容傳感器的制備方法，其特征在于：包括如下步驟：

(a)制備上電極層和下電極層

(a1)選取基板和犧牲層溶液，將犧牲層溶液旋涂在所述基板上，待所述犧牲層溶液固化后在所述基體上形成犧牲層，在該犧牲層上旋涂所述柔性基體材料的溶液，固化后在所述犧牲層上形成柔性基體層；

(a2)在所述柔性基體層表面采用光刻技術(shù)制作掩膜版，在該掩膜版上濺射粘附層，然后在粘附層上填充液態(tài)金屬，去除所述掩膜版，其中，所述粘附層用于粘結(jié)柔性基體層和液態(tài)金屬；

(a3)在填充有液態(tài)金屬的柔性基體層上再次旋涂所述柔性基體層溶液，固化后所述液態(tài)金屬鑲嵌在所述柔性基體層中，將基板放入水中，所述犧牲層溶于水使得柔性基體層與所述基板分離，以此分別獲得上電極層和下電極層；

(b)制備中間電介質(zhì)層

(b1)將聚二甲基硅氧烷與去離子水?dāng)嚢杌旌?，得到懸浮液?/p>

(b2)將懸浮液進(jìn)行離心處理，待形成分層結(jié)構(gòu)后，將懸浮液干燥，以去除去離子水，然后剝離出所述聚二甲基硅氧烷薄膜；

(c)采用反應(yīng)離子刻蝕的方式將所述上電極層、中間電介質(zhì)層和下電極層從上自下依次粘結(jié)在一起，以此獲得所需的高靈敏度柔性電容傳感器。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的高靈敏度柔性電容傳感器的制備方法，其特征在于：在步驟(a2)中，所述粘附層優(yōu)選包括上下兩層，下層為10nm～40nm厚的鉻，上層為50nm～250nm厚的金，其中，所述金用于連接鎵銦錫合金與鉻，所述鉻用于連接所述金與所述柔性基體材料。

8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的高靈敏度柔性電容傳感器的制備方法，其特征在于：所述犧牲層溶液為聚乙烯醇溶液。