[发明专利]一种基于PDMS-硅纳米膜的柔性心音传感器及其制备方法

说明书

本发明公开了一种基于PDMS－硅纳米膜的柔性心音传感器及其制备方法，包括柔性电极衬底和多孔PDMS介电薄膜，所述柔性电极衬底的数量为两个，且两个柔性电极衬底分别封装在多孔PDMS介电薄膜的两面。本发明提供的基于PDMS－硅纳米膜的柔性心音传感器及其制备方法，该基于PDMS－硅纳米膜的柔性心音传感器，具有低的弹性模量和很好地形变能力，且该传感器在小于2kPa的压力范围内具有较高的灵敏度，使得本发明制作的基于PDMS－硅纳米膜的柔性心音传感器具有高灵敏度、低成本特点，在医疗健康监控、微小压力传感等方面具有较大潜在应，且制备方法简单易操作，方便批量生产。

技术领域

本发明涉及半导体技术领域，具体为一种基于PDMS－硅纳米膜的柔性心音传感器及其制备方法。

背景技术

心音是一种非常重要的人体生理信号，它是心脏及心血管系统机械运动和综合状况的反映。基于压阻效应制备的传感器，由于其结构简单、低频特性好、性能稳定被广泛应用在动力机械、生物医学、航天等压力测量领域。由于心音信号比较微弱，因此需要较高灵敏度的传感器来检测。

PDMS又称为有机硅，是一种高分子有机硅化合物。固化后的PDMS为一种硅胶，具有多种特性，比如透明、无毒、疏水性、不易燃性、易与多种材质室温接合等，并且由于其杨氏模量低而具备很好的弹性。同时PDMS具有非常好的耐温性能，其最高可承受温度为200℃。由于被它具有成本低、使用简单、具有良好的化学惰性等优点而被广泛应用于微流控、芯片封装等领域，另外由于PDMS具有高透明、强弹性等特点而被用作柔性应变传感器的基底。

当微粒的大小是纳米级时，其将具有量子尺寸效应、表面效应、体积效应、宏观量子隧道效应等，在力学、热学、磁学以及电学等方面也将有着其它特殊的性质。由于导电材料在纳米尺度上表现出来的种种优势，目前已经有研究基于纳米导电材料开发灵活、可伸缩和敏感的应变传感器，以此为基础进一步研究该传感器作为康复和个人健康监测、身体结构健康监测、运动性能监控以及娱乐人体运动捕获系统(例如，对于游戏动作捕捉和动画)等等。

但目前报道的应力复合柔性应力传感器的制备方法往往都较复杂，且响应时间和恢复时间长导致精度较低。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于PDMS－硅纳米膜的柔性心音传感器及其制备方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：包括柔性电极衬底和多孔PDMS介电薄膜，所述柔性电极衬底的数量为两个，且两个柔性电极衬底分别封装在多孔PDMS介电薄膜的两面。

一种根据上述一种基于PDMS－硅纳米膜的柔性心音传感器的制备方法，包括如下步骤：

S1、取柔性衬底PET-ITO和多孔PDMS介电薄膜，将取柔性衬底PET-ITO去离子水冲洗后用氮气吹干，保证衬底的洁净；

S2、在柔性衬底PET-ITO的顶部旋涂正性光刻胶；

S3、将步骤S2中旋涂正性光刻胶的柔性衬底PET-ITO置于匀胶机中；

S4、将步骤S3的匀胶机中取出柔性衬底PET-ITO，并将其放置在烘干台上烘干；

S5、将步骤S4中烘干后的柔性衬底PET-ITO置于光刻机内进行曝光；

S6、将步骤S5中曝光后的柔性衬底PET-ITO进行电解坚膜处理；

S7、将步骤S6中经过坚膜处理后的柔性衬底PET-ITO用正交显影液进行显影处理，显影时间为45s，将得到的样品置于混合溶液中，反应时间为1～3min；

S8、将步骤S7中得到的样品用去离子水清洗后，将腐蚀完毕的样品置于乙醇中，去除多余的光刻胶，得到柔性电极衬底；