[发明专利]基于“V”型槽阵列电极的柔性压力传感器制作方法

摘要

本发明属于柔性传感领域和微纳系统领域，具体为基于“V”型槽阵列电极的柔性压力传感器制作方法。基于“V”型阵列电极的柔性压力传感器制作方法，包括柔性压力传感器“V”型槽阵列电极的制备和碳纳米管/PDMS聚合物的制备，取制得的两个柔性压力传感器“V”型槽阵列电极分别作为上电极和下电极，碳纳米管/PDMS复合薄膜作为中间介电层，封装形成柔性压力传感器。针对金属材料与柔性衬底粘附性差的问题，本发明选用聚二甲基硅氧烷（PDMS）作为柔性衬底材料，金属Ag作为电极材料，并利用plasma工艺对PDMS柔性衬底表面进行修饰处理用于增强金属Ag与PDMS的粘附性，设计的“V”型槽阵列微电极结构有效解决了柔性压力传感器在发生较大形变时金属电极产生断裂的问题。

主权项

基于“V”型阵列电极的柔性压力传感器制作方法，其特征在于包括柔性压力传感器“V”型槽阵列电极的制备和碳纳米管/PDMS聚合物的制备，柔性压力传感器“V”型槽阵列电极包括以下步骤：第一步：选取硅片并清洗，去除硅片表面碳氢化合物、碱离子、金属污染物；第二步：将清洗后的硅片放入烘箱中烘烤，进行表面活化，增强光刻胶与硅片的粘附性；第三步：对烘烤后的硅片使用匀胶机进行旋转匀光刻胶，匀胶后进行前烘；第四步：前烘后的硅片用光刻机曝光，用配套显影液显影，并热板坚膜；第五步：以光刻胶作为掩膜使用BOE腐蚀SiO2，去除光刻胶后得到以SiO2为掩膜窗口的第一模板；第六步：对第一模板用KOH腐蚀，在硅片表面形成若干间隔的倒梯形的凹槽并去除SiO2；第七步：对上述形成凹槽的硅片进行RCA清洗，并完成PECVD沉积SiO2层制备；第八步：进行第二次匀胶、光刻、BOE腐蚀SiO2，去除光刻胶后得到以SiO2为掩膜窗口的第二模板；第九步：对第二模板用KOH腐蚀，在硅片表面形成“V”型槽阵列并去除SiO2，得到柔性压力传感器硅模板；第十步：制备出的硅模板和聚碳酸酯衬底放入纳米压印机样品台中，使硅模板上的结构压入聚碳酸酯中，脱膜后完成纳米压印模板的制作；第十一步：把聚二甲基硅氧烷与固化剂混合，充分搅拌后进行真空脱泡处理，脱泡完成后将聚二甲基硅氧烷均匀涂在纳米压印模板表面，进行二次真空脱泡处理，当气泡完全消失后，放入烘箱进行固化；第十二步：将固化后的聚二甲基硅氧烷脱膜，利用磁控溅射仪在聚二甲基硅氧烷表面进行金属Ag薄膜溅射工艺，溅射后得到的柔性压力传感器“V”型槽阵列电极；碳纳米管/PDMS复合薄膜的制备包括以下步骤：碳纳米管颗粒加入无水乙醇后，在超声波清洗器中超声分散，超声时产生的局部高温或强的冲击波，消弱纳米颗粒间的作用力，防止纳米颗粒团聚，得到碳纳米管悬浮液，加入胶状PDMS聚合物，在烘烤机上加热，待无水乙醇挥发完全，冷却后加入PDMS固化剂搅拌，再放入真空烘箱中，抽真空脱除气泡，最后，将脱除气泡后的混合物倒入模具中再抽真空，在烘箱中固化得到的碳纳米管/PDMS复合薄膜；取上述制得的两个柔性压力传感器“V”型槽阵列电极分别作为上电极和下电极，碳纳米管/PDMS复合薄膜作为中间介电层，封装形成柔性压力传感器。