1.一种正压力不敏感型叉指电容式应变传感器的制备方法,其特征在于:该方法用于制备一种正压力不敏感型叉指电容式应变传感器,该传感器包括柔性上基板(1)、柔性下基板(2);柔性上基板(1)的下表面开设有叉指型微流控通道(3),且叉指型微流控通道(3)的两个接线端与柔性上基板(1)的上表面之间各开设有一个上下贯通的填充孔(4);柔性上基板(1)的下表面和柔性下基板(2)的上表面粘合在一起;叉指型微流控通道(3)内填充有液态金属叉指电极(5);两个填充孔(4)的孔口均封堵有粘接剂(6);
柔性上基板(1)和柔性下基板(2)均呈长方形,二者的厚度均小于1mm,二者均采用PDMS制成;两个填充孔(4)的直径均为1mm;液态金属叉指电极(5)的厚度为50μm、相邻两个指部的间距为200μm、每个指部的长度均为1cm、每个指部的宽度均为100μm;粘接剂(6)采用Sil‑Poxy硅胶粘接剂;液态金属叉指电极(5)的两个接线端各连接有一根导线(13);
该方法是采用如下步骤实现的:
步骤S1:制备柔性上基板(1);具体步骤如下:
步骤S1.1:选取第一硅片(7),然后采用光刻工艺在第一硅片(7)的上表面形成叉指型凸起(8);
步骤S1.2:在第一硅片(7)的上表面旋涂第一PDMS层(9),并保证第一PDMS层(9)将叉指型凸起(8)全部覆盖,然后将第一PDMS层(9)进行固化;
步骤S1.3:将固化后的第一PDMS层(9)进行剥离,由此得到下表面开设有叉指型微流控通道(3)的柔性上基板(1);
步骤S1.4:在叉指型微流控通道(3)的两个接线端与柔性上基板(1)的上表面之间各钻设一个上下贯通的填充孔(4);
步骤S2:制备柔性下基板(2);具体步骤如下:
步骤S2.1:选取第二硅片(10);
步骤S2.2:在第二硅片(10)的上表面旋涂第二PDMS层(11),然后将第二PDMS层(11)进行固化;
步骤S2.3:将固化后的第二PDMS层(11)进行剥离,由此得到柔性下基板(2);
步骤S3:将柔性上基板(1)的下表面和柔性下基板(2)的上表面粘合在一起;
步骤S4:将柔性上基板(1)和柔性下基板(2)切割成长方形;
步骤S5:在两个填充孔(4)的孔口各放置一滴液态金属(12);
步骤S6:先采用真空填充法将两滴液态金属(12)填充入叉指型微流控通道(3)内形成液态金属叉指电极(5),再在液态金属叉指电极(5)的两个接线端各插入一根导线(13),然后采用粘接剂(6)将两个填充孔(4)的孔口进行封堵,由此完成制备。
2.根据权利要求1所述的一种正压力不敏感型叉指电容式应变传感器的制备方法,其特征在于:所述步骤S1中,光刻工艺的步骤依次为:涂胶、前烘、曝光、后烘、显影;
涂胶时,所涂光刻胶为SU‑8 3035负光刻胶,先将旋涂速度设定为500rpm并持续11s,再将旋涂速度调整为2000rpm并持续30s;
前烘时,烘烤温度为95℃,前烘时间为15min;
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曝光时,曝光光源为紫外光,曝光时间为4s,曝光能量为250mJ/cm;
后烘时,在烘烤温度为65℃下烘烤1min,在烘烤温度为95℃下烘烤5min;
显影时,所用显影液为SU‑8显影液。
3.根据权利要求1所述的一种正压力不敏感型叉指电容式应变传感器的制备方法,其特征在于:所述步骤S1和步骤S2中,固化是采用加热板进行的,加热温度为80℃,加热时间为4h。
4.根据权利要求1所述的一种正压力不敏感型叉指电容式应变传感器的制备方法,其特征在于:所述步骤S1中,填充孔(4)是采用穿孔器钻设而成的。
5.根据权利要求1所述的一种正压力不敏感型叉指电容式应变传感器的制备方法,其特征在于:所述步骤S1和步骤S2中,PDMS由弹性体基体与固化剂按质量比10:1混合而成。
6.根据权利要求1所述的一种正压力不敏感型叉指电容式应变传感器的制备方法,其特征在于:所述步骤S3中,采用等离子体将柔性上基板(1)的下表面和柔性下基板(2)的上表面粘合在一起。
7.根据权利要求1所述的一种正压力不敏感型叉指电容式应变传感器的制备方法,其特征在于:所述步骤S6中,真空填充法的具体步骤如下:将柔性上基板(1)和柔性下基板(2)置于真空室中20min;释放真空后,大气压力推动两滴液态金属(12)流入叉指型微流控通道(3)内形成液态金属叉指电极(5)。