近年来,电容式柔性压力传感器由于其较高的灵敏度而广泛应用于各种新型电子设备中,如:电子皮肤、可穿戴电子设备、智能家居、人体体征监测等。本文设计并制备了具有"三明治夹心"结构的电容式柔性压力传感器,并对其性能影响因素进行了研究。该传感器以聚二甲基硅氧烷(PDMS)为柔性衬底,分别采用银纳米线(Ag NWs)、银纳米颗粒(Ag NPs)、单壁碳纳米管(SCNTs)为电极材料,聚酰亚胺(PI)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)和聚乙烯(PE)薄膜为介电层,系统的研究了传感器不同封装方法、电极材料以及介电层对柔性压力传感器性能的影响。研究结果表明:采用PDMS自封装方法制备的柔性压力传感器灵敏度及稳定性均优于胶黏剂封装方法所得器件。Ag NWs为电极材料的柔性压力传感器灵敏度明显高于Ag NPs及SCNTs为电极材料的器件。通过电极微观形貌分析推断,相对疏松、无规的电极结构有利于传感器灵敏度的提高。当传感器介电层材料为介电常数相对较大的PI薄膜时,其灵敏度高于PET薄膜和PE薄膜。通过性能优化的柔性压力传感器灵敏度达到3.78 k Pa-1,测试的最小检测压力为58 m Pa,有望用于电子皮肤、医疗诊断等新兴领域。
