CN104347791B - 压电驻极体薄膜元件及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了压电驻极体薄膜元件及其制备方法，该方法包括：设置导电电极：在透明的上绝缘保护膜的相对两侧上设置第二接地电极和信号电极，在透明的下绝缘保护膜的一侧上设置第一接地电极，在上、下绝缘保护膜上分别定义出压电驻极体薄膜区域和非压电驻极体薄膜区域；在第二接地电极上设置电极保护层；在压电驻极体薄膜区域中的信号电极和第一接地电极上依次压敏胶和离型膜；粘合两个非压电驻极体薄膜区；撕掉两个离型膜粘合压电驻极体薄膜；切割成型。本发明有效解决将电极直接印刷在压电驻极体薄膜时的对位难和银浆烘干时的热胀问题；适合批量化分阶段加工；提高其加工效率，也保证了压电驻极体薄膜的柔韧性能。
Description
技术领域
本发明涉及一种薄膜元件及该薄膜元件的制备方法，尤其涉及一种压电驻极体薄膜元件及该压电驻极体薄膜元件的制备方法。
背景技术
压电驻极体薄膜是制作各种声电、力电传感器和作动器的敏感材料。压电驻极体薄膜内部储存有永久电荷，为了将其内部电荷感应出来，还需在所述压电驻极体薄膜相对的两个表面设置正负电极，以及用户保护电极的绝缘保护层，这样就形成压电驻极体薄膜元件。直接在压电驻极体薄膜上下面设置正负电极，必需保证上下电极在垂直投影面上对齐。而现有的压电驻极体薄膜通常是孔洞型(如微孔聚丙烯薄膜、微孔聚四氟乙烯薄膜)，其薄膜本身不透明，造成了上下电极对位难的问题。另外，通常压电驻极体薄膜的热变形较大，若采用丝网印刷银电极设置好后一面电极后，其压电驻极体薄膜尺寸发生热胀，使得正负电极产生错位。
若将正负电极设置在透明的保护膜上，则压电驻极体薄膜粘合需要一次性加工成型，其步骤是：1)先将电极设置在保护膜上，2)粘合储存有永久电荷的压电驻极体薄膜，3)再粘合另一层保护膜。然而在实施2)以后，由于压电驻极体薄膜表面带有静电吸附作用，也容易积灰，在进行3)操作时，对位所需的移位的难度较大。
压电驻极体薄膜与保护膜粘合时，通常采用瞬干胶，这种胶有一定的加工时间，不利于长时间操作。另外，瞬干胶固化后其胶变成固态，使得压电驻极体薄膜元件的柔韧性降低。
发明内容
本发明的目的在于提出一种压电驻极体薄膜元件及该压电驻极体薄膜元件的制备方法，该压电驻极体薄膜元件解决目前压电驻极体薄膜元件柔性不佳、正负电极错位问题，该压电驻极体薄膜元件的制备方法目前工业生产出来的压电驻极体薄膜生产过程难度大，需要一次性加工成型，不利于分阶段专业化分批加工的技术问题。本发明压电驻极体薄膜元件柔韧性好，本发明压电驻极体薄膜元件的制备方法加工过程效率高，工艺简单，适合于批量工业生产。
本发明是这样实现的，一种压电驻极体薄膜元件，其包括压电驻极体薄膜(3)、信号电极(401)、第一接地电极(501)、上绝缘保护膜(4)、下绝缘保护膜(5)，上绝缘保护膜(4)、下绝缘保护膜(5)均呈透明状，信号电极(401)、第一接地电极(501)分别通过第一压敏胶(407)、第二压敏胶(503)固定在压电驻极体薄膜(3)的两个相对表面上，上绝缘保护膜(4)、下绝缘保护膜(5)分别覆盖在信号电极(401)、第一接地电极(501)上，上绝缘保护膜(4)上设置有第二接地电极(403)，第二接地电极(403)上设置电极保护层(405)，在上绝缘保护膜(4)和下绝缘保护膜(5)上分别定义出相接的压电驻极体薄膜区域(1)和非压电驻极体薄膜区域(2)，在电驻极体薄膜区域(1)内信号电极(401)的垂直投影小于与第二接地电极(403)的垂直投影，在非压电驻极体薄膜区域(2)内信号电极(401)与第二接地电极(403)两者的引脚垂直投影错位。
作为上述方案的进一步改进，上绝缘保护膜(4)和下绝缘保护膜(5)上分别做有若干定位标记。
本发明还提供上述任意一种压电驻极体薄膜元件的制备方法，其包括以下步骤：
一、设置导电电极：在透明的上绝缘保护膜(4)的相对两侧上设置第二接地电极(403)和信号电极(401)，在透明的下绝缘保护膜(5)的一侧上设置第一接地电极(501)，在上绝缘保护膜(4)和下绝缘保护膜(5)上分别定义出相接的压电驻极体薄膜区域(1)和非压电驻极体薄膜区域(2)；
二、设置电极保护层：在上绝缘保护膜(4)的第二接地电极(403)上设置电极保护层(405)；
三、设置压敏胶：在上绝缘保护膜(4)的压电驻极体薄膜区域(1)中，且在信号电极(401)上依次设置第一压敏胶(407)和第一离型膜(408)，在下绝缘保护膜(5)的压电驻极体薄膜区域(1)中，且在第一接地电极(501)上依次设置第二压敏胶(503)和第二离型膜(504)；
四、粘合非压电驻极体薄膜区：将上绝缘保护膜(4)的非压电驻极体薄膜区域(2)和下绝缘保护膜(5)的非压电驻极体薄膜区域(2)采用第三压敏胶(6)粘合固定，信号电极(401)与第一接地电极(501)位于第三压敏胶(6)的相对两侧，第一离型膜(408)与第二离型膜(504)面面相对；
五、粘合压电驻极体薄膜(3)：撕掉第一离型膜(408)和第二离型膜(504)，压电驻极体薄膜(3)的相对两侧面通过第一压敏胶(407)和第二压敏胶(503)分别粘合在上绝缘保护膜(4)的信号电极(401)上和下绝缘保护膜(5)的第一接地电极(501)上，压电驻极体薄膜(3)位于压电驻极体薄膜区域(1)；
六、切割成型：根据压电驻极体薄膜元件的规格，将步骤五中的最终产物切割成型。
作为上述方案的进一步改进，步骤五粘合压电驻极体薄膜(3)时，先撕掉第一离型膜(408)将压电驻极体薄膜(3)的一侧通过第一压敏胶(407)粘合在上绝缘保护膜(4)的信号电极(401)上，再撕掉第二离型膜(504)将下绝缘保护膜(5)的第一接地电极(501)通过第二压敏胶(503)粘合在压电驻极体薄膜(3)的相对另一侧，压电驻极体薄膜(3)位于压电驻极体薄膜区域(1)。优选地，在撕掉第二离型膜(504)之前，先采用两个辊筒(7、8)碾压上绝缘保护膜(4)与下绝缘保护膜(5)挤出泡沫。
作为上述方案的进一步改进，步骤五粘合压电驻极体薄膜(3)时，先撕掉第二离型膜(504)将压电驻极体薄膜(3)的一侧通过第二压敏胶(503)粘合在下绝缘保护膜(5)的第一接地电极(501)上，再撕掉第一离型膜(408)将上绝缘保护膜(4)的信号电极(401)通过第一压敏胶(407)粘合在压电驻极体薄膜(3)的相对另一侧，压电驻极体薄膜(3)位于压电驻极体薄膜区域(1)。优选地，在撕掉第一离型膜(408)之前，先采用两个辊筒(7、8)碾压上绝缘保护膜(4)与下绝缘保护膜(5)挤出泡沫。
作为上述方案的进一步改进，导电电极通过丝网印刷银电极方式、或蚀刻铝/铜箔电极方式、或真空镀铝/铜电极方式设置上绝缘保护膜(4)和下绝缘保护膜(5)上。
作为上述方案的进一步改进，电极保护层通过丝网印刷保护油墨方式、或复合PET/PVC/PE薄膜的方式设置在上绝缘保护膜(4)的第二接地电极(403)上。
作为上述方案的进一步改进，在步骤三中采用含有离型膜的压敏固态双面胶，使压敏胶和离型膜同步形成。
作为上述方案的进一步改进，在步骤三中先丝网印刷一层压敏液态双面胶，待压敏液态双面胶固化形成压敏胶后，再复合离型膜。
作为上述方案的进一步改进，在步骤四中，上绝缘保护膜(4)的非压电驻极体薄膜区域(2)和下绝缘保护膜(5)的非压电驻极体薄膜区域(2)的粘合，采用压敏固态双面胶或丝网印刷一层压敏液态双面胶待固化后粘合。
本发明的优点在于：
1)将电极设置在透明的保护膜上，有效解决了电极的对位难和丝网印刷银浆时的热胀问题；
2)将上、下保护膜对位好后，再粘合进行压电驻极体薄膜，适合批量化分阶段加工；
3)采用压敏胶粘合压电驻极体薄膜，提高了其加工效率，也保证了其柔韧性能。
附图说明
图1为本发明较佳实施方式提供的压电驻极体薄膜元件的制备方法过程中压电驻极体薄膜元件的上保护层结构图。
图2为图1的仰视图。
图3为图1的俯视图。
图4为本发明较佳实施方式提供的压电驻极体薄膜元件的制备方法过程中压电驻极体薄膜元件的下保护层结构图。
图5为图4的俯视图。
图6为图1中上保护层的非压电驻极体薄膜区域和图4中下保护层的非压电驻极体薄膜区域相结合的制作过程示意图。
图7为图1中上保护层的压电驻极体薄膜区域和图4中下保护层的压电驻极体薄膜区域相结合的制作过程示意图。
图8为经过图7制作过程生产的元件的结构图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
本发明较佳实施方式提供的压电驻极体薄膜元件的制备方法，用于解决目前工业生产出来的压电驻极体薄膜生产过程难度大，需要一次性加工成型，不利于分阶段专业化加工的技术问题。该制备方法的步骤如下所述。
第一步，设置导电电极。
在上绝缘保护膜4的相对两侧上设置第二接地电极403和信号电极401(如图1、图2、图3所示)，在下绝缘保护膜5的一侧上设置第一接地电极501(如图4、图5所示)，在上绝缘保护膜4和下绝缘保护膜5上分别定义出压电驻极体薄膜区域1和非压电驻极体薄膜区域2。
设置导电电极的方法包含但不限于：1)丝网印刷银电极、2)蚀刻铝(铜)箔电极、3)真空镀铝(铜)电极。
第二步，设置电极保护层。
在上绝缘保护膜4的第二接地电极403上设置电极保护层405。设置电极保护层的方法和形式包含但不限于：1)丝网印刷保护油墨、2)复合PET(PVC、PE)薄膜。
第三步，设置压敏胶。
在上绝缘保护膜4的压电驻极体薄膜区域1中，且在信号电极401上依次设置第一压敏胶407和第一离型膜408，在下绝缘保护膜5的压电驻极体薄膜区域1中，且在第一接地电极501上依次设置第二压敏胶503和第二离型膜504。
压敏胶和离型膜的设置方法包含但不限于：1)采用市售含有离型膜的压敏固态双面胶、2)丝网印刷一层压敏液态双面胶，待固化后复合离型膜。
第四步，粘合非压电驻极体薄膜区。
结合如图6所示，将上绝缘保护膜4的非压电驻极体薄膜区域2和下绝缘保护膜5的非压电驻极体薄膜区域2采用第三压敏胶6粘合固定，信号电极401与第一接地电极501位于第三压敏胶6的相对两侧，第一离型膜408与第二离型膜504面面相对。电极在垂直方向形成镜像投影，引脚部分错位。
第三压敏胶6的设置方法包含但不限于：1)采用市售含有离型膜的压敏固态双面胶、2)丝网印刷一层压敏液态双面胶，待固化后粘合。上绝缘保护膜4的非压电驻极体薄膜区域2和下绝缘保护膜5的非压电驻极体薄膜区域2固定时，可在上绝缘保护膜4和下绝缘保护膜5上分别做定位标记409、505，以便能更好的实现电极对位。
第五步，粘合压电驻极体薄膜3。
如图7所示，撕掉第一离型膜408和第二离型膜504，压电驻极体薄膜3的相对两侧面通过第一压敏胶407和第二压敏胶503分别粘合在上绝缘保护膜4的信号电极401上和下绝缘保护膜5的第一接地电极501上，压电驻极体薄膜3位于压电驻极体薄膜区域1。
在本实施方式中，在步骤五粘合压电驻极体薄膜3时，可以先撕掉第一离型膜408将压电驻极体薄膜3的一侧通过第一压敏胶407粘合在上绝缘保护膜4的信号电极401上，再撕掉第二离型膜504将下绝缘保护膜5的第一接地电极501通过第二压敏胶503粘合在压电驻极体薄膜3的相对另一侧，压电驻极体薄膜3位于压电驻极体薄膜区域1，如图8所示。
在撕掉第二离型膜504之前，最好先采用两个辊筒7、8碾压上绝缘保护膜4与下绝缘保护膜5挤出泡沫。
在其它实施方式中，粘合压电驻极体薄膜3时，还可以先撕掉第二离型膜504将压电驻极体薄膜3的一侧通过第二压敏胶503粘合在下绝缘保护膜5的第一接地电极501上，再撕掉第一离型膜408将上绝缘保护膜4的信号电极401通过第一压敏胶407粘合在压电驻极体薄膜3的相对另一侧，压电驻极体薄膜3位于压电驻极体薄膜区域1。在撕掉第一离型膜408之前，最好先采用两个辊筒7、8碾压上绝缘保护膜4与下绝缘保护膜5挤出泡沫。
第六步，切割成型。
根据压电驻极体薄膜元件的规格，将步骤五中的最终产物(如图8所示)切割成型。
即：上绝缘保护膜4、下绝缘保护膜5均呈透明状，负电极、正电极分别通过第一压敏胶407、第二压敏胶503固定在压电驻极体薄膜3的两个相对表面上，上绝缘保护膜4、下绝缘保护膜5分别覆盖在负电极、正电极上，上绝缘保护膜4上设置有第二接地电极403，第二接地电极403上设置电极保护层405，正电极、负电极在垂直于压电驻极体薄膜3的方向形成镜像投影，且正电极、负电极的引脚部分错位。也就是说，在上绝缘保护膜4和下绝缘保护膜5上分别定义出相接的压电驻极体薄膜区域1和非压电驻极体薄膜区域2，在电驻极体薄膜区域1内信号电极401的垂直投影小于与第二接地电极403的垂直投影，在非压电驻极体薄膜区域2内信号电极401与第二接地电极403两者的引脚垂直投影错位。
本发明压电驻极体薄膜元件的制备方法生产的压电驻极体薄膜元件柔韧性好，加工过程效率高，工艺简单，适合于批量工业生产。
综上所述，本发明的优点在于：
1)将电极设置在透明的保护膜上，有效解决了电极的对位难和丝网印刷银浆时的热胀问题；
2)将上、下保护膜对位好后，再粘合进行压电驻极体薄膜，适合批量化分阶段加工；
3)采用压敏胶粘合压电驻极体薄膜，提高了其加工效率，也保证了其柔韧性能。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种压电驻极体薄膜元件，其包括压电驻极体薄膜(3)、信号电极(401)、第一接地电极(501)、上绝缘保护膜(4)、下绝缘保护膜(5)，其特征在于：上绝缘保护膜(4)、下绝缘保护膜(5)均呈透明状，信号电极(401)、第一接地电极(501)分别通过第一压敏胶(407)、第二压敏胶(503)固定在压电驻极体薄膜(3)的两个相对表面上，上绝缘保护膜(4)、下绝缘保护膜(5)分别覆盖在信号电极(401)、第一接地电极(501)上，上绝缘保护膜(4)上设置有第二接地电极(403)，第二接地电极(403)上设置电极保护层(405)，在上绝缘保护膜(4)和下绝缘保护膜(5)上分别定义出相接的压电驻极体薄膜区域(1)和非压电驻极体薄膜区域(2)，在压电驻极体薄膜区域(1)内信号电极(401)的垂直投影小于与第二接地电极(403)的垂直投影，在非压电驻极体薄膜区域(2)内信号电极(401)与第二接地电极(403)两者的引脚垂直投影错位。
2.如权利要求1所述的压电驻极体薄膜元件，其特征在于：上绝缘保护膜(4)和下绝缘保护膜(5)上分别做有若干定位标记。
3.一种如权利要求1所述的压电驻极体薄膜元件的制备方法，其特征在于：其包括以下步骤：
一、设置导电电极：在透明的上绝缘保护膜(4)的相对两侧上设置第二接地电极(403)和信号电极(401)，在透明的下绝缘保护膜(5)的一侧上设置第一接地电极(501)，在上绝缘保护膜(4)和下绝缘保护膜(5)上分别定义出相接的压电驻极体薄膜区域(1)和非压电驻极体薄膜区域(2)；
二、设置电极保护层：在上绝缘保护膜(4)的第二接地电极(403)上设置电极保护层(405)；
三、设置压敏胶：在上绝缘保护膜(4)的压电驻极体薄膜区域(1)中，且在信号电极(401)上依次设置第一压敏胶(407)和第一离型膜(408)，在下绝缘保护膜(5)的压电驻极体薄膜区域(1)中，且在第一接地电极(501)上依次设置第二压敏胶(503)和第二离型膜(504)；
四、粘合非压电驻极体薄膜区：将上绝缘保护膜(4)的非压电驻极体薄膜区域(2)和下绝缘保护膜(5)的非压电驻极体薄膜区域(2)采用第三压敏胶(6)粘合固定，信号电极(401)与第一接地电极(501)位于第三压敏胶(6)的相对两侧，第一离型膜(408)与第二离型膜(504)面面相对；
五、粘合压电驻极体薄膜(3)：撕掉第一离型膜(408)和第二离型膜(504)，压电驻极体薄膜(3)的相对两侧面通过第一压敏胶(407)和第二压敏胶(503)分别粘合在上绝缘保护膜(4)的信号电极(401)上和下绝缘保护膜(5)的第一接地电极(501)上，压电驻极体薄膜(3)位于压电驻极体薄膜区域(1)；
六、切割成型：根据压电驻极体薄膜元件的规格，将步骤五中的最终产物切割成型。
4.如权利要求3所述的压电驻极体薄膜元件的制备方法，其特征在于：步骤五粘合压电驻极体薄膜(3)时，先撕掉第一离型膜(408)将压电驻极体薄膜(3)的一侧通过第一压敏胶(407)粘合在上绝缘保护膜(4)的信号电极(401)上，再撕掉第二离型膜(504)将下绝缘保护膜(5)的第一接地电极(501)通过第二压敏胶(503)粘合在压电驻极体薄膜(3)的相对另一侧，压电驻极体薄膜(3)位于压电驻极体薄膜区域(1)；或先撕掉第二离型膜(504)将压电驻极体薄膜(3)的一侧通过第二压敏胶(503)粘合在下绝缘保护膜(5)的第一接地电极(501)上，再撕掉第一离型膜(408)将上绝缘保护膜(4)的信号电极(401)通过第一压敏胶(407)粘合在压电驻极体薄膜(3)的相对另一侧，压电驻极体薄膜(3)位于压电驻极体薄膜区域(1)。
5.如权利要求4所述的压电驻极体薄膜元件的制备方法，其特征在于：当先撕掉第一离型膜(408)时，在撕掉第二离型膜(504)之前，先采用两个辊筒(7、8)碾压上绝缘保护膜(4)与下绝缘保护膜(5)挤出泡沫；当先撕掉第二离型膜(504)时，在撕掉第一离型膜(408)之前，先采用两个辊筒(7、8)碾压上绝缘保护膜(4)与下绝缘保护膜(5)挤出泡沫。
6.如权利要求3所述的压电驻极体薄膜元件的制备方法，其特征在于：导电电极通过丝网印刷银电极方式、或蚀刻铝/铜箔电极方式、或真空镀铝/铜电极方式设置上绝缘保护膜(4)和下绝缘保护膜(5)上。
7.如权利要求3所述的压电驻极体薄膜元件的制备方法，其特征在于：电极保护层通过丝网印刷保护油墨方式、或复合PET/PVC/PE薄膜的方式设置在上绝缘保护膜(4)的第二接地电极(403)上。
8.如权利要求3所述的压电驻极体薄膜元件的制备方法，其特征在于：在步骤三中采用含有离型膜的压敏固态双面胶，使压敏胶和离型膜同步形成。
9.如权利要求3所述的压电驻极体薄膜元件的制备方法，其特征在于：在步骤三中先丝网印刷一层压敏液态双面胶，待压敏液态双面胶固化形成压敏胶后，再复合离型膜。
10.如权利要求3所述的压电驻极体薄膜元件的制备方法，其特征在于：在步骤四中，上绝缘保护膜(4)的非压电驻极体薄膜区域(2)和下绝缘保护膜(5)的非压电驻极体薄膜区域(2)的粘合，采用压敏固态双面胶或丝网印刷一层压敏液态双面胶待固化后粘合。
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