CN108332648A - 常温电阻应变计及其制备方法 - Google Patents

常温电阻应变计及其制备方法 Download PDF

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危彩良
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Abstract

本发明公开了一种常温电阻应变计及其制备方法，该常温电阻应变计包括聚醚醚酮膜、环氧胶和线路箔材，本发明的制备合理，每个环节都能保证应变计的性能，甩上环氧胶后的聚醚醚酮膜放入烘箱时，烘烤时间严格控制在2.8～3个小时，烘烤温度为165～170℃，能够防止聚醚醚酮膜因温度过高发生弯卷变形，并且应变计半成品在层压时是放置到夹具中的，夹具通过压力机压紧后通过锁固螺母锁紧夹具，当整个夹具放入到烘箱加热固化时仍然保持在相同的压力状态，能够使应变计半成品受力平均，避免出现在传统工艺中将应变计放置在层压机中一起层压加热时因受力不均导致的不良问题，本发明的常温电阻应变计的性能稳定，质量高，具有良好的耐温特性。

Description

常温电阻应变计及其制备方法
技术领域
本发明涉及应变计技术领域，更具体地说，是涉及一种常温电阻应变计及其制备方法。
背景技术
随着现代科学技术的飞跃发展，自动化程度的提高，电阻应变计测量技术得到非常广泛地应用，它不但具有准确度高、易远距离传输等优点，而且可以在高温、高压、高速、强磁场等特殊条件下进行结构构件的应力应变测量。电阻应变计作为敏感元件可制成各种测力、测压、位移等传感器，在工业、科学实验中广泛使用。
电阻应变计根据许用的工作温度范围可分为常温、中温、高温及低温应变计，其中，能否研制出常温电阻应变计，主要取决于三个基本条件：(1)箔材原料的性能及耐温能力；(2)应变基底胶的抗温能力及性能；(3)合理的制作工艺。。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术中的上述缺陷，提供一种常温电阻应变计及其制备方法。
为实现上述目的，本发明的第一方面提供了一种常温电阻应变计的制备方法，包括以下步骤：
S1、将聚醚醚酮膜固定在玻璃板上，通过匀胶机将环氧胶均匀地甩到聚醚醚酮膜表面，以实现均匀上胶；
S2、将上胶后的聚醚醚酮膜放入到烘箱中，烘烤2.8～3个小时，烘烤温度为165～170℃；
S3、取出烘烤后的聚醚醚酮膜，将聚醚醚酮膜的胶面与预先制备好的线路箔材对齐贴合，形成应变计半成品；
S4、将应变计半成品放置到夹具中，初步拧紧夹具中的所有锁固螺母，之后将夹具摆放在压力机压头下，通过压力机压紧夹具，并通过扳手进一步拧紧夹具中的所有锁固螺母，使夹具在取下后仍然保持在相同的压力状态；
S5、将装有应变计半成品的夹具放入到烘箱中固化，从室温升至200～250℃，保温3个小时后停止烘烤，自然降温至室温取出；
S6、卸下夹具中的所有锁固螺母，取出经层压固化后制得的常温电阻应变计。
作为优选的，在步骤S6之后还包括以下步骤：
S7、用渗有丙三醇/微粉溶液的棉球对常温电阻应变计的焊点进行打磨，打磨后用渗有酒精的棉球对常温电阻应变计的正反面进行擦洗，再用渗有丙酮的棉球擦洗常温电阻应变计的正反面，然后用无纺布或棉花擦洗常温电阻应变计的正反面，擦洗干净后晾干；
S8、对常温电阻应变计依次进行修剪、外观检验、分选和包装。
作为优选的，所述匀胶机的转速控制为800～1000转/分，时间为10～15秒；所述压力机的压力设置为650～700Kg。
作为优选的，所述线路箔材的制备方法包括以下步骤：
S101、光刻：在光刻前用渗有无水乙醇/微粉溶剂的纱布对箔材原料的表面打磨去氧化，以实现清洗；将清洗后的箔材原料用防静电刷清除表面的异物，并通过匀胶机将将光刻胶均匀地甩到箔材原料表面；将上胶后的箔材原料放入到烘箱进行烘烤，自室温升至100℃，保温18～20分钟后停止烘烤，冷却至室温；
S102、曝光：将经过光刻步骤后的箔材原料放置在曝光海绵上，将掩膜版贴紧箔材原料，送入曝光机内曝光；
S103、显影：将曝光好的箔材原料放入到显影机中与显影液进行显影，显影时间控制在18～22秒；显影完后需要用水冲洗，冲洗后在甩干机上离心甩干，同时用电吹风烘干表面；
S104、腐蚀：将显影好的箔材原料放入到腐蚀机中与腐蚀液进行腐蚀，得到线路箔材，腐蚀温度控制在40～50℃；腐蚀后将线路箔材放入到氨水中进行中和处理，中和时间为3～4秒，在转入清水中浸泡，浸泡时间为3分钟以内；将中和好的线路箔材放入到脱膜液中浸泡28～35秒，待光刻胶彻底溶解后，取出线路箔材用毛刷在清水中冲洗，冲洗干净后在甩水机上离心甩干，甩干后用渗有丙酮的棉球对线路箔材的正反面进行清洗。
作为优选的，所述步骤S104之后还包括以下步骤：
S105、半检：将线路箔材放在显微镜下进行微观检验，微观检验后，用电阻表对合格的线路箔材进行阻值检测；
S106、调阻：用渗有丙三醇/微粉溶液的棉球对阻值不符合要求的线路箔材进行调阻。
作为优选的，在步骤S101中，所述无水乙醇/微粉溶剂中的组分配比为50ml无水乙醇：10g微粉。
作为优选的，在步骤S4中，所述夹具包括夹具底板、聚四氟薄膜、硅橡皮、夹具玻璃板、夹具顶板、用于锁紧夹具底板及夹具顶板的螺栓和螺母，所述夹具组装方法为：在夹具底板上放两层聚四氟薄膜，再放一块硅橡皮，再放两层聚四氟薄膜，再放一个应变计半成品，再放一块两面贴有铝箔的夹具玻璃板，再放另一个应变计半成品，再放两层聚四氟薄膜，再放一块硅橡皮，再放两层聚四氟薄膜，按照此顺序依次类推，最后一版需要放置两块硅橡皮，然后安装夹具顶板，通过螺栓和螺母锁紧夹具底板和夹具顶板。
作为优选的，所述丙三醇/微粉溶液中的组分配比为10ml丙三醇：11g微粉。
本发明的第二方面提供了一种常温电阻应变计，包括聚醚醚酮膜、环氧胶和线路箔材，所述环氧胶位于聚醚醚酮膜与线路箔材之间。
作为优选的，所述聚醚醚酮膜的厚度为18～20μm，所述环氧胶的厚度为6～10μm，所述线路箔材的厚度为3.8～5μm。
与现有技术相比，本发明的有益效果在于：
本发明的制备合理，每个环节都能保证应变计的性能，甩上环氧胶后的聚醚醚酮膜放入烘箱时，烘烤时间严格控制在2.8～3个小时，烘烤温度为165～170℃，能够防止聚醚醚酮膜因温度过高发生弯卷变形，并且应变计半成品在层压时是放置到夹具中的，夹具通过压力机压紧后通过锁固螺母锁紧夹具，当整个夹具放入到烘箱加热固化时仍然保持在相同的压力状态，能够使应变计半成品受力平均，避免出现在传统工艺中将应变计放置在层压机中一起层压加热时因受力不均导致的不良问题，本发明的常温电阻应变计的性能稳定，质量高，具有良好的耐温特性。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明提供的常温电阻应变计的结构示意图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参考图1，本发明的实施例提供了一种常温电阻应变计，包括聚醚醚酮膜1、环氧胶2和线路箔材3，所述环氧胶2位于聚醚醚酮膜1与线路箔材2之间。
在本实施例中，所述聚醚醚酮膜的厚度可以优选设置为18～20μm，所述环氧胶的厚度可以优选设置为6～10μm，所述线路箔材的厚度可以优选设置为3.8～5μm。
在本实施例中，常温电阻应变计的制备方法包括以下步骤：
S1、将聚醚醚酮膜(PEEK)固定在洁净玻璃板上，通过匀胶机将环氧胶均匀地甩到聚醚醚酮膜表面，以实现均匀上胶；
在步骤S1中，匀胶机的转速控制为800～1000转/分，时间为10～15秒。聚醚醚酮膜要摆放在均胶机转盘的中心，上胶后要求胶层均匀，无气泡及缺胶现象。
S2、将上完环氧胶后的聚醚醚酮膜放入到烘箱中，烘烤2.8～3个小时，烘烤温度为165～170℃；
烘烤时，烘烤温度不能高于170℃，否则上完环氧胶后的聚醚醚酮膜会弯曲缩卷，导致聚醚醚酮膜直接报废。
S3、取出烘烤后的聚醚醚酮膜，将聚醚醚酮膜的胶面与预先制备好的线路箔材对齐贴合，形成应变计半成品；
S4、将应变计半成品放置到夹具中，初步拧紧夹具中的所有锁固螺母，之后将夹具摆放在压力机压头下，将压力机的压力设置为650～700Kg，通过压力机压紧夹具，并通过扳手进一步拧紧夹具中的所有锁固螺母，使夹具在取下后仍然保持在相同的压力状态；
在步骤S4中，所述夹具包括夹具底板、聚四氟薄膜、硅橡皮、夹具玻璃板、夹具顶板、用于锁紧夹具底板及夹具顶板的螺栓和螺母。
所述夹具组装方法为：在夹具底板上放两层聚四氟薄膜，再放一块硅橡皮，再放两层聚四氟薄膜，再放一个应变计半成品(基底面向铝箔)，再放一块两面贴有铝箔的夹具玻璃板，再放另一个应变计半成品(基底面向铝箔)，再放两层聚四氟薄膜，再放一块硅橡皮，再放两层聚四氟薄膜，按照此顺序依次类推，最后一版需要放置两块硅橡皮，然后安装夹具顶板，底层上完后同时装入弹簧，通过螺栓和螺母锁紧夹具底板和夹具顶板。其中，聚四氟薄膜、硅橡皮、夹具玻璃板要用酒精无纺布清洗干净，要求表面无颗粒、纤维毛等，铝箔要平整紧贴于夹具玻璃板，无凸点、灰尘等。
S5、将装有应变计半成品的夹具放入到烘箱中固化，从室温升至200～250℃，保温3个小时后停止烘烤，自然降温至室温取出；
S6、卸下夹具中的所有锁固螺母，取出经层压固化后制得的常温电阻应变计；
卸夹具时，要求所有锁固螺母同时卸下，按顺序将应变计依次取下，揭取时应保证应变计无皱褶，且无混片现象。
S7、用渗有丙三醇/微粉溶液的棉球对常温电阻应变计的焊点进行打磨，打磨后用渗有酒精的棉球对常温电阻应变计的正反面进行擦洗，再用渗有丙酮的棉球擦洗常温电阻应变计的正反面，然后用无纺布或棉花擦洗常温电阻应变计的正反面，擦洗干净后晾干；
S8、对常温电阻应变计依次进行修剪、外观检验、分选和包装。
其中，所述线路箔材的制备方法包括以下步骤：
S101、光刻：在光刻前对箔材原料进行清洗，用渗有无水乙醇/微粉溶剂的纱布对箔材原料的表面打磨去氧化；将清洗后的箔材原料用防静电刷清除表面的异物，并通过匀胶机将将光刻胶均匀地甩到箔材原料表面；将上胶后的箔材原料放入到烘箱进行烘烤，自室温升至100℃，保温18～20分钟后停止烘烤，冷却至室温；
S102、曝光：将经过光刻步骤后的箔材原料放置在曝光海绵上，将掩膜版贴紧箔材原料，送入曝光机内曝光；
S103、显影：将曝光好的箔材原料放入到显影机中与显影液进行显影，显影时间控制在18～22秒；显影完后需要用水冲洗，冲洗后在甩干机上离心甩干，同时用电吹风烘干表面；
S104、腐蚀：将显影好的线路箔材放入到腐蚀机中与腐蚀液进行腐蚀，腐蚀温度控制在40～50℃，腐蚀后得到线路箔材；将腐蚀得到后的线路箔材放入到氨水中进行中和处理，中和时间为3～4秒，在转入清水中浸泡，浸泡时间为3分钟以内；将中和好的线路箔材放入到脱膜液中浸泡28～35秒，待光刻胶彻底溶解后，取出线路箔材用毛刷在清水中冲洗，冲洗干净后在甩水机上离心甩干，甩干后用渗有丙酮的棉球对线路箔材的正反面进行清洗；
S105、半检：将线路箔材放在显微镜下进行微观检验，微观检验后，用电阻表对合格的线路箔材进行阻值检测，
S106、调阻：用渗有丙三醇/微粉溶液的棉球对阻值不符合要求的线路箔材进行调阻。
在步骤S101中，所述无水乙醇/微粉溶剂中的组分配比为50ml无水乙醇：10g微粉。
在步骤S7和步骤S106中，所述丙三醇/微粉溶液中的组分配比为10ml丙三醇：11g微粉。
本发明的制备合理，每个环节都能保证应变计的性能，甩上环氧胶后的聚醚醚酮膜放入烘箱时，烘烤时间严格控制在2.8～3个小时，烘烤温度为165～170℃，能够防止聚醚醚酮膜因温度过高发生弯卷变形，并且应变计半成品在层压时是放置到夹具中的，夹具通过压力机压紧后通过锁固螺母锁紧夹具，当整个夹具放入到烘箱加热固化时仍然保持在相同的压力状态，能够使应变计半成品受力平均，避免出现在传统工艺中将应变计放置在层压机中一起层压加热时因受力不均导致的不良问题。
综上所述，本发明的常温电阻应变计的性能稳定，质量高，具有良好的耐温特性。
上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种常温电阻应变计的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、将聚醚醚酮膜固定在玻璃板上，通过匀胶机将环氧胶均匀地甩到聚醚醚酮膜表面，以实现均匀上胶；
S2、将上胶后的聚醚醚酮膜放入到烘箱中，烘烤2.8～3个小时，烘烤温度为165～170℃；
S3、取出烘烤后的聚醚醚酮膜，将聚醚醚酮膜的胶面与预先制备好的线路箔材对齐贴合，形成应变计半成品；
S4、将应变计半成品放置到夹具中，初步拧紧夹具中的所有锁固螺母，之后将夹具摆放在压力机压头下，通过压力机压紧夹具，并通过扳手进一步拧紧夹具中的所有锁固螺母，使夹具在取下后仍然保持在相同的压力状态；
S5、将装有应变计半成品的夹具放入到烘箱中固化，从室温升至200～250℃，保温3个小时后停止烘烤，自然降温至室温取出；
S6、卸下夹具中的所有锁固螺母，取出经层压固化后制得的常温电阻应变计。
2.根据权利要求1所述的常温电阻应变计的制备方法，其特征在于，在步骤S6之后还包括以下步骤：
S7、用渗有丙三醇/微粉溶液的棉球对常温电阻应变计的焊点进行打磨，打磨后用渗有酒精的棉球对常温电阻应变计的正反面进行擦洗，再用渗有丙酮的棉球擦洗常温电阻应变计的正反面，然后用无纺布或棉花擦洗常温电阻应变计的正反面，擦洗干净后晾干；
S8、对常温电阻应变计依次进行修剪、外观检验、分选和包装。
3.根据权利要求1所述的常温电阻应变计的制备方法，其特征在于，所述匀胶机的转速控制为800～1000转/分，时间为10～15秒；所述压力机的压力设置为650～700Kg。
4.根据权利要求1所述的常温电阻应变计的制备方法，其特征在于，所述线路箔材的制备方法包括以下步骤：
S101、光刻：在光刻前用渗有无水乙醇/微粉溶剂的纱布对箔材原料的表面打磨去氧化，以实现清洗；将清洗后的箔材原料用防静电刷清除表面的异物，并通过匀胶机将将光刻胶均匀地甩到箔材原料表面；将上胶后的箔材原料放入到烘箱进行烘烤，自室温升至100℃，保温18～20分钟后停止烘烤，冷却至室温；
S102、曝光：将经过光刻步骤后的箔材原料放置在曝光海绵上，将掩膜版贴紧箔材原料，送入曝光机内曝光；
S103、显影：将曝光好的箔材原料放入到显影机中与显影液进行显影，显影时间控制在18～22秒；显影完后需要用水冲洗，冲洗后在甩干机上离心甩干，同时用电吹风烘干表面；
S104、腐蚀：将显影好的箔材原料放入到腐蚀机中与腐蚀液进行腐蚀，得到线路箔材，腐蚀温度控制在40～50℃；腐蚀后将线路箔材放入到氨水中进行中和处理，中和时间为3～4秒，在转入清水中浸泡，浸泡时间为3分钟以内；将中和好的线路箔材放入到脱膜液中浸泡28～35秒，待光刻胶彻底溶解后，取出线路箔材用毛刷在清水中冲洗，冲洗干净后在甩水机上离心甩干，甩干后用渗有丙酮的棉球对线路箔材的正反面进行清洗。
5.根据权利要求4所述的常温电阻应变计的制备方法，其特征在于，所述步骤S104之后还包括以下步骤：
S105、半检：将线路箔材放在显微镜下进行微观检验，微观检验后，用电阻表对合格的线路箔材进行阻值检测；
S106、调阻：用渗有丙三醇/微粉溶液的棉球对阻值不符合要求的线路箔材进行调阻。
6.根据权利要求4所述的常温电阻应变计的制备方法，其特征在于，在步骤S101中，所述无水乙醇/微粉溶剂中的组分配比为50ml无水乙醇：10g微粉。
7.根据权利要求1所述的常温电阻应变计的制备方法，其特征在于，在步骤S4中，所述夹具包括夹具底板、聚四氟薄膜、硅橡皮、夹具玻璃板、夹具顶板、用于锁紧夹具底板及夹具顶板的螺栓和螺母，所述夹具组装方法为：在夹具底板上放两层聚四氟薄膜，再放一块硅橡皮，再放两层聚四氟薄膜，再放一个应变计半成品，再放一块两面贴有铝箔的夹具玻璃板，再放另一个应变计半成品，再放两层聚四氟薄膜，再放一块硅橡皮，再放两层聚四氟薄膜，按照此顺序依次类推，最后一版需要放置两块硅橡皮，然后安装夹具顶板，通过螺栓和螺母锁紧夹具底板和夹具顶板。
8.根据权利要求2或5所述的常温电阻应变计的制备方法，其特征在于，所述丙三醇/微粉溶液中的组分配比为10ml丙三醇：11g微粉。
9.一种常温电阻应变计，其特征在于，包括聚醚醚酮膜、环氧胶和线路箔材，所述环氧胶位于聚醚醚酮膜与线路箔材之间。
10.根据权利要求9所述的常温电阻应变计，其特征在于，所述聚醚醚酮膜的厚度为18～20μm，所述环氧胶的厚度为6～10μm，所述线路箔材的厚度为3.8～5μm。
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