m的金膜、镍膜或者镍铬合金的抗氧化层。
[0060]在本发明中，本领域的技术人员可以改变石墨压力传感器中的弹性衬底层和封装层所用的材料以及石墨烯压力感应层的结构以及厚度等因素来改变所述石墨烯压力传感器的静态电阻，所述静态电阻为0.2-200ΚΩ，优选1.0-100ΚΩ，更优选2-50ΚΩ，可感应压力的范围为0.lg-100kg，优选为1.0g-50kg，更优选20g_10kg。
[0061]在本发明中，本发明采用不易变形的铜箔使后续直接测试、焊接或者绑定不会轻易损伤石墨烯压感区域，有利于传感器的稳定性。
[0062]本发明的石墨烯压力传感器的微型化结构可装配于智能手机的边框处或者LCD背面，且还能获得另一维度的压感体验。
[0063]本发明还提供上述压力传感器用于智能终端的用途，本发明的石墨烯压力传感器可用于智能手机、可穿戴电子设备等。
[0064]下面将结合附图对本发明作进一步说明，但不意图限制本发明。
[0065]实施例
[0066]实例一
[0067]将由PI膜3 (厚度为125 μ m)与蒸镀金(厚度为200nm)的铜箔4 (厚度为30 μ m)组成的FPC电极背面(即PI膜一侧)与支撑层双面胶和离型纸1紧密粘接；将有机硅胶E620的A、B组分按照1:1混合均匀并在真空下除泡后涂在支撑层双面胶和离型纸1上，然后放入烘箱中80°C、40min加热固化，作为感应区2。
[0068]采用常压CVD法生长石墨烯，其衬底为200目铜网，铜丝直径为45 μm，网孔为75X75 μπι，所制备的石墨稀厚度为80?100nm，网状石墨稀单根宽度为70 μπι，孔径为66.5 X 66.5 μ mD
[0069]将生长有石墨烯的铜网平放于FeCl3S液中将铜网腐蚀完全，用纯水清洗多次将石墨烯网中残留的FeCl3溶液清洗干净，然后上述制备的石墨烯转移到基底表面上，并使石墨烯网与电极形成有效搭接，其中所述转移石墨烯的基底包含电极区、感应区、支撑层，并放至空气中自然晾干，此实例石墨烯压力感应层方阻为50ΚΩ / 口；
[0070]按压图案设计用激光蚀刻机刻蚀出同心套环长方形感应图案7，以尽可能增大感应区域，感应图案7距离右侧边缘约1mm，感应图案7最外侧方形图案宽度约0.3mm。
[0071]将铜箔4上从左端1/4-3/4长度区域用压敏胶带粘贴，然后混合加入有机硅胶E620，水平后再竖直静止，使石墨烯表面均匀覆盖一层有机硅胶E620，其厚度约为0.15mm，然后放烘箱中在80°C、40min加热固化，作为封装层6，最后将贴在电极上的压敏胶带撕掉。
[0072]在铜箔4与感应区2接触界面上方的封装层上表面粘贴双面胶8，然后按照设计传感器形状尺寸，用激光切割传感器的外部形状，使其与基板分离，所得石墨烯压力传感器的静态电阻为1.0kQ 0
[0073]实施例2
[0074]将由PI膜3 (厚度为80 μ m)与蒸镀镍铬合金(厚度为150nm)的铜箔4 (厚度为25 μ m)组成的FPC电极背面(即PI膜一侧)与支撑层单面PET胶带1紧密粘贴，使两层之间不产生间隙和气泡^#PDMS的主剂和固化剂按照10:1混合均匀真空下去除气泡后涂在支撑层单面胶聚酯胶带1上，静置60min自然流平，使其表面与铜箔4在同一平面，接着再次抽真空除气泡，然后放烘箱中60°C、70min加热固化，作为感应区2，最后将铜箔4上残留的娃胶去除。
[0075]采用常压CVD方法，石墨烯生长衬底为100目铜网，铜丝直径100 μπι，网孔150X 150 μπι，所制备的石墨稀厚度150?180nm，网状石墨稀单根宽度为120 μπι,孔径130 X 130 μ mD
[0076]将生长石墨烯之后铜网平放于FeCl3S液中将铜丝腐蚀完全，用高纯水多次清洗将石墨烯网中残留的FeCl3溶液清洗干净，然后将清洗多次的石墨烯转移到基底表面上，所述转移石墨烯网的基底包含电极区、感应区、支撑层，然后放至空气中自然晾干，依靠范德华力使石墨烯吸附在感应区2表面，并使石墨烯与电极形成有效搭接，基底表面的网状石墨稀作为石墨稀压力感应层5，所得石墨稀压力感应层方阻为100Ω/ □；
[0077]按压图案设计用激光蚀刻机刻蚀出同心套环长方形感应图案7，以尽可能增大感应区域，感应图案7距离右侧边缘0.6mm，感应图案7最外侧方形图案宽度0.2mm。
[0078]将铜箔4上从左端1/4-3/4长度区域用压敏胶带粘贴，然后滴加混合均匀地PDMS，水平静置60min，自然流平，使石墨烯表面均匀覆盖一层PDMS，厚度约0.2_，然后放烘箱中60°C、120min加热固化，作为封装层6，最后将贴在电极上的压敏胶带缓慢撕掉。
[0079]在铜箔4与感应区2接触界面上方的封装层上表面涂0.2mm厚度的聚酰亚胺树脂8，然后按照设计传感器形状尺寸，用激光切割传感器的外部形状，使其与基板分离，所得石墨烯压力传感器的静态电阻为50ΚΩ。
[0080]实例三
[0081]将由PI膜3 (厚度为50 μ m)与蒸镀镍(厚度为250nm)的铜箔4 (厚度为20 μ m)组成的FPC电极的背面(即PI膜一侧)与厚度为175 μ m的OCA胶及厚度为125 μ m的PET1粘贴，正面覆离型膜，再用卷对卷滚压使三者紧密粘贴，各层之间不产生间隙和气泡，使OCA胶表面与铜箔电极4在同一平面，OCA胶作为感应区2。
[0082]采用常压CVD方法，石墨烯生长衬底为80目铜网，铜丝直径50 μπι，网孔200 X 200 μ m，所制备的石墨稀厚度55nm，网状石墨稀单根宽度为74 μ m，孔径184 X 184 μ m。
[0083]将生长石墨烯之后铜网平放于FeCl3S液中将铜丝腐蚀完全，再用高纯水多次清洗将石墨烯网中残留的FeCl3溶液清洗干净，然后将清洗多次的石墨烯转移到基底表面，使石墨烯与电极形成有效搭接，所述转移石墨烯的基底包含电极区、感应区、支撑层，60°C、60min加热干燥后，依靠范德华力使其吸附在感应区2表面，基底表面的网状石墨烯作为石墨烯压力感应层5，所得石墨烯压力传感器方阻为600 Ω / 口；
[0084]按压图案设计用激光蚀刻机刻蚀出同心套环长方形感应图案7，以可能增大感应区域，感应图案7距离右侧边缘0.8mm，感应图案7最外侧方形图案宽度0.35mm。
[0085]将铜箔4上从左端1/4-3/4长度区域用轻粘胶带粘贴，然后滴加混合均匀地将C6-515液体娃胶(二甲基-二苯基聚娃氧烧)，水平静置40min，再竖直悬挂15min，使石墨烯表面均匀覆盖一层硅胶C6-515液体硅胶，厚度约0.1_，然后放烘箱中70°C、40min加热固化，作为封装层6，最后将贴在电极上的压敏胶带缓慢撕掉。
[0086]在铜箔4与感应区2接触界面上方的封装层上表面涂0.2mm厚度的酚醛树脂8，然后按照设计的传感器形状尺寸，用激光切割传感器的外部形状，使其与基板分离，所得石墨烯压力传感器的静态电阻为0.5ΚΩ。
[0087]将由实施例1制备的石墨烯压力传感器模拟与手机的整机组装测试，放置于基板上，传感器周围贴附与传感器厚度相同的弹性泡棉，上面加一层硬质盖板。外力作用于盖板时，泡棉压缩，传感器也随之发生应变信号，测试结果如图3和图4所示。
【主权项】
1.一种石墨烯压力传感器，其至少由弹性衬底层、石墨烯压力感应层、封装层组成； 其中所述弹性衬底层包含感应区、搭接区、电极区； 所述石墨烯压力感应层附着在感应区上，且石墨烯压力感应层与电极区直接接触而形成搭接区；所述封装层覆盖石墨烯压力感应层及石墨烯压力感应层与电极区的搭接区。2.根据权利要求1所述的石墨烯压力传感器，其中所述石墨烯压力感应层为网状石墨稀。3.根据权利要求1或2所述的石墨烯压力传感器，其中所述石墨烯压力感应层的方阻0.1-106Ω/ □，其中所述石墨烯压力传感器的静态电阻为0.2-200ΚΩ、可感应压力的范围为 0.lg-100kgo4.根据权利要求1所述的石墨烯压力传感器，其中，所述电极区为由高分子膜与金属电极组成的柔性印刷电路，所述高分子膜为P1、PET、PE、PMMA膜；所述感应区为有机高分子材料，所述高分子材料为有机硅胶、橡胶或塑料。5.根据权利要求1所述的石墨烯压力传感器，其中，所述封装层为有机硅油、硅橡胶、硅树脂，且所述封装层通过点胶、喷涂、涂布、丝网印刷及3D打印工艺形成。6.一种制备权利要求1所述石墨烯压力传感器的方法，其包括以下步骤: (1)在支撑层上制作弹性衬底层，使电极区表面与感应区表面在同一平面上； (2)制备石墨稀压力感应层； (3)将石墨烯压力感应层转移至感应区，并确保石墨烯压力感应层与电极区形成有效搭接； (4)在石墨烯压力感应层上蚀刻感应图案； (5)对石墨烯压力感应层及搭接区涂覆有机高分子材料，形成封装层； (6)按照所需外形尺寸切割传感器产品。7.根据权利要求6所述的方法，其中，在步骤(1)中，所述支撑层为双面胶、单面离型纸、单面胶、聚酯膜、PET、P1、PE、PP、PVC、PBT、PMMA、金属、陶瓷及柔性玻璃。8.根据权利要求6所述的方法，其中，在步骤(2)中，所述石墨烯压力感应层使用石墨烯粉体经涂覆、滚压、抽滤、喷涂形成石墨烯薄膜，或者使用氧化石墨烯粉体经涂覆、滚压、抽滤、喷涂形成氧化石墨烯薄膜，再经还原法形成石墨烯薄膜，然后用图形化工艺形成石墨烯压力感应层制备或者使用化学气相沉积法制备。9.根据权利要求6所述的方法，其中，在步骤(2)中，所述石墨烯压力感应层使用化学沉积法制备，其中所用基底为铜、铁、镍、铜镍合金、氧化硅、碳化硅、铂金的片材、网材及三维泡沫结构材料。10.权利要求1-5所述的石墨烯压力传感器用于智能手机、可穿戴电子设备的用途。
【专利摘要】本发明提供一种石墨烯压力传感器及其制备方法，其特征在于，其至少由弹性衬底层、石墨烯压力感应层和封装层组成；其中所述弹性衬底层包含感应区、搭接区、电极区；所述石墨烯压力感应层附着在感应区上，且石墨烯压力感应层与电极区直接接触而形成搭接区；所述封装层覆盖石墨烯压力感应层及石墨烯压力感应层与电极区的搭接区。本发明的石墨烯压力传感器灵敏度高、稳定性好、预期使用寿命长，且其制作成本低、工艺简易、过程可控。
【IPC分类】G01L1/18
【公开号】CN105300574
【申请号】CN201510780886
【发明人】金虎, 彭鹏, 王增奎, 周振义, 顾永强
【申请人】常州二维碳素科技股份有限公司
【公开日】2016年2月3日
【申请日】2015年11月13日