一种能提高PI柔性衬底与Au电极粘结性能的Cr层制造技术

本发明专利技术涉及柔性气体传感器制作技术领域，且公开了一种能提高PI柔性衬底与Au电极粘结性能的Cr层，所述Cr层包括以下重量份数配比的原料：60‑75g纳米Cr粉、5‑8g玻璃粉、2‑5mL水性环氧树脂、2‑4g聚乙烯醇、1‑3g松香、1‑2mL丙烯酸乙酯、5‑10mL无水乙醇、2.8‑3.2g水杨酸、1‑1.6gK2S2O8、3‑4g乙烯基三甲氧基硅烷。本发明专利技术解决了基于PI柔性衬底的气体传感器，在长期使用过程中，PI柔性衬底与Au电极之间的粘结作用力发生减弱的技术问题。

A Cr Layer for Improving the Bonding Property between PI Flexible Substrate and Au Electrode

【技术实现步骤摘要】
一种能提高PI柔性衬底与Au电极粘结性能的Cr层
本专利技术涉及柔性气体传感器制作
，具体为一种能提高PI柔性衬底与Au电极粘结性能的Cr层。
技术介绍
基于柔性衬底的传感器由于其轻便、成本低、柔韧易弯曲，可大面积制作等技术优点而备受关注。如图1和图2所示，基于PI柔性衬底的气体传感器包括PI柔性衬底1，先将清洗干净的PI柔性衬底1经过光刻、显影与打底胶处理，接着在PI柔性衬底1表面采用电子束蒸发方法，先蒸发一层Cr作为粘附层，再蒸发一层Au，经过剥离处理，得到Cr粘附层2与Au叉指电极层3，最后在Au叉指电极层3表面沉积一层气体敏感膜4，即制备得到基于PI柔性衬底的气体传感器；其中，PI为聚酰亚胺。在上述柔性气体传感器的制作过程中，PI柔性衬底1与Au叉指电极层3之间增设有一层Cr粘附层2，Cr粘附层2主要起到增强PI柔性衬底1与Au叉指电极层3之间粘结性能的技术目的。不过，由于金属Cr与PI柔性衬底1和Au叉指电极层3之间的层间界面作用力均比较弱，所以，在长期使用过程中，Cr粘附层2均会与PI柔性衬底1和Au叉指电极层3发生界面分离现象，使PI柔性衬底1和Au叉指电极层3之间的粘结作用力减弱，导致柔性气体传感器内部结构发生变化，最终会影响到柔性气体传感器的检测性能。本专利技术提供一种能提高PI柔性衬底与Au电极粘结性能的Cr层，旨在解决基于PI柔性衬底的气体传感器，在长期使用过程中，PI柔性衬底与Au电极之间的粘结作用力发生减弱的技术问题。
技术实现思路
(一)解决的技术问题针对现有技术的不足，本专利技术提供了一种能提高PI柔性衬底与Au电极粘结性能的Cr层，解决了基于PI柔性衬底的气体传感器，在长期使用过程中，PI柔性衬底与Au电极之间的粘结作用力发生减弱的技术问题。(二)技术方案为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种能提高PI柔性衬底与Au电极粘结性能的Cr层，所述Cr层包括以下重量份数配比的原料：60-75g纳米Cr粉、5-8g玻璃粉、2-5mL水性环氧树脂、2-4g聚乙烯醇、1-3g松香、1-2mL丙烯酸乙酯、5-10mL无水乙醇、2.8-3.2g水杨酸、1-1.6gK2S2O8、3-4g乙烯基三甲氧基硅烷。优选的，所述Cr粉的平均粒径≤10um。优选的，所述玻璃粉由5g平均粒径≤3um的PbO、1g平均粒径≤3um的SiO2、1g平均粒径≤3um的TiO2组成。优选的，所述Cr层的制备方法包括以下步骤：S1.取60-75g纳米Cr粉，备用；S2.配制成玻璃粉；S3.以2-5mL水性环氧树脂、2-4g聚乙烯醇、1-3g松香、1-2mL丙烯酸乙酯、5-10mL无水乙醇为原料，制备得到增粘组分；S4.将步骤S1中的Cr粉、步骤S2中的玻璃粉、步骤S3中的增粘组分一起置于球磨罐中球磨，制备得到Cr浆；S5.先采用丝网印刷方法将步骤S4中的Cr浆涂布在PI柔性衬底表面上，接着沉积一层Au叉指电极层，置于真空干燥箱内，于68℃下真空干燥3h，制备得到Cr层。(三)有益的技术效果与现有技术相比，本专利技术具备以下有益的技术效果：本专利技术主要以Cr粉、玻璃粉与有机增粘剂为原料制备出具有优异粘结性能的Cr层；经测试，本专利技术的Cr层与PI柔性衬底之间的剥离强度为50.6-61.3N/cm，与对比例中的Cr层与PI柔性衬底之间的剥离强度29.5-34.9N/cm相比，取得了显著提高Cr层与PI柔性衬底之间粘结作用力的技术效果；本专利技术所制备出的Cr层与Au叉指电极层之间的剥离强度为38.5-41.8N/cm，与对比例中的Cr层与Au叉指电极层之间的剥离强度15.8-16.1N/cm相比，取得了显著提高Cr层与Au叉指电极层之间粘结作用力的技术效果；从而这一技术方案，与现有技术相比，取得了显著提高Cr层与PI柔性衬底和Au叉指电极层相互之间的层间粘结作用力的技术效果。附图说明图1为现有技术中基于PI柔性衬底的气体传感器的结构示意图一；图2为现有技术中基于PI柔性衬底的气体传感器的结构示意图二。图中标示：1-PI柔性衬底，2-Cr粘附层，3-Au叉指电极层，4-气体敏感膜。具体实施方式实施例一：Cr层包括以下原料：65g平均粒径≤10um的Cr粉、7g玻璃粉、5mL水性环氧树脂、2g聚乙烯醇、3g松香、2mL丙烯酸乙酯、10mL无水乙醇、3.2g水杨酸、1.6gK2S2O8、3.5g乙烯基三甲氧基硅烷；其中，玻璃粉由5g平均粒径≤3um的PbO、1g平均粒径≤3um的SiO2、1g平均粒径≤3um的TiO2组成；上述Cr层的制备方法包括以下步骤：S1.取65g平均粒径≤10um的Cr粉，备用；S2.取5g平均粒径≤3um的PbO、1g平均粒径≤3um的SiO2、1g平均粒径≤3um的TiO2配制成玻璃粉；S3.取5mL水性环氧树脂与2g聚乙烯醇一起溶解在15mL的去离子水中，配制增粘组分A；S4.取3g松香与2mL丙烯酸乙酯一起溶解在10mL无水乙醇中，制备得到增粘组分B；S5.将步骤S1中的Cr粉、步骤S2中的玻璃粉、步骤S3中的增粘组分A、步骤S4中的增粘组分B与3.2g水杨酸、1.6gK2S2O8、3.5g乙烯基三甲氧基硅烷一起置于球磨罐中，采用直径3mm的锆珠，球料比为2:1，在N2保护下，球磨2.5h，制备得到Cr浆；S6.先采用丝网印刷方法将步骤S5中的Cr浆涂布在PI柔性衬底1表面上，接着沉积一层Au叉指电极层3，置于真空干燥箱内，于68℃下真空干燥3h，制备得到Cr层。实施例二：Cr层包括以下原料：65g平均粒径≤10um的Cr粉、5g玻璃粉、4mL水性环氧树脂、3g聚乙烯醇、2g松香、1mL丙烯酸乙酯、5mL无水乙醇、3g水杨酸、1.2gK2S2O8、3g乙烯基三甲氧基硅烷；其中，玻璃粉由3g平均粒径≤3um的PbO、1g平均粒径≤3um的SiO2、1g平均粒径≤3um的TiO2组成；上述Cr层的制备方法包括以下步骤：S1.取65g平均粒径≤10um的Cr粉，备用；S2.取3g平均粒径≤3um的PbO、1g平均粒径≤3um的SiO2、1g平均粒径≤3um的TiO2配制成玻璃粉；S3.取4mL水性环氧树脂与3g聚乙烯醇一起溶解在15mL的去离子水中，配制增粘组分A；S4.取2g松香与1mL丙烯酸乙酯一起溶解在5mL无水乙醇中，制备得到增粘组分B；S5.将步骤S1中的Cr粉、步骤S2中的玻璃粉、步骤S3中的增粘组分A、步骤S4中的增粘组分B与3g水杨酸、1.2gK2S2O8、3g乙烯基三甲氧基硅烷一起置于球磨罐中，采用直径3mm的锆珠，球料比为4:1，在N2保护下，球磨3h，制备得到Cr浆；S6.本步骤的制备方法与实施例一中步骤S6的制备方法相同，制备得到Cr层。实施例三：Cr层包括以下原料：65g平均粒径≤10um的Cr粉、8g玻璃粉、2mL水性环氧树脂、4g聚乙烯醇、1g松香、2mL丙烯酸乙酯、8mL无水乙醇、2.8g水杨酸、1gK2S2O8、4g乙烯基三甲氧基硅烷；其中，玻璃粉由6g平均粒径≤3um的PbO、1g平均粒径≤3um的SiO2、1g平均粒径≤3um的TiO2组成；上述Cr层的制备方法包括以下步骤：S1.取65g平均粒径≤10um的Cr粉，备用；S2.取6g平均粒径≤3um的PbO本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种能提高PI柔性衬底与Au电极粘结性能的Cr层，其特征在于：所述Cr层包括以下重量份数配比的原料：60‑75g纳米Cr粉、5‑8g玻璃粉、2‑5mL水性环氧树脂、2‑4g聚乙烯醇、1‑3g松香、1‑2mL丙烯酸乙酯、5‑10mL无水乙醇、2.8‑3.2g水杨酸、1‑1.6gK2S2O8、3‑4g乙烯基三甲氧基硅烷。

【技术特征摘要】
1.一种能提高PI柔性衬底与Au电极粘结性能的Cr层，其特征在于：所述Cr层包括以下重量份数配比的原料：60-75g纳米Cr粉、5-8g玻璃粉、2-5mL水性环氧树脂、2-4g聚乙烯醇、1-3g松香、1-2mL丙烯酸乙酯、5-10mL无水乙醇、2.8-3.2g水杨酸、1-1.6gK2S2O8、3-4g乙烯基三甲氧基硅烷。2.根据权利要求1所述的Cr层，其特征在于：所述Cr粉的平均粒径≤10um。3.根据权利要求1所述的Cr层，其特征在于：所述玻璃粉由5g平均粒径≤3um的PbO、1g平均粒径≤3um的SiO2、1g平均粒径≤3um的T...

【专利技术属性】
技术研发人员：不公告发明人，
申请(专利权)人：李德文，
类型：发明
国别省市：湖北,42