本发明涉及气体传感器,具体涉及一种利用超声减小气体传感器流平后表面粗糙度的方法。
背景技术:
1、气体传感器作为下一代物联网的终端节点,在食品、化工、电子等领域应用广泛。常见的气体传感器常用厚膜丝网印刷工艺制作。然而,空气中的氧气常常会吸附在金属氧化物传感器敏感层的表面,并且吸收电子,会形成种类为o2-、o-、o2-的氧离子,影响气体传感器的响应。气体传感器一般有一个最佳工作温度,当低于或者高于此温度时都无法得到最大的响应。因此,为了确保气体传感器的最佳工作温度,需要在气体传感器的表面印刷一层加热电极提供温度,并且采用一层叉指电极用来采集电阻变化。然而,两层金属电极不能直接接触,需要完全绝缘。为了避免上层金属印刷时图形变形,需要在金属电极上完全绝缘,并使用绝缘浆料后得到粗糙度尽可能小的一层绝缘膜。
2、提高气体传感器绝缘电气性能的关键在于减小绝缘层的粗糙度。目前已经提出多种方法,包括印刷后利用辊压压平薄膜,或是改善浆料配方中的流平剂以改善浆料流变性,或者利用抛光技术获得粗糙度低的表面。其中利用辊压的方法可获得地粗糙度表面但需要改变设备工艺且成本高,如公开号为cn116278428a的中国专利,公开了一种降低薄膜粗糙度的方法及丝网印刷薄膜,其对丝网印刷基材的限定只在pet等柔性基材,而对于气体传感器所常用的陶瓷基板或者硅基基板通过辊压的方式容易压碎基板。而改善浆料配方中的流平剂的方法耗时长需要开发新的配方,如公开号为cn107915960a的中国专利,公开了一种超低表面粗糙度聚酯基膜/复合基膜及其制备方法,在对膜粗糙度的性能提升中,通过掺杂表面改性料来改善膜表面粗糙度,但是其使用的苯类化合物具有一定毒性,且其使用的化学试剂大多成本较高,且其配方复杂,工艺流程较长,反应时间长,反应温度较高。而利用抛光技术的方法容易引入的抛光颗粒形成抛光液,从而导致表面污染。
技术实现思路
1、本发明要解决的技术问题是克服现有技术存在的不足,提供一种利用超声减小气体传感器流平后表面粗糙度的方法,能很好地减小气体传感器流平后表面粗糙度,在提高性能、简化工艺、降低成本等方面都具有显著的优势。
2、为解决上述技术问题,本发明采用以下技术方案:
3、一种利用超声减小气体传感器流平后表面粗糙度的方法,包括以下步骤:先在电极片上进行丝网印刷绝缘浆料,之后使用超声换能器对丝网印刷好的电极片施加超声作用,并同时进行加热,然后进行清洗和烧结,所述超声换能器通过定时开关控制开关频率,所述超声换能器的探头与电极片间距设置、且与电极片的表面形成夹角。
4、作为上述技术方案的进一步改进:
5、所述超声换能器在一个开关周期内,先打开再关闭,打开时间为3秒,关闭时间的范围为10-60秒。
6、所述关闭的时间为30秒。
7、所述超声换能器对丝网印刷好的电极片施加1个小时的超声作用。
8、所述加热温度为80℃。
9、所述探头与电极片之间间距的范围为5-50mm。
10、所述探头与电极片之间间距为20mm。
11、所述夹角的范围为0-90°。
12、所述夹角的范围为45°。
13、与现有技术相比,本发明的优点在于:
14、本发明的超声波能够有效震碎浆料中的气泡,改变液体的表面张力,通过这些作用,可以显著降低电极片表面的粗糙度,从而提高气体传感器的性能和精度。相比传统的表面处理方法,如辊压压平薄膜或改善浆料配方中的流平剂,超声技术不需要额外的设备和材料,因此可以简化制造工艺,并且降低生产成本。
15、超声技术能有效隔离了电极之间的电气接触,从而降低了短路的风险,提高了制造过程中的良品率。超声技术不直接作用于浆料表面,因此对浆料本身的影响较小,有助于保持浆料的原有性质和稳定性。
16、总之,利用超声以合适的频率,和探头以合适的高度和倾角,能很好地减小气体传感器流平后表面粗糙度,在提高性能、简化工艺、降低成本等方面都具有显著的优势。
1.一种利用超声减小气体传感器流平后表面粗糙度的方法,其特征在于,包括以下步骤:先在电极片上进行丝网印刷绝缘浆料,之后使用超声换能器对丝网印刷好的电极片施加超声作用,并同时进行加热,然后进行清洗和烧结,所述超声换能器通过定时开关控制开关频率,所述超声换能器的探头与电极片间距设置、且与电极片的表面形成夹角。
2.根据权利要求1所述的利用超声减小气体传感器流平后表面粗糙度的方法,其特征在于,所述超声换能器在一个开关周期内,先打开再关闭,打开时间为3秒,关闭时间的范围为10-60秒。
3.根据权利要求2所述的利用超声减小气体传感器流平后表面粗糙度的方法,其特征在于,所述关闭的时间为30秒。
4.根据权利要求1所述的利用超声减小气体传感器流平后表面粗糙度的方法,其特征在于,所述超声换能器对丝网印刷好的电极片施加1个小时的超声作用。
5.根据权利要求1所述的利用超声减小气体传感器流平后表面粗糙度的方法,其特征在于,所述加热温度为80℃。
6.根据权利要求3所述的利用超声减小气体传感器流平后表面粗糙度的方法,其特征在于,所述探头与电极片之间间距的范围为5-50mm。
7.根据权利要求6所述的利用超声减小气体传感器流平后表面粗糙度的方法,其特征在于,所述探头与电极片之间间距为20mm。
8.根据权利要求7所述的利用超声减小气体传感器流平后表面粗糙度的方法,其特征在于,所述夹角的范围为0-90°。
9.根据权利要求8所述的利用超声减小气体传感器流平后表面粗糙度的方法,其特征在于,所述夹角的范围为45°。
