CN103757612B - 环保多功能导电膜的制造方法 - Google Patents
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Abstract
一种环保多功能导电膜的制造方法，其特征在于，成膜液配方重量比为：醋酸锌二水100g为主料，三醋酸铝47g为掺杂剂，醋酸锰四水2.4g，醋酸铜一水1.9g为增强掺杂剂，醋酸适量为助溶剂，蒸馏水100～500g为溶剂。其配制工序包括：制备成膜液、清洁基材、热解成膜、制极引线、冲击老化。本发明与现有技术相比，其突出优点是：本发明采用锌、铝、锰、铜、的醋酸盐替代常用的金属氯化物组方，环保节能。本发明的导电膜是以氧化锌取代二氧化锡和氧化铟作为主晶相，以蒸馏水取代无水乙醇作溶剂。以贱代贵，原料易得，价格低廉。可用于压电材料，光传感器，太阳能电池，军事涂装和保健方面的导电膜。
Description
技术领域
本发明是以材料或材料性能为特征的欧姆电阻导电薄膜，尤其是涉及一种环保型多功能导电膜的制造方法。
背景技术
金属氧化物导电材料是半导体家族中的重要成员，因其具有良好的电性能和节能效果，数十年来广为人们所关注。广大科技人员的不懈努力，技术进步显著，使应用领域不断拓宽，特别是薄膜型面状导电材料，因其热响应快，电热转换效率高，节能效果显著，已在采暖，热水器等方面得到广泛应用。
目前，常用的金属氧化物导电薄膜主要有二氧化锡、三氧化二铟、氧化锌和铟酸镉及其掺杂体系。它们多是采用相应金属的氯化物溶于无水乙醇，配制为成膜液，在高温下经喷涂热解或其它方法形成金属氧化物导电薄膜，再经制极引线完成元件化生产。问题在于这些金属氯化物的乙醇溶液，在高温喷涂热解过程中所产生的大量氯气与氯化氢气体，对大气造成严重污染。氯化具有窒息性臭味，有毒！一般操作场所空气中含量不得超过0.001mg/升，呼吸道中的水分是以使氯化激烈反应生成次氯酸和盐酸，前者极不稳定，进而分解为氧和氯化氢。氯化氢极易溶于水而生成盐酸。盐酸是强酸之一，具有极强的腐蚀性，对皮肤可引起烧伤，对呼吸系统具有刺激性损伤。
近年来我国出台了“环保一票否决权”的法规，说明了在我国环境保护的重要性、紧迫性和国家的高度重视性。与其走发达国家“一年污染，百年治理”的老路，不如从我做起，从源头给力，尽一切可能减少或杜绝污染。
发明内容
本发明的目的是提出一种环保多功能导电膜的制造方法，遵照“强本节用”的古训，从保护环境出发，选择物丰价廉污染小的原材料组方，达到既能节约成本，又能善待环境的目的。
本发明的技术方案是如下实现的，一种环保多功能导电膜的制造方法，其成膜液配方重量比为：
一种环保多功能导电膜的制造方法，其工艺步骤包括：制备成膜液、清洁基材、热解成膜、制极引线、冲击老化，具体是：
1，制备成膜液：先用醋酸将蒸馏水酸化，以防锌盐水解；再按配方称取各组份，搅拌下慢慢依次加入醋酸锌二水、三醋酸铝、醋酸锰四水、醋酸铜一水，搅至完全溶解，盖好，备用。
2，清洁基材：把玻璃、陶瓷、碳化硅、搪瓷等硬质耐温基材用自来水洗净，擦去水汽，烘干、防尘，备用；薄型耐温基材如云母，矿棉布等，必要时用酒精棉擦干净即可。
3，热解制膜：把洁净干爽的基材装上工夹具，沿轨道推入成膜炉，在250～300℃下，采用超低容量喷雾法(即利用特制的设备与喷头，使喷出的雾滴小于100微米)将成膜液雾化喷入炉内，通过一系列化学反应，生成相应的金属氧化物导电微粒，沉降嵌入基材表面晶格中，积展成以氧化锌为主晶相的掺杂导电薄膜。
(CH3COO)2Zn·2H2O+4O2＝ZnO+4CO2+5H2O
2(CH3COO)3Al+12O2＝Al2O3+12CO2+9H2O
2(CH3COO)2Mn·4H2O+9O2＝2MnO2+8CO2+14H2O
(CH3COO)2Cu·H2O+4O2＝CuO+4CO2+4H2O
CuO+MnO2＝CuMnO3
铜锰氧化物是良好的半导体材料，掺杂在氧化锌晶相中，提高了膜层的电容性与稳定性。
4，制极引线：根据产品需要，在膜层的适当位置涂制导电银浆，在100℃左右烘干后，送入250～300℃还原炉中还原20～30分钟，致使电极呈均匀致密，光滑平整的银白色为合格。
5，冲击老化：从电极处引出电极线，用高于工作电压1～25倍的电压以每一秒为间隔通断10～20次后，连续通3～10分钟，使膜层晶格有序化，同时让有缺陷之产品充分暴露问题，及时筛除，以确保产品质量。
本发明的优点：1，减少污染，善待环境，本发明采用锌、铝、锰、铜、的醋酸盐替代常用的金属氯化物组方，反应废气中杜绝了有害气体氯气和氯化氢，取而代之的是氧气，二氧化碳与水气等动植物生存所必须的有益气体，对减少污染，保护环境起到一定作用。2，原料易得，价格便宜，有资料介绍：“地壳中金属平均含量铟∶锡∶锌为0.1∶40∶132ppm”，而本发明的导电膜是以氧化锌取代二氧化锡和氧化铟作为主晶相，以蒸馏水取代无水乙醇作溶剂。以多替少，以贱代贵，不仅原料易得，且价格优势明显。3，强本节用，降低能耗，本发明采用超低容量喷雾法成膜，不因物丰而不省，不因价廉而不俭，用药少，功效快，流失量小，符合“强本节用”的古训。成膜温度不及现有技术的一半，大大降低了成膜能耗。4，性能多样，应用广泛，氧化锌导电材料具有光、电、压电及铁电等特性。作为一种压电材料，氧化锌耦合系数较大，相互叠加效应，可强化其工作效能，在现代电子技术、声光和无线电物理分子工程技术方面有广泛应用。在光电导性能方面，因其感应力强，响应快而被用于光传感器；铝的掺杂提高了膜层的透光性，导电性和稳定性而被用于太阳能电池，平板显示器和加热玻璃等，铜锰氧化物的掺杂，强化了膜层的电导性和稳定性；90％红外反射率，拓宽了在军事涂装和保健方面的应用。作为一种物美价廉多功能的半导体材料，氯化锌导电膜及其掺杂体系有着广阔的研发前景。
具体实施方式
一种环保多功能导电膜的制造方法，其成膜液配方重量比为：
一种环保多功能导电膜的制造方法，其工艺步骤包括：制备成膜液、清洁基材、热解成膜、制极引线、冲击老化，具体是：
1，配制成膜液：先用醋酸将蒸馏水酸化，以防锌盐水解；再按配方称取各组份，搅拌下慢慢依次加入醋酸锌二水、三醋酸铝、醋酸锰四水、醋酸铜一水，搅至完全溶解，盖好，备用。
2，清洁基材：把玻璃、陶瓷、碳化硅、搪瓷等硬质耐温基材用自来水洗净，擦去水汽，烘干、防尘，备用；薄型耐温基材如云母，矿棉布等，必要时用酒精棉擦干净即可。
3，热解制膜：把洁净干爽的基材装上工夹具，沿轨道推入成膜炉，在250～300℃下，采用超低容量喷雾法(即利用特制的设备与喷头，使喷出的雾滴小于100微米)将成膜液雾化喷入炉内，通过一系列化学反应，生成相应的金属氧化物导电微粒，沉降嵌入基材表面晶格中，积展成以氧化锌为主晶相的掺杂导电薄膜。
4，制极引线：根据产品需要，在膜层的适当位置涂制导电银浆，在100℃左右烘干后，送入250～300℃还原炉中还原20～30分钟，致使电极呈均匀致密，光滑平整的银白色为合格。
5，冲击老化：从电极处引出电极线，用高于工作电压1～25倍的电压以每一秒为间隔通断10～20次后，连续通3～10分钟，使膜层晶格有序化，同时让有缺陷之产品充分暴露问题，及时筛除，以确保产品质量。
Claims (2)
1.一种环保多功能导电膜的制造方法，其特征在于成膜液配方重量比为：
。
2.如权利要求1所述的一种环保多功能导电膜的制造方法，其特征在于工艺步骤包括：制备成膜液、清洁基材、热解成膜、制极引线、冲击老化，具体是：
制备成膜液：先用醋酸将蒸馏水酸化，以防锌盐水解；再按配方称取各组份，搅拌下慢慢依次加入醋酸锌二水、三醋酸铝、醋酸锰四水、醋酸铜一水，搅至完全溶解，盖好，备用；
清洁基材：把玻璃、陶瓷、碳化硅、搪瓷硬质耐温基材用自来水洗净，擦去水汽，烘干、防尘，备用；薄型耐温基材的云母，矿棉布，用酒精棉擦干净；
热解制膜：把洁净干爽的基材装上工夹具，沿轨道推入成膜炉，在250～300℃下，采用超低容量喷雾法将成膜液雾化喷入炉内，通过一系列化学反应，生成相应的金属氧化物导电微粒，沉降嵌入基材表面晶格中，积展成以氧化锌为主晶相的掺杂导电薄膜；
制极引线：在膜层的适当位置涂制导电银浆，在100℃烘干后，送入250～300℃还原炉中还原20～30分钟，致使电极呈均匀致密，光滑平整的银白色为合格；
冲击老化：从电极处引出电极线，用高于工作电压1～25倍的电压以每一秒为间隔通断10～20次后，连续通3～10分钟，使膜层晶格有序化，以确保产品质量。
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| "铜掺杂氧化锌薄膜的阻变特性";董清臣等;《电子元件与材料》;20110531;第30卷(第5期);第18-19页 * |
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