一种纸基湿度传感器及印刷制备方法

本发明涉及湿度传感器，特别涉及一种纸基湿度传感器及印刷制备方法。

背景技术：

1、公开号为cn108680615a的一种纸基柔性湿度传感器的制备方法。包括：通过将聚酰胺酸paa旋涂至纸质基底上，放置在加热台上加热固化，利用原位生长银法在固化的纸基底上生长银层，利用蓝膜光刻的工艺形成基于纸质基底的柔性湿度传感器。本发明利用纸的吸湿特性，采用简单的工艺制造出纸基柔性湿度传感器，可大规模生产制造，成本低，制备工艺简单且环保，灵敏度高。

2、上述的纸基柔性湿度传感器的制备方法，制备出的纸基柔性湿度传感器在使用过程中存在稳定差，长时间使用器件之间连接容易出现松动，可靠性差，使用寿命短，从而不便于推广和使用。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种纸基湿度传感器及印刷制备方法，能够解决稳定差，长时间使用器件之间连接容易出现松动，可靠性差，使用寿命短的问题。

2、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种纸基湿度传感器，包括纸质基底，纸质基底上设置有两组下部电极且呈中心对称，纸质基底的上方设置有引线，引线上开设有两组圆形槽，下部电极的顶部设置有湿敏材料,湿敏材料设置于引线上的圆形槽处，引线的顶部安装有上部电极。

3、优选的，所述湿敏材料和上部电极上均设置有凹坑，采用凹型的设计，使器件之间连接更加稳定，可靠性更高，长期使用后稳定好，不容易出现松动的情况，另外该纸基湿度传感器在生产和制作过程不添加铅，从而保证该纸基湿度传感器生产和制作的安全性和环保性，同时生产原料简单易见，投入的生产成本低，能够被广大生产者接受，能够被批量生产，便于推广和使用。

4、优选的，所述湿敏材料的顶部开设有圆形孔，方便安装引线。

5、一种纸基湿度传感器的印刷制备方法，包括以下步骤；

6、s1、预制基板；选用低密度纤维素纸为基板，然后将该低密度纤维素纸基板切割整矩形，然后将该低密度纤维素纸基板放置在盛有丙酮、乙醇和去离子水的容器中进行超声清洗，超声后捞出放入到烘干箱中进行烘干，烘干温度为40-80摄氏度，烘干后取出备用；

7、s2、铺设下电极；将s1获得的低密度纤维素纸基板整平，然后再其上面粘黏固定两个下电极，两个下电极之间保持一定距离形成凹型；

8、s3、涂设湿敏材料；在s2得到低密度纤维素纸基板和下电极上涂设湿敏材料，在涂设过程中保留出中间为凹型设计，然后烘干直至涂料冷却定型；

9、s4、安装引线；在涂设湿敏材料冷却定型后，在其表面开设两组圆形槽，圆形槽的深度开设至漏出下电极即可，然后再圆形槽的内部安装引线，使引线的一端固定在下电极的顶部，另一端与提供电源相连接；

10、s5、铺设上电极；将s4安装好的引线件后再s4上预留的凹型处粘黏固定上电极，使上电极设于两组引线之间且位于s4上预留的凹型槽处，当环境湿度发生变化时，湿敏元件的电容量随之发生改变，即当相对湿度增大时，湿敏电容量随之增大，反之减小，制作出来的纸基湿度传感器不仅能够快速响应，反应迅速，灵敏度高，同时动态相应性好，抗腐能力强，工作可靠、成本低、生产工艺简单，通过采用低密度纤维素纸作为基底，具有很好的柔性特性，使用于不同湿度检测环境，增加了该纸基湿度传感器的使用范围，另外通过添加了湿敏材料，当环境湿度发生变化时，湿敏元件的电容量随之发生改变，即当相对湿度增大时，湿敏电容量随之增大，反之减小，使该纸基湿度传感器反应更加迅速和灵敏。

11、优选的，所述s1中制成基板为4厘米×2厘米的长方形，纸厚0.05厘米。

12、优选的，所述s1中超声清洗为超声波分散功率为100-700w，超声时长5-20分钟。

13、优选的，所述s2中两个下之间的距离为2-3厘米。

14、优选的，所述s3中湿敏材料为一种吸湿性电解质材料的介电常数随湿度而变化的薄片状电容器。

15、优选的，所述s3中烘干温度为25-40摄氏度，烘干时间为5-10分钟。

16、与现有技术相比，本发明的有益效果是：

17、(1)、该纸基湿度传感器，通过纸质基底、下部电极、引线、湿敏材料和上部电极的配合使用，采用凹型的设计，使器件之间连接更加稳定，可靠性更高，长期使用后稳定好，不容易出现松动的情况，另外该纸基湿度传感器在生产和制作过程不添加铅，从而保证该纸基湿度传感器生产和制作的安全性和环保性，同时生产原料简单易见，投入的生产成本低，能够被广大生产者接受，能够被批量生产，便于推广和使用。

18、(2)、该纸基湿度传感器的印刷制备方法，通过预制基板、铺设下电极、涂设湿敏材料、安装引线和铺设上电极五个步骤，制作出来的纸基湿度传感器不仅能够快速响应，反应迅速，灵敏度高，同时动态相应性好，抗腐能力强，工作可靠、成本低、生产工艺简单。

19、(3)、该纸基湿度传感器的印刷制备方法，通过采用低密度纤维素纸作为基底，具有很好的柔性特性，使用于不同湿度检测环境，增加了该纸基湿度传感器的使用范围，另外通过添加了湿敏材料，当环境湿度发生变化时，湿敏元件的电容量随之发生改变，即当相对湿度增大时，湿敏电容量随之增大，反之减小，使该纸基湿度传感器反应更加迅速和灵敏。

技术特征：

1.一种纸基湿度传感器，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的一种纸基湿度传感器，其特征在于：所述湿敏材料(4)和上部电极(5)上均设置有凹坑。

3.根据权利要求2所述的一种纸基湿度传感器，其特征在于：所述湿敏材料(4)的顶部开设有圆形孔。

4.一种纸基湿度传感器的印刷制备方法，其特征在于，包括以下步骤；

5.根据权利要求4所述的一种纸基湿度传感器的印刷制备方法，其特征在于：所述s1中制成基板为4厘米×2厘米的长方形，纸厚0.05厘米。

6.根据权利要求4所述的一种纸基湿度传感器的印刷制备方法，其特征在于：所述s1中超声清洗为超声波分散功率为100-700w，超声时长5-20分钟。

7.根据权利要求4所述的一种纸基湿度传感器的印刷制备方法，其特征在于：所述s2中两个下之间的距离为2-3厘米。

8.根据权利要求4所述的一种纸基湿度传感器的印刷制备方法，其特征在于：所述s3中湿敏材料为一种吸湿性电解质材料的介电常数随湿度而变化的薄片状电容器。

9.根据权利要求4所述的一种纸基湿度传感器的印刷制备方法，其特征在于：所述s3中烘干温度为25-40摄氏度，烘干时间为5-10分钟。

技术总结
本发明公开了一种纸基湿度传感器及印刷制备方法，涉及湿度传感器技术领域。该纸基湿度传感器，包括纸质基底，纸质基底上设置有两组下部电极且呈中心对称，纸质基底的上方设置有引线，该纸基湿度传感器的印刷制备方法，包括预制基板、铺设下电极、涂设湿敏材料、安装引线和铺设上电极五个步骤。该纸基湿度传感器，采用凹型的设计，使器件之间连接更加稳定，可靠性更高，长期使用后稳定好，不容易出现松动的情况，另外该纸基湿度传感器在生产和制作过程不添加铅，从而保证该纸基湿度传感器生产和制作的安全性和环保性，同时生产原料简单易见，投入的生产成本低，能够被广大生产者接受，能够被批量生产，便于推广和使用。

技术研发人员：王焱,张梦梦,黄梦林,吴睿,冯哲圣
受保护的技术使用者：电子科技大学长三角研究院（湖州）
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13