低温导电银浆和PVDF‑TrFE 压电薄膜印刷电极完整流程SOP

适用对象：已经完成极化的 PVDF / PVDF‑TrFE 压电薄膜；目的：印刷上下电极，严禁高温，防止压电层退极化；银浆：善仁 AS6080 弹性树脂系列；工艺：自动丝网印刷；目标印刷干膜厚：10‑15 μm，方阻 15‑25 mΩ/□。
重要红线：全程基材温度不超过 100 ℃，优先 60‑80 ℃；禁止使用高温银浆；禁止强溶剂接触 PVDF‑TrFE。

一、物料清单

压电基材：极化完成 PVDF‑TrFE 薄膜（25‑100 μm）；禁止手摸有效区域，佩戴无尘手套。

导电银浆：善仁 AS6070；配套原厂稀释溶剂（不可用松油醇、丙酮、DMF 等强溶剂，会溶蚀 PVDF‑TrFE）。

网版：250‑300 目聚酯丝网；感光胶膜厚 12‑18 μm；绷网张力 22‑28 N/cm；线宽≥0.3 mm，阵列电极优先 0.4‑0.6 mm；颗粒细度≤10 μm 匹配 AS7126。

设备：半自动丝印机、氧等离子清洗机、热风循环烘箱（温度精度 ±2 ℃）、百格刀、电阻表、拉伸测试工装。

耗材：无尘布、异丙醇、无尘纸。

二 标准流程SOP

步骤 1：基材清洗与等离子活化（较关键，直接决定附着力）

无尘布蘸取异丙醇，轻擦薄膜两面，去除脱模剂、粉尘，禁止浸泡，禁止丙酮。

真空氧等离子处理：

工艺：O₂，功率 80‑120 W，时间 40‑60 s；不要过度处理，防止薄膜表面脆化。

目标：表面张力≥42 dyn/cm。

时效约束：等离子处理后 30‑60 min 内完成印刷，活性会衰减；超时需要重新等离子处理。

无等离子备选：电晕处理，但 PVDF 体系附着力稳定性不如氧等离子，仅用于打样。

步骤 2：银浆预处理

AS6070使用前罐内充分搅拌 3‑5 min，无分层结块；不要高速搅拌卷入大量气泡。

粘度标准出厂：18000‑24000 mPa・s；印刷堵网时，少量添加原厂配套稀释剂，每次添加≤3%，搅拌均匀，禁止大比例稀释。

过滤：80‑100 目滤网过滤后上版，去除大颗粒，防止堵网、针孔。

步骤 3：丝网印刷（印刷电极，单面）

刮刀：聚氨酯刮刀，邵氏 A 60‑65°。

印刷参数：

刮刀压力：8‑12 bar；印刷速度：12‑18 cm/s；离网间隙 1.5‑2.5 mm。

目标湿膜厚：18‑22 μm；固化后干膜厚控制10‑15 μm。

膜厚＜8 μm：方阻偏大；＞18 μm：拉伸时银层易开裂。

单层印刷；如果电极针孔多，可印刷第 2 遍，两遍之间 60 ℃预烘 5‑8 min，完全挥发溶剂再印第二层。

不建议多次叠印，膜太厚形变可靠性下降。

步骤 4：阶梯固化（防止 PVDF‑TrFE 退极化，严禁直接高温烘烤）

绝对禁止：100 ℃及以上长时间烘烤，会造成压电 d33 衰减。

预烘（溶剂挥发）：常温升到60 ℃，15 min；热风烘箱，风量适中，不要强风直吹薄膜。

正式固化：60℃，50‑70 min（优先此条件）；上限不超过 80 ℃/40 min。

固化完成后，烘箱内随炉降温至 45 ℃以下再取出，禁止高温直接拿至室温急冷，避免银膜内应力开裂。

如果工艺必须用 110 ℃：时间压缩至≤15 min，仅小批量验证，优先 85‑95℃。

步骤 5：翻面印刷另一面电极（双面压电传感器）

固化完成，冷却至室温；再次异丙醇轻擦反面；再次等离子活化（同步骤 1 参数）。

重复印刷、阶梯固化整套流程。

注意：两面印刷后，总受热时间叠加，不要长时间高温。

步骤 6：后处理与引线焊接

固化后静置室温 30 min，释放银膜内应力。

引线方式：

推荐：ACF 异方性导电胶热压（低温热压，80‑90 ℃），对 PVDF‑TrFE 友好；

不建议普通焊锡直接焊接，高温烙铁会破坏压电薄膜；如需焊接，使用低温焊锡，点焊快速接触。

保护可选：印刷一层薄柔性保护油墨覆盖电极区，仅露出焊盘。

步骤 7：出厂检测项目

7.1 电学与附着力

方阻测试：干膜 10‑15 μm，目标 15‑25 mΩ/□。

百格测试：3M600 胶带，3‑4B，掉膜＜5%；出现大面积脱落，说明等离子活化不足。

7.2 形变可靠性（压电传感器核心）

静态拉伸 20% 保持 30s，电阻上升＜50%，释放后电阻可部分恢复，无肉眼裂纹。

弯折测试：R=5 mm，弯折 1000 次，电阻漂移＜100%，无断路。

7.3 压电性能验证

印刷前后对比 d33，印刷后 d33 下降≤10% 为合格；下降过大，说明固化温度超标，压电薄膜发生退极化。