[發(fā)明專利]一種基于醋酸的可編程降解瞬態(tài)電子裝置及其激發(fā)方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710754772.8
• 申請(qǐng)日: 2017-08-29
• 公開（公告）號(hào): CN107587134A
• 公開（公告）日: 2018-01-16
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 夏克泉;朱智源;徐志偉;楊李杰;厲敏;李娜雨
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 浙江大學(xué)
• 主分類號(hào): C23F1/22
• 分類號(hào): C23F1/22;C23C22/00;G06F21/86
• 代理公司: 杭州求是專利事務(wù)所有限公司33200
• 代理人: 鄭海峰

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種基于醋酸的可編程降解瞬態(tài)電子裝置及其激發(fā)方法，屬于瞬態(tài)電子領(lǐng)域。

背景技術(shù)

由于生物電子學(xué)，自毀裝置和環(huán)境傳感器的快速發(fā)展，瞬態(tài)電子技術(shù)正在成為熱門話題。

瞬態(tài)電子是一種新興的先進(jìn)電子產(chǎn)品，具有以受控方式分解的能力，其在植入式，環(huán)境友好型和硬件安全裝置(如海洋環(huán)境傳感器)中有廣泛的應(yīng)用。其中酸催化的瞬態(tài)電子器件吸引了眾多的研究，這是因?yàn)樗矔r(shí)可以發(fā)生在需要的情景下，而不需要UV暴露。Roger等報(bào)道了基于含有封裝甲磺酸(MSA)微滴的保護(hù)性蠟涂層的熱觸發(fā)瞬態(tài)電子學(xué)。一旦加熱，蠟就會(huì)熔化和釋放MSA，然后使電子元件劣化。然而，超酸(例如，MSA)的使用需要具有強(qiáng)耐酸性的載體(例如蠟)，同時(shí)也會(huì)導(dǎo)致安全性和成本的問題。乙酸是一種弱酸，然而，它可以溶解適合瞬態(tài)電子學(xué)的金屬材料。乙酸具有低成本，可用性和低毒性的優(yōu)點(diǎn)，被廣泛地用于制備商業(yè)化產(chǎn)品(例如，乙醛)，因此，這對(duì)瞬態(tài)電子具備吸引力，以達(dá)到成本效益和容易的瞬態(tài)。盡管有上述優(yōu)點(diǎn)，但是據(jù)我們所知，目前尚沒有關(guān)于瞬態(tài)電子應(yīng)用中使用乙酸的報(bào)告。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明公布了一種用于觸發(fā)基于醋酸的瞬態(tài)電子學(xué)劣化的新方案，有效利用了GAA和醋溶解探針金屬。為了實(shí)現(xiàn)可編程的瞬態(tài)以及器件保護(hù)，PPC則做為鈍化層。本發(fā)明具有簡(jiǎn)單，安全性高，成本低，觸發(fā)溫度低的優(yōu)點(diǎn)。

一種基于醋酸的可編程降解瞬態(tài)電子裝置，其特征在于所述的基于醋酸的可編程降解瞬態(tài)電子裝置至少包括相互并聯(lián)的第一支路和第二支路；所述的第一支路上包括相互串聯(lián)的第一開關(guān)和快速降解裝置，所述的第二支路上包括相互串聯(lián)的第二開關(guān)和可編程降解裝置；所述的快速降解裝置由被PCC鈍化的鎂條和GAA觸發(fā)器組成，所述的GAA觸發(fā)器位于被PCC鈍化的鎂條上部；所述的可編程降解裝置由被PCC鈍化的鎂條、含有醋的觸發(fā)器和二次觸發(fā)裝置組成，所述的含有醋的觸發(fā)器位于被PCC鈍化的鎂條上部；所述的基于醋酸的可編程降解瞬態(tài)電子裝置位于PCB板上，并通過互連線串聯(lián)在電子元件之間。

所述的被PCC鈍化的鎂條的制備方法如下：

1)將聚碳酸亞丙酯在恒定攪拌下溶解在丙酮中以形成一定重量百分比的溶液；

2)將PPC溶液滴加到Al底物上；

3)然后，將具有PPC涂層的Al基材在60℃下烘烤15分鐘以除去丙酮；

4)將鎂條放置在PPC涂層中，隨后將PPC溶液滴在鎂條表面上；

5)樣品在60℃下烘烤15分鐘，除去Al襯底之后，就在鎂條表面形成了所需的鈍化層。

所述的GAA觸發(fā)器在受觸發(fā)狀態(tài)下會(huì)釋放冰醋酸；所述的含有醋的觸發(fā)器在受觸發(fā)狀態(tài)下會(huì)釋放醋，所述的醋中乙酸的質(zhì)量百分比含量小于10％。

所述的二次觸發(fā)裝置為熱觸發(fā)裝置或化學(xué)觸發(fā)裝置。

所述的熱觸發(fā)裝置為設(shè)置在被PCC鈍化的鎂條或含有醋的觸發(fā)器上的加熱裝置。

所述的化學(xué)觸發(fā)裝置在觸發(fā)狀態(tài)下會(huì)釋放化學(xué)觸發(fā)劑；所述的化學(xué)觸發(fā)劑為丙酮、丁酮中的一種或多種。

所述的互連線通過噴墨打印的方式打印在柔性基底上；所述的互連線的材質(zhì)為金屬無電沉積獲得的催化劑油墨。

基于醋酸的可編程降解瞬態(tài)電子裝置的可編程降解瞬態(tài)電子激發(fā)方法如下：

將基于醋酸的可編程降解瞬態(tài)電子裝置接入PCB電路中，根據(jù)需要通過并聯(lián)支路中的開關(guān)連通快速降解裝置或者可編程快速降解裝置所在支路；

當(dāng)快速降解裝置連入電路中時(shí)，GAA觸發(fā)器中的GAA會(huì)快速降解被PCC鈍化鎂條，導(dǎo)致電路斷路，進(jìn)而破壞電路連通；當(dāng)可編程降解裝置連入電路中時(shí)，含醋的觸發(fā)器中的醋會(huì)對(duì)被PCC鈍化的鎂條進(jìn)行第一次降解，通過上位機(jī)控制第二觸發(fā)裝置，當(dāng)?shù)诙|發(fā)裝置達(dá)到觸發(fā)條件，會(huì)使被PCC鈍化的鎂條加速降解，進(jìn)而破壞電路連通。

本發(fā)明提出一種用于觸發(fā)基于醋酸的瞬態(tài)電子學(xué)劣化的新方案，冰醋酸(GAA)和醋被用來引發(fā)降解。我們還提出了以可編程方式消滅湮沒電子的級(jí)聯(lián)觸發(fā)模式。所提出方法的目的是構(gòu)建大規(guī)模級(jí)聯(lián)瞬態(tài)電子器件，用于定時(shí)可編程分解，具有簡(jiǎn)單，安全性高，成本低，觸發(fā)溫度低的優(yōu)點(diǎn)。Mg具有易于加工，水解速度快，生物相容性好等優(yōu)點(diǎn)，已被廣泛應(yīng)用于瞬態(tài)電子學(xué)領(lǐng)域。因此，選擇Mg作為探針金屬溶解這項(xiàng)工作，這等于破壞瞬態(tài)電子學(xué)。瞬態(tài)電子在惡劣環(huán)境中的應(yīng)用需要封裝鈍化層，無需刺激就能提供臨時(shí)保護(hù)。但是，預(yù)計(jì)在觸發(fā)時(shí)會(huì)發(fā)生降級(jí)。PPC可作為臨時(shí)保護(hù)層,是一種可生物降解的綠色聚合物，能夠保護(hù)金屬表面免受環(huán)境空氣中的氧化。更為重要的是，PPC的低轉(zhuǎn)變溫度，有利于實(shí)現(xiàn)低的瞬態(tài)觸發(fā)溫度。

附圖說明