納米銀導(dǎo)電墨水的制備及室溫打印性能研究.pdf

1、在電子工業(yè)中，電路板及導(dǎo)電線路的制作方法是非常重要的。噴墨打印技術(shù)是一種代替?zhèn)鹘y(tǒng)絲網(wǎng)印刷、蝕刻法、膠板印刷等方法的新型印刷電路板制作技術(shù)。通過使用有機(jī)或無機(jī)導(dǎo)電墨水，噴墨打印技術(shù)可以無掩膜、非接觸的打印不同的高精度、高密度的導(dǎo)電線路。由于噴墨打印技術(shù)對設(shè)備要求低、工藝參數(shù)簡單、原材料節(jié)省且環(huán)境友好，因而被大量應(yīng)用在消費類電子產(chǎn)品領(lǐng)域，如柔性電路板、太陽能電池、生物傳感器、透明導(dǎo)電膜、電磁波屏蔽材料、無線射頻電子標(biāo)簽等。
　　噴墨打

2、印技術(shù)的核心是導(dǎo)電功能墨水的制備，其中納米銀導(dǎo)電墨水由于制備工藝簡單、導(dǎo)電性能優(yōu)良且墨水化學(xué)穩(wěn)定性好而備受關(guān)注。本文使用硝酸銀、檸檬酸鈉為主要原料，通過化學(xué)還原法制備出20nm粒徑和50nm粒徑的兩種納米銀顆粒。通過使納米銀粒子分散于特殊配比的溶劑中制備得到：1）20nm粒徑納米銀導(dǎo)電墨水；2）50nm粒徑納米銀導(dǎo)電墨水；3）根據(jù)調(diào)配兩種粒徑納米銀顆粒配比獲得復(fù)合納米銀導(dǎo)電墨水。其次，本文通過噴墨打印技術(shù)將以上三類導(dǎo)電墨水圖案化，研究了

3、納米銀燒結(jié)結(jié)構(gòu)的形貌及其導(dǎo)電性能。研究發(fā)現(xiàn)60％復(fù)合納米銀顆粒（20nm粒徑納米銀：50nm粒徑納米銀=2:1）的導(dǎo)電墨水打印結(jié)構(gòu)導(dǎo)電性能最佳，其電阻率低至3.576×10-6Ω·cm。進(jìn)而，本文以60%復(fù)合納米銀顆粒導(dǎo)電墨水為原料，研究了打印層數(shù)及燒結(jié)溫度對打印導(dǎo)電層電阻率的影響。實驗發(fā)現(xiàn)當(dāng)打印層數(shù)為17層且燒結(jié)溫度為180℃時，可以獲得最低電阻率，其值為3.542×10-6Ω·cm。
　　在研究燒結(jié)溫度對打印層電阻率的影響時，

4、發(fā)現(xiàn)當(dāng)打印在富士相紙基板上時導(dǎo)電層在室溫下可自發(fā)燒結(jié)。其內(nèi)在原因在于富士相紙基板表面結(jié)構(gòu)主要為硅醇基團(tuán)，該基團(tuán)可破壞納米銀粒子表面有機(jī)物包覆層的檸檬酸根與銀粒子的配位鍵，致使納米銀粒子接近、并且接觸而燒結(jié)。在此基礎(chǔ)上，選取不同陰離子鈉鹽配制成溶液，分別研究了NaOH溶液、NaCl溶液、Na2CO3溶液和Na2SO4溶液對納米銀打印結(jié)構(gòu)的室溫?zé)Y(jié)影響。結(jié)果表明，NaOH溶液和NaCl溶液均可在室溫下促進(jìn)導(dǎo)電層燒結(jié)，經(jīng)過NaCl溶液處理導(dǎo)電