一種應(yīng)用于印制電子的銀導(dǎo)電墨水的制備及其性能研究.pdf

1、隨著低成本和高效率的生產(chǎn)制造需要,印制電子技術(shù)得以高效發(fā)展并越來越多的投入到應(yīng)用中,而導(dǎo)電墨水是其研究的重點之一。
　　傳統(tǒng)的顆粒型銀導(dǎo)電墨水主要是由納米銀顆粒組成。在納米顆粒合成分離、顆粒物燒結(jié)、雜質(zhì)清洗等工藝步驟上都要使用大量的有機物,一方面構(gòu)成浪費,另一方面一些有毒物質(zhì)也會對環(huán)境造成污染。而由于納米顆粒易于沉降和團聚的特點也使得其在打印設(shè)備的使用上有一定的限制,也較難滿足高分辨率精細線路對于線寬的要求。因此,開發(fā)一種不含納米

2、銀顆粒,能通過化學(xué)還原反應(yīng)直接在基板上沉積銀的導(dǎo)電墨水就有應(yīng)用價值。
　　本論文使用由硝酸銀制備的銀氨溶液作為提供銀源的溶液,二乙醇胺溶液作為還原劑,將以上兩種溶液混合即可得到一澄清穩(wěn)定的銀導(dǎo)電墨水。研究了銀導(dǎo)電墨水的液相化學(xué)反應(yīng)機理以及銀晶體的成核和生長過程,討論了導(dǎo)電墨水形成導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)的機理和不同的導(dǎo)電理論。當(dāng)加熱印制在基片上的銀導(dǎo)電墨水時,二乙醇胺分解產(chǎn)生的甲醛能夠還原銀氨離子為單質(zhì)銀并會直接沉積在基片上,再經(jīng)過高溫?zé)Y(jié)可以形

3、成導(dǎo)電線路。
　　論文通過紫外可見吸收光譜(UV-Uis)、差示掃描量熱測試(DSC)和熱重分析測試(TGA),分析了反應(yīng)階段和燒結(jié)階段銀導(dǎo)電墨水的變化過程。通過 X-射線衍射儀(XRD)分析,燒結(jié)后的銀導(dǎo)線樣品是具有面心立方結(jié)構(gòu)的單質(zhì)銀。通過金相顯微鏡測試,銀導(dǎo)電墨水能改善由于咖啡環(huán)效應(yīng)對液體內(nèi)懸浮顆粒造成不均勻沉積情況的影響,顯示整個線路圖形中銀顆粒的分布是均勻的。通過能譜測試(EDS),分析了銀導(dǎo)線樣品中銀的含量及其質(zhì)量分數(shù)

4、的影響條件。通過掃描電鏡(SEM)分析了樣品的微觀形貌,觀察了燒結(jié)前后銀導(dǎo)線樣品形貌的變化,并進一步分析討論了反應(yīng)溫度、二乙醇胺濃度、反應(yīng)時間和硝酸銀濃度對形貌的影響。測試了銀導(dǎo)線樣品在不同反應(yīng)物濃度、不同反應(yīng)時間和溫度、不同燒結(jié)時間和溫度條件下的電阻率。
　　實驗表明:銀導(dǎo)電墨水的制備方法簡單,使用過程便捷。以硝酸銀濃度為3.0mol/L、二乙醇胺濃度為3.0mol/L配置的銀導(dǎo)電墨水,印制在基片上并在95℃下反應(yīng)6小時,再在2