[發明專利]一種低溫燒結制備高導銀納米粒子柔性導電電路的方法在審

申請號：	201710345090.1	申請日：	2017-05-16
公開（公告）號：	CN107135602A	公開（公告）日：	2017-09-05
發明（設計）人：	羅昊;趙靈智;章勇	申請（專利權）人：	華南師范大學
主分類號：	H05K1/09	分類號：	H05K1/09;H05K3/12
代理公司：	廣州粵高專利商標代理有限公司44102	代理人：	江裕強
地址：	510631 廣東***	國省代碼：	廣東;44
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摘要：
搜索關鍵詞：	一種低溫燒結制備高導銀納米粒子柔性導電電路方法
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【說明書】：

技術領域

本發明涉及柔性印刷電子技術領域，具體涉及一種低溫燒結制備高導銀納米粒子柔性導電電路的方法。

背景技術

隨著印刷電子技術向柔性化、便攜式、可穿戴以及低成本等方向發展，以塑料、紙張、布料等柔性材料作為基底的電路的需求也在不斷增加。除了常規的印刷電路方法外，使用中性簽字筆直接書寫或噴墨打印機印刷，更是一種方便的柔性電路制備手段。

在金屬納米顆粒墨水的制備過程中往往要加入高分子保護劑，包覆在金屬納米顆粒表面，從而提高金屬導電墨水的穩定性。但是包覆在金屬納米顆粒上的保護劑，往往會阻礙電子在金屬納米顆粒之間的傳輸，無法起到導電通路的作用。所以在印刷之后的電路需要一個后處理的過程來促進顆粒燒結，提高電路導電性。

Lesyuk等（Lesyuk et al., Microelectron Eng, 2011, 88: 318–321）在陶瓷基底上打印銀粒子并用1064 nm 波長的YAG:Nd 脈沖激光燒結成銀導線；Yang等（Yang et al., Adv Mater, 2011, 23: 3052–3056）在紙張上形成銀納米粒子圖案后，再經熱壓的方法得到導電的銀線線路；Magdassi 等（Magdassi et al., ACS Nano, 2010, 4: 1943–1948）發現，當聚丙烯酸鈉包覆的帶負電的銀粒子與帶有相反電荷的聚二烯丙基二甲基氯化銨(PDAC)接觸時，會自發地聚集而獲得較好的導電性。以上物理和化學后處理手段設備要求高、步驟復雜，成本高。

納米效應就是指納米材料具有傳統材料所不具備的奇異或反常的物理、化學特性。固態物質在其形態為大尺寸時，其熔點是固定的，超細微化后卻發現其熔點將顯著降低。銀的熔點約為960 ℃，而粒徑為50 nm的銀顆粒熔點在200℃左右。因此，超細銀粉制成的導電漿料可以進行低溫燒結。

發明內容

本發明針對現有技術的不足，提供了一種低溫燒結制備高導銀納米粒子柔性導電電路的方法。該方法依據納米效應中的小尺寸效應，利用無顆粒活性墨水（乙酸銀溶液）與傳統顆粒墨水（銀納米顆粒分散液）相結合的方式制備的復合導電墨水，不使用高溫，而是使用簡單的低溫燒結把銀納米顆粒燒結在一起，將填充在銀納米顆粒之間的銀離子還原為銀單質，在低溫下燒結，從而形成導電通路。

本發明通過如下技術方案實現。

一種低溫燒結制備高導銀納米粒子柔性導電電路的方法，包括如下步驟：

（1）將乙酸銀溶液與銀納米顆粒分散液混合均勻，得到復合導電墨水；

（2）將得到的復合導電墨水注入中性簽字筆或噴墨打印機墨盒中，在柔性薄膜襯底上直接書寫或印刷所需電路圖案；

（3）把印制有電路圖案的柔性薄膜襯底放置在熱臺上低溫燒結，在柔性薄膜襯底上得到所述高導銀納米粒子導電電路。

進一步地，步驟（1）中，所述乙酸銀溶液的濃度為2~4wt%。

進一步地，步驟（1）中，所述乙酸銀溶液的溶劑為乙醇和乙二醇的混合溶劑。

更進一步地，所述乙醇和乙二醇的混合溶劑中，乙醇和乙二醇的體積比為10~15:1。

進一步地，步驟（1）中，所述銀納米顆粒分散液的濃度為20-35wt%。

進一步地，步驟（1）中，銀納米顆粒分散液的溶劑為三乙二醇單甲醚。

進一步地，步驟（1）中，所述銀納米顆粒分散液中，銀納米顆粒的粒徑為20~50 nm。

進一步地，步驟（1）中，所述乙酸銀溶液與銀納米顆粒分散液的混合體積比為2~1.5:1。