[發明專利]焊接銀納米線的工藝

在審

• 申請號: 201910473310.8
• 申請日: 2019-05-31
• 公開（公告）號: CN112008181A
• 公開（公告）日: 2020-12-01
• 發明（設計）人: 鄒強;李詩豪;艾昕晨
• 申請（專利權）人: 天津大學
• 主分類號: B23K1/012
• 分類號: B23K1/012;B23K1/19;B23K1/20
• 代理公司: 天津市三利專利商標代理有限公司 12107
• 代理人: 石峰

本發明屬于納米材料的焊接技術，尤其是涉及一種焊接銀納米線的工藝，包括將顆粒直徑小于10納米且濃度為0.2克每毫升的金納米顆粒水溶液與銀納米線直徑為90納米的銀納米線乙醇溶液按照50：1的比例混合30分鐘；之后將混合好的溶液以6000轉每分鐘的速率進行10秒離心處理；并將離心后的溶液上層金納米顆粒去除，向混合后的溶液加入乙醇至混合溶液濃度為13.3毫克每毫升；本發明采用水浴加熱焊接的方式工藝簡單不需要復雜的點對點的加工，省時省力；采用這種焊接工藝，不會產生大量因為外加能量而大量斷裂，同時耗能低，成本低廉。

技術領域

本發明屬于納米材料的焊接技術，尤其是涉及一種焊接銀納米線的工藝。

背景技術

隨著太陽能電池和柔性電子技術的發展，對柔性透明材料提出新的要求；柔性透明電子器件的基礎就是納米材料，其中包括納米銀線，石墨烯，碳納米管，金納米顆粒等；但是對納米材料的加工工藝是十分復雜甚至是不可行的，因為納米材料是在各維度上尺度是納米級的，這樣在納米尺度上的操作是十分費力和繁瑣的。

納米加工工藝中重要一項就是納米銀線的焊接，基于納米銀線的柔性透明電極的制作關鍵就是納米銀線搭連處結點的焊接；基于銀納米線的柔性電極就是將銀納米線涂敷在透明基底上，納米銀線相互搭連在基片上形成通路。其中結點電阻的大小直接影響該器件的品質，銀納米線相互之間只有穩定的搭連才能形成小電阻的導電通路，如果搭連結點松動不緊密則器件的電阻將會很大而不能工作。

針對于銀納米線搭連結點的焊接之前有很多技術，比如將搭連在一起兩根銀納米線通上一定的電流，由于結點電阻較大會產生焦耳熱從而將銀納米線焊在一起；銀納米線與銀有不同的物理性質其中就是銀納米線的熔點很低將近180攝氏度(與不同型號的銀納米線有關)但是這樣一根一根通電流焊接十分繁瑣，而大面積通電流又會燒斷納米銀線，因此需要設計一種新型的焊接銀納米線的工藝。

發明內容

本發明為了有效的解決上述背景技術中的問題，提出了一種焊接銀納米線的工藝，具體技術方案如下：

一種焊接銀納米線的工藝，包括如下步驟：

a將顆粒直徑小于10納米且濃度為0.2克每毫升的金納米顆粒水溶液與銀納米線直徑為90納米的銀納米線乙醇溶液按照50：1的比例混合30分鐘；之后將混合好的溶液以6000轉每分鐘的速率進行10秒離心處理；并將離心后的溶液上層金納米顆粒去除，向混合后的溶液加入乙醇至混合溶液濃度為13.3毫克每毫升；

b取出上述配好的溶液10微升，利用棒涂的方式將溶液涂敷在玻璃基底上，并反復棒涂多次，形成薄膜；而棒涂的方式可以讓金納米顆粒修飾在銀納米線搭連的節點上，以降低銀納米線結點的電阻；

金納米顆粒之所以會自組裝在納米銀線搭連的結點上是因為毛細力的作用；在每一次的棒涂后會在玻璃基底上形成一個約為20微米厚的乙醇溶液薄膜，瞬間乙醇薄膜會破碎成很多小塊的乙醇溶液，由于表面張力的影響這些小塊的乙醇溶液會聚集在納米線銀線搭連的結點周圍；這些碎塊的乙醇溶液就像是毛細管一樣可以通過毛細力將溶液中的金納米顆粒輸運到銀納米線搭連的結點周圍，構成自組裝修飾；

c將上訴做好的銀納米薄膜噴涂上乙二醇溶液(沸點197攝氏度)，在將噴涂后的基片放入烘干箱中，并以180攝氏度加熱30分鐘；

噴涂乙二醇，是由于張力作用，乙二醇更容易團聚在金納米顆粒修飾的納米銀線搭連的結點上，之后放入烤箱烘干相當于一種水裕加熱過程，乙二醇的溶液會更有效的吸收集中熱量來升高溫度使其蒸發，而包裹在乙二醇溶液里納米銀線搭連結點溫度升高開始融化融合在一起，而其他地方的納米銀線吸收熱量很少溫度不高而不會斷裂；

與現有技術相比，本發明的有益效果在于：

1.簡單性：采用水浴加熱焊接的方式工藝簡單不需要復雜的點對點的加工，省時省力；