弯月面银墨水直写导电图案

为解决微米尺寸下低粘度材料难以弯月面直写的问题,以银墨水作为实验材料,对其弯月面直写过程中的打印参数进行了深入探究。使用外径230μm的针头,在100 nL/min的体积流量下,已能实现单根稳定打印宽度180~300μm的线条,打印速度最高可达10 mm/s。同时,探究了银墨水打印过程中针尖相对基底的移动速度、针尖与基底间的间距、墨水的体积流量、打印层数对基底上沉积图案的线宽和形貌的影响。研究结果表明,在毛细液柱不会断掉的情况下,沉积线宽随着基底移动速度的增大而减小,随着体积流量的增大而增大。在一定基底移动速度和体积流量下,当针尖与基底间的间距增大,线宽会减小,直至液柱无法正常成形。在无外界干预下,线宽随着打印层数的增大而增大。研究还发现在咖啡环效应与马兰戈尼效应的共同作用下,线条图案会出现“坡-峰-谷”结构。除此之外,通过测量线条的电学性能,发现电阻率最小可至0.19Ω·cm,并打印了电学图案作为展示。

柔性基底导电银墨水喷墨打印工艺分析

以银导电墨水为打印墨水材料,以热塑性聚氨酯弹性体橡胶(TPU)薄膜为柔性基底材料,通过压电式材料喷墨打印机在柔性基底上打印导电膜图形。通过光学显微镜对基底材料表面打印银墨水状态观察发现:基底表面亲水处理可以有效提高基底对银墨水的吸附力;柔性薄膜适当的预拉伸有利于提高薄膜平整度,提高墨水打印导电膜图形的质量;墨滴质量、喷嘴状态及喷嘴和基底薄膜的间隙校正是保证打印均匀性的关键;在烧结工艺中,采用逐渐提高温度的方式,可达到逐渐释放热应力的目的,减少由于温度剧变对TPU薄膜表面银墨图形结构产生变形或龟裂的现象,可有效地提高烧结后所形成导电图案的完整性和连续性。

基于无颗粒银墨水制备柔性透明导电薄膜

以酒石酸银作为前驱体,1,2-丙二胺为络合剂,乙醇为溶剂制备无颗粒酒石酸银导电墨水。以丙烯酸乳液为原料制备模板,利用模板法和旋涂工艺法,在PET基材上制备透明导电银网格薄膜。采用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、傅里叶红外光谱仪(FTIR)等方法对制备的导电墨水和透明导电银网格薄膜进行表征。结果表明,该方法实现了银网格完全嵌入在裂纹模板凹槽中,通过调控模板的线宽大小及网孔数量可获得透过率为82%、方阻为28Ω/sq的银网格透明导电薄膜。该导电薄膜的薄膜电阻经过100次弯曲后没有明显的变化,可以有效克服ITO薄膜柔性差的缺点。

基于无颗粒型银墨水的导电薄膜研究

以柠檬酸银为导电金属前驱化合物,乙二醇单甲醚为保护性溶剂,单乙醇胺为络合剂,配置成无颗粒型导电银墨水.将导电银墨水旋涂在普通玻璃衬底上,在不同温度下退火处理形成银导电薄膜.其中通过250℃、20min退火处理形成的银薄膜颗粒均匀,成膜性较好,且电阻率为银体电阻典型值的2-4倍.在此基础上,采用FujiFilm DimatixDMP-2381材料打印机,在玻璃衬底上打印形成了导电性良好、线宽分别为100,200,300和400μm 的银线,方块电阻约为3Ω/□.

无颗粒型银基导电墨水的制备、性能及其应用研究

以离子交换法合成的草酸银前驱体为银源,乙二胺为络合剂,异丙醇为溶剂制备了MOD无颗粒银导电墨水。将该墨水喷墨打印于聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)柔性基板,并在加热板上150℃固化20 min,并通过DSC、FE-SEM、激光共聚焦、四探针测电阻率方法对合成的墨水进行表征。结果表明导电墨水的温度远低于银前驱体的分解温度;喷墨打印多层的银线在基板上表现出不同宽度、厚度和电阻率。其中,打印10层的银线电阻率可达3.22μ?·cm,接近块状纯银电阻率(1.65μ?·cm)。喷墨打印后的银图案表面平整光滑且微观组织致密,在柔性印刷方向有良好的应用前景。

绿色柔性喷墨打印银纳米墨水研究综述

传统导电薄膜的图形化需使用光刻工艺,涉及显影、刻蚀等多个工艺步骤,存在耗时长、器件各功能层构建复杂、成本高昂等不足。喷墨打印作为一种非真空、非接触、无掩膜、低成本、高通量、精准、便捷的桌面型沉积技术,可用于金属导线直接图形化制备,能够节约材料与时间,在柔性大面积电子器件中的应用潜力日益凸显。高性能环保导电墨水的开发是喷墨打印柔性电极制备技术最主要的瓶颈之一,其应满足无毒安全、低温烧结、高导电等需求。早期有机材料由于具有易溶液加工特性被选作可打印导体材料,如聚苯胺和PEDOT/PSS,但它们的导电性低,且化学、热、电学性质不稳定。而金墨水价格昂贵,铜墨水易氧化。相比较而言,银墨水具有高导电性、抗氧化性、稳定性以及相对合理的成本等优势,在打印电子器件领域引起了更加广泛的关注,目前已经实现商业化生产。随着电子器件在低成本、低能量消耗、高效率生产与柔性方面的需求日益增长,导电纳米银墨水的配制不仅需要考虑打印电子器件的高性能,更要满足绿色环保与低温烧结的要求。近年来,针对环保低温的高导电喷墨打印墨水制备技术,诸多研究者不仅致力于改善墨水体系,开发环保的水性墨水,还关注新型的低温烧结技术。在传统热烧结条件下,以月桂酸为分散剂、硼酸钠为还原剂的银纳米颗粒型墨水在烧结温度为125℃时电阻率为6.6μΩ·cm,而以氨水为络合剂、甲酸为还原剂的无颗粒纯溶液墨水在90℃烧结时电阻率为1.6μΩ·cm。新型烧结技术在一定程度上突破了高性能墨水喷墨打印工艺与低温烧结的限制,目前已使银电极烧结温度降低到100℃以下,电阻率低于6μΩ·cm。水性墨水的开发可减少毒性废料的产生,同时若采用多聚电解质作为分散剂,则稳定性更优于有机墨水,利于大规模生产。本文介绍了水性银纳米颗粒(SNPs)悬浮液和有机银复合物(SOC)溶液这两种水性银纳米墨水,比较了不同分散剂、络合剂、还原剂、颗粒聚集方式的墨水体系,总结了适用于柔性印刷的化学烧结、蒸气还原烧结、热水辅助烧结、光还原烧结等新型低温烧结技术。这些新型墨水体系与烧结技术有助于实现导电墨水高性能、高稳定性与柔性的统一,它们的开发和完善将极大促进柔性低温墨水和柔性打印电子器件的发展。

喷墨打印中的银导电墨水综述

介绍了应用在电子喷墨打印技术中的两类导电银墨水:纳米颗粒墨水和金属有机先驱体墨水的组成体系、制备方法和性能影响因素;结合国外研究前沿简要介绍了当前两类墨水的研究现状和发展方向。最后对两类墨水的综合性能进行了对比,并指出了导电墨水未来的挑战。

一步法制备银打印墨水中颗粒形貌对导电性能的影响

引入了一种操作简便的制备高固含量银纳米墨水的方法,以月桂酸作为保护剂,水合肼作为还原剂,一步发制备出粒径均匀,尺寸为20nm,且固含量可达14%的银导电墨水。分别探究了硝酸银用量,水合肼含量等因素对产物形貌和固含量的影响。采用冷场发射扫描电子显微镜和紫外可见分光光度计对产物的形貌和尺寸分布进行了测试。最后,银墨水经小于200℃的低温烧结后,获得电阻最低为17mΩ/的银薄膜层,为纳米银墨水在柔性电路中的应用奠定了基础。

无颗粒型银导电墨水的研究进展

无颗粒型银导电墨水因其具有较高的稳定性,较低的后处理温度,在印制电子领域中应用广泛。根据银前驱体的选择不同,综述了以新癸酸银、柠檬酸银、草酸银、碳酸银、醋酸银、硝酸银、酒石酸银为前驱体的无颗粒型银导电墨水的研究情况。此外,对墨水作喷墨打印时基板的选择和处理、墨水印制图案的微观组织结构调控及后处理方法、墨水的应用、以及对无颗粒型银导电墨水的前景进行了介绍。

喷墨打印银电极用于有机晶体管器件与电路

使用喷墨打印技术制得了高质量的导电银电极,并制备了高性能的有机晶体管器件与简单电路。经优化的喷墨银电极表面形貌光滑、一致性好、电导率高。通过限制墨滴在打印基底上的浸润能力,可以有效减小电极间的沟道长度。基于这种高质量打印银线的短沟道有机晶体管和简单"非"门电路均展示出了很好的电学性能。

基于丝网印刷的柔性湿度传感器研究

柔性是可穿戴类设备的基本属性,柔性湿度传感器可以用于检测皮肤湿度、呼吸频率等与人体健康密切相关的生理参数。为了满足丝网印刷的工艺需求,提出了一种银导电墨水的制备方案,分析了加热板、回流焊、马弗炉以及真空管式炉四种不同退火方式对银导电薄膜生长的影响,发现了加热板烧结后的银导线导电率高且成品阻值方差小。使用导电墨水制备电极,聚苯乙烯磺酸钠作为湿敏材料,在柔性衬底聚酰亚胺上印刷制备了平板式电容湿度传感器。该传感器在10%RH~90%RH湿度范围内可实现16.27 pF/%RH的灵敏度和1.65%RH的湿滞,具有良好的稳定性(最大误差0.22%)。通过对导电墨水的制备和烧结方式的研究,利用丝网印刷工艺制备了电容式柔性湿度传感器,为柔性湿度传感领域提供了参考。