[发明专利]一种银导电墨汁及用该墨汁制印制电路的方法

说明书

技术领域

本发明属于功能材料技术领域中的银导电墨汁及其印制电路的方法，尤其是一种可广泛用于在柔性基底上印制导电线路（电路）的银导电墨汁及用该墨汁制印制电路的方法。

背景技术

最近几年，越来越多的研究正在致力于全印制电子技术，特别是在柔性电子设备，如柔性显示设备、太阳能电池、射频识别器等的应用方面。此类全印制电子技术是有别于传统的蚀刻法生产印刷电路的技术，可广泛用于在柔性基底上印制导电线路（电路），并具有在柔性基底或者是半导体薄膜上印制电路方便、快速及成本低的特点。

目前全印制电子技术所用材料根据其浓度不同分为油墨型或墨水（汁）型，而制备导电油墨或导电墨水（汁）的方法主要分两步完成:1.以银盐为原料，在有保护剂的有机还原剂中反应生成各种形貌的纳米银颗粒，再将此种纳米银作为填料加入到不同的分散剂中制备得到导电油墨或导电墨水（汁）；2.将导电油墨或导电墨水（汁）印制在基底（板）上、再经加热固化即可在基底上制得到所要求的电路。然而使用该种方法需要多次离心过滤、清洗纳米银颗粒，流程较为繁琐，添加的保护剂也会影响产品的导电性能和与基板之间的附着力；此外，不同合成方法所生产纳米颗粒的粒度大小不一，对打印设备的喷嘴有不同的要求，且长期使用的过程中也易造成喷头堵塞的情况。

在“化学还原法制备纳米银颗粒及纳米银导电浆料的性能”（《贵金属》,2011,32(2):P14-19.作者：王小叶,刘建国,曹宇,等）一文中公开了一种使用化学还原法在水相中以硼氢化钠为还原剂,月桂酸为分散剂,通过还原银氨络合物溶液制备了纳米银胶体,之后通过调节胶体的pH值,分离出了纳米银颗粒；再将分离出的湿纳米银颗粒作为功能相,加入预先配制的以松油醇和磷酸三丁酯为主的载体相中,运用机械搅拌和超声分散等手段,制得了纳米银导电浆料；该导电浆料在220℃下烧结2h后，得到导电线路；但该方法却存在：一是需要预先制备纳米银等，步骤繁琐，并且因为纳米颗粒表面包覆有保护层，会影响最终导线的导电性能；二是由于需要将纳米银颗粒加入到有机载体相中后、再加热固化，固化后的导线中由于大量存在的不导电的有机物质，也进一步影响了导线的性能。与该技术类似，在公开号为CN101870832A、发明名称为《一种纳米银导电墨水的制备方法》的专利文件，公开了一种通过两步制备纳米银导电墨水的方法，该方法第一步将银盐和有机保护剂溶解于溶剂中，并用碱性络合剂调节pH值至9～10后，逐渐升温到30～100℃、至反应体系为透明溶液（即在pH值为9～10、温度30～100℃条件下溶解银盐和有机保护剂为透明溶液）；第二步将上述所得透明溶液降至室温后，将还原剂加入反应体系，并持续搅拌20～30分钟，得到所需导电墨水。使用时将导电墨水涂覆在基板上，在100～200℃温度下烧结固化后、即得固化于基板上的电路。该方法为了使制得的纳米银颗粒不产生明显的团聚现象，也使用了有机保护剂，其作用是在纳米银颗粒表面产生一层保护层，但这既会直接影响导线的导电性能，也会造成导线与基板结合力差，导线表面不平整等缺陷。针对上述方法所存在的缺陷，在公开号为CN102321402A、发明名称为《一种无颗粒型透明导电墨水及其制备方法》的专利文件又公开了一种由溶剂有机胺或氨水与有机银盐组成的透明导电墨水；其制备时首先将对应的有机酸与氢氧化钠水溶液反应，然后再加入硝酸银水溶液，混合均匀后再经抽滤、水洗、醇洗、避光干燥处理后、得到有机酸银，最后将溶剂有机胺或氨水与一种或一种以上的其它溶剂混合均匀后，再加入有效量的有机银盐，待其完全溶解分散后经抽滤即可制得导电墨水；该导电墨水在使用时再根据承印基材（基板）的亲合性及粘合性添加表面活性剂或粘合剂，然后在90～200℃下加热固化得到导电线路。该方法虽然无须添加保护剂，但却存在采用有机胺或氨水作为溶剂、还需要预先制备有机银盐等，不但方法复杂、且有机银盐的稳定性较差；加之在使用中还需根据不同基板的特性，添加脂肪醇或其他物质来调节墨水的粘度，不但使用不方便、与基板的结合力较差，而且这些物质的加入仍存在影响导线最终的导电性能及表面平整度差的弊病。