[发明专利]银纳米颗粒导电墨水烧结过程动态导热系数测量装置和方法

说明书

本发明公开了一种银纳米颗粒导电墨水烧结过程动态导热系数测量装置和方法，包括精确控温加热平台、基板、掩盖基板、压板、注射泵组件、动力控制系统；墨水通过注射泵组件由动力控制系统进行控制，通过掩盖基板上的通孔对基板上的试样图案注入墨水；加热精确控温加热平台，测得不同温度下的银纳米颗粒墨水的电阻率，得到银纳米颗粒导电墨水烧结过程中的动态导热系数。本发明根据银在同一温度下的电阻率与导热系数正相关，从而计算出银纳米颗粒导电墨水在不同烧结温度下烧结图案的导热系数，即可得出银纳米颗粒导电墨水的动态导热系数，是银纳米颗粒导电墨水制备、烧结工艺参数优化等与打印导电图案质量提升的关键技术，具有十分重要的应用前景。

技术领域

本发明涉及柔性电子产业打印及烧结技术领域，具体领域为一种银纳米颗粒墨水烧结过程动态导热系数测量的装置和方法。

背景技术

目前对于柔性电子线路打印与烧结的技术研究，主要集中在各种印刷电子领域，主要是对导电线路打印质量进行研究。导电线路利用各种打印设备打印完成后，需要再使用烧结方法来使导电线路导电。烧结完成后，墨水烧结性能状况，仍处在针对烧结后的成品进行测试。由于打印设备在打印时，图案打印的均匀性及烧结过程中烧结效果的差异，使得测量烧结后的样品的效果与实际效果存在较大误差。

为了进一步考查银纳米颗粒导电墨水在烧结过程中的烧结动力学、烧结颈形成等机理，需要一种能在金属纳米颗粒导电墨水烧结过程中测量出不同温度下的动态导热系数，进而可进一步模拟出烧结过程的温度场，从而可得出烧结工艺参数与最终性能之间的关系。再可进一步指导金属纳米颗粒墨水的制备，从而得出准确测量出银纳米颗粒导电墨水烧结过程中的导热系数，是银纳米颗粒导电墨水制备、烧结工艺参数优化等与打印导电图案质量提升的关键技术，具有十分重要的应用前景。

发明内容

基于上述问题，本发明提供了一种银纳米颗粒导电墨水烧结过程的动态导热系数测量装置及测量方法，通过测得不同烧结温度下银纳米颗粒导电墨水的电阻率，根据银在同一温度下的电阻率与导热系数正相关，从而计算出银纳米颗粒导电墨水在不同烧结温度下烧结图案的导热系数，即可得出银纳米颗粒导电墨水的动态导热系数，是银纳米颗粒导电墨水制备、烧结工艺参数优化等与打印导电图案质量提升的关键技术，具有十分重要的应用前景。

所采用的技术方案是：

银纳米颗粒导电墨水烧结过程动态导热系数测量装置，包括精确控温加热平台、基板、掩盖基板、压板、注射泵组件、动力控制系统；

基板，固定在精确控温加热平台上面；基板上开有微型腔；微型腔包括两个方形电极槽、注射导线槽和排气槽；方形电极槽之间通过注射导线槽相连通，其中一个方形电极槽的一侧连通排气槽，排气槽与外界相通；方形电极槽的一侧连接四探针

掩盖基板，安装在基板的上方，且与基板相互贴合，与基板大小相同；掩盖基板上开有两个通孔；掩盖基板上的通孔与相对应的方形电极槽中心重合；

压板，呈方形，安装在掩盖基板上；压板上安装有气缸；

注射泵组件，包括推杆活塞、注射泵、压力表、电磁流量阀、流量检测器和墨水注射喷头；推杆活塞位于注射泵内，注射泵的出口处安装有压力表和电磁流量阀，电磁流量阀出口端接有流量检测器，流量检测器的出口处安装墨水注射喷头；墨水注射喷头插入所述的掩盖基板上的一个通孔内；

动力控制系统，包括注射泵动力组件、步进电机和信号控制器；注射泵动力组件连接所述的推杆活塞；注射泵动力组件连接步进电机；步进电机连接信号控制器，信号控制器同时连接流量检测器。

进一步的，墨水注射喷头处还安装有位置调整装置。

进一步的，方形电极槽的截面积与注射导线槽的截面积之比大于20。

进一步的，基板和掩盖基板所用的材料相同；基板为玻璃基板；掩盖基板为玻璃掩盖基板。