基于銅的無顆粒型導(dǎo)電墨水的制備及性能研究.pdf

1、導(dǎo)電墨水不僅可以用來印制無線射頻識別（RFID）標(biāo)簽內(nèi)置天線線圈，在其它印制電子技術(shù)如電位器、印制電路板（PCB和FPC）、有機(jī)發(fā)光二極管（OLED）、柔性顯示器、太陽能電池、傳感器和電子封裝等電子行業(yè)中也得到了日益廣泛的應(yīng)用。導(dǎo)電墨水可分為無機(jī)和有機(jī)導(dǎo)電墨水兩類，無機(jī)導(dǎo)電墨水主要采用金屬、金屬氧化物和碳作為導(dǎo)電材料，其中又以納米銀導(dǎo)電墨水的研究和使用最為廣泛。為了代替導(dǎo)電墨水中的銀以降低導(dǎo)電墨水的成本同時獲得較高的電導(dǎo)率，以銅為介質(zhì)的

2、導(dǎo)電墨水，在過去幾年得到了不斷的發(fā)展。銅具有與銀相當(dāng)?shù)膶?dǎo)電性，價格卻比銀便宜的多，具有廣闊的發(fā)展前景。
　　（1）本試驗采用化學(xué)還原法，以銅氨絡(luò)合物為導(dǎo)電金屬前驅(qū)體，甲酸為還原劑，乙二醇和水為混合溶劑，丙烯酸樹脂乳液為連接料，聚乙烯吡咯烷酮為保護(hù)劑，制備了一種基于銅的無顆粒型導(dǎo)電墨水。
　?。?）通過設(shè)計5組試驗配方，對不同配方導(dǎo)電墨水的黏度、表面張力和pH值以及燒結(jié)后樣品涂層的導(dǎo)電性和附著性的測試，考察了配方中還原劑甲酸的

3、含量對其各項性能指標(biāo)的影響。
　　制備的基于銅的無顆粒型導(dǎo)電墨水的黏度、表面張力和pH值均符合噴墨打印機(jī)對墨水黏度、表面張力和pH值的相關(guān)要求，且黏度和表面張力均不受還原劑甲酸加入量的影響。而涂層的導(dǎo)電性則受甲酸加入量的影響較大。為探究其影響方式，對涂層進(jìn)行了XRD分析和SEM測試，當(dāng)甲酸用量較少時，在燒結(jié)過程中，銅氨絡(luò)合物分解產(chǎn)生的單質(zhì)銅被氧化最終生成銅的氧化物——氧化銅或氧化亞銅，影響其導(dǎo)電性；而甲酸用量較多時，受熱條件下多余

4、的甲酸熱分解產(chǎn)生CO2、H2O等氣體分子，從涂層表面出來，會導(dǎo)致涂層產(chǎn)生裂紋和氣孔，影響涂層表面的致密性，對涂層的導(dǎo)電性不利。銅導(dǎo)電涂層在玻璃基材上的附著性明顯好于塑料基材。
　?。?）最后，對基于銅的無顆粒型導(dǎo)電墨水應(yīng)用到 RFID標(biāo)簽天線上的印制工藝和導(dǎo)電涂層的燒結(jié)條件進(jìn)行了初步探討。
　　試驗制備的導(dǎo)電墨水墨水拉絲性能差、黏度較低，不適合對黏度要求較大的絲網(wǎng)印刷，但可嘗試應(yīng)用到噴墨打印機(jī)上。試驗設(shè)計了9組燒結(jié)條件，最合