无颗粒型金属导电墨水的研究进展

印刷电子是一项新兴的微电子制造技术,采用喷墨方式制备电子器件在印刷电子研究中占有极为重要的地位。常用的颗粒型金属导电墨水由于颗粒本身的性质,容易出现团聚,聚沉,甚至堵塞喷嘴的现象;而以金属前驱体化合物为主要组分的无颗粒型导电墨水相比之下却表现出了极大的优势,具有制备工艺简单,稳定性高等显著特点,尤其适用于喷墨打印过程。     

铜基无颗粒型导电墨水的性能研究

目的通过测定导电涂层电阻率来确定导电墨水的最佳制备工艺参数。方法以醋酸铜为前驱体,N,N-二甲基乙醇胺为络合剂,甲酸为还原剂,制备导电性高的铜基无颗粒型导电墨水。采用化学还原法制备铜基无颗粒型导电墨水,通过正交实验研究烧结温度、烧结时间以及Cu2+∶H+∶NH4+的比例对涂层导电性的影响,确定最佳的制备工艺。结果制备的铜基无颗粒型导电墨水在弱碱性环境下较稳定,墨水中的Cu2+,H+,NH4+的最佳物质的量之比为1∶3∶3。该配方的墨水具有很高的稳定性能和导电性能,在玻璃基材上滴涂经160℃下热处理30 min,得到的涂层电阻率仅为0.18μ?·m。结论初步实现了铜基无颗粒型导电墨水的低温烧结。     

喷墨印刷工艺对导电墨水导电性能的影响

目的研究喷墨印刷工艺对导电墨水导电性能的影响。方法以EPSON 1390万能平板打印机为输出设备,选取塑料薄膜种类、打印分辨率、打印次数、电路形状为主要工艺指标,运用单因素实验法,测试不同指标作用下各印刷线路的单位电阻值。结果塑料薄膜的表面分子结构对墨水的导电性能有直接影响,表面张力高的塑料有利于获得较好的印刷效果,导电性会得到提高;较高的打印分辨率有利于提高墨层的连接精度,从而提高导电性;适当增加打印次数有利于形成清晰完整的印刷电路,可以降低平均电阻值;印刷电子线路形状不同,导电性能也不尽相同,导电性能顺序为直线型折线型矩形波型环型。结论喷墨印刷工艺对导电墨水的导电性能具有一定的影响,选择合适的印刷工艺有利于提高导电线路的导电性。     

纳米银颗粒掺入的导电聚合物墨水导电性研究

目的提高有机聚合物导电墨水直写图案的导电性。方法在聚乙撑二氧噻吩-聚(苯乙烯磺酸盐)导电墨水中掺入纳米银颗粒(AgNPs)制备混合型导电墨水,并用于制备直写导电图案。结果直写图案的电阻率测试结果表明,当AgNPs的质量分数从0提高到10%时,图案电阻率从8.7×10~7μ?·cm下降到931.7μ?·cm;经过20 MPa的施压处理10 min后,图案电阻率均进一步下降,当AgNPs的质量分数为0和10%时图案电阻率分别降到4.2×10~7和93.8μ?·cm。当AgNPs的质量分数大于10%时,纳米颗粒会出现严重团聚,颗粒与聚合物混合不均匀,从而导致图案电阻不均匀;由于微观组织中孔隙增加,所以图案电阻率增加。结论在导电聚合物中掺入适量的纳米银颗粒是提高其直写图案导电性的有效途径,该直写图案不需要经过高温烧结,因此对基底材料的选择没有局限性,纳米银颗粒对直写图案导电性的促进作用机制在于为电子提供了更多的通路。该PP/AgNPs复合型墨水有望用于打印射频识别标签中的天线。     

纳米银颗粒-银离子复合型导电墨水导电性研究

目的 为了减少纳米银颗粒墨水所制备图案的孔隙率,提高图案的导电性。方法 将多尺寸纳米银颗粒与银离子溶液混合制备得到纳米银颗粒-银离子复合型墨水,通过扫描电子显微镜（SEM）观察所制备图案的表面形貌,采用X-射线衍射仪（XRD）确定图案表面晶型,并对图案进行电阻率测试。结果 实验结果表明,纳米银颗粒-银离子的配比对该复合型导电墨水的导电性有重要影响。AgNPs与Ag⁺的体积比为2∶1的混合型墨水在干燥之后具有最佳导电性,电阻率为1.33×10^-3Ω·cm,该墨水中银的质量分数约为4.37%。经过热压之后,AgNPs与Ag⁺的体积比为5∶1的墨水所制备的图案导电性最好,电阻率为1.32×10^-4Ω·cm,该墨水中银的质量分数约为3.19%。结论 所制备的纳米银颗粒-银离子复合型墨水干燥后即可导电,经过热压处理之后导电性可进一步提高。该复合型墨水中银含量低,可大大降低其用于柔性器件的成本。     

基于银纳米颗粒墨水在柔性基材表面制备导电薄膜及其电阻率

通过两相界面反应制备出小尺寸银纳米颗粒,用喷墨打印技术和热处理工艺在柔性PET基材表面制备导电薄膜。用紫外-可见光吸收光谱、透射电镜和能谱研究了银颗粒粒径、微结构和成分,结果表明所合成的颗粒为多晶结构,粒径为2～5nm。用扫描电镜和四探针薄膜电阻率测量法研究了热处理温度、时间与薄膜形貌、电阻率之间的关系,结果表明柔性PET塑料表面的银颗粒在150℃条件下处理30min,可获得表面平整、无明显裂纹、电阻率～6.4μΩ.cm的导电薄膜。     

纳米银导电墨水及其成膜性能研究

用化学还原法制备了纳米Ag粉,并通过X射线衍射(XRD)、激光粒度分析仪(LPSA)、透射电子显微镜(TEM)、扫描电子显微镜(SEM)等测试手段对样品进行性能表征。在所选择的实验条件下制备了类球形分布、分散性好的Ag纳米颗粒,其粒径主要分布在5～50nm范围,平均粒径为16nm,晶体结构为fcc结构。经涂布检测,Ag纳米墨水制备的墨膜均匀致密,150℃回火后,银粒子烧结明显,有微孔均匀分布。     

喷墨纳米导电墨水体系研究及进展状况

文章详细介绍了纳米喷墨导电墨水体系研究,其中包括对喷墨导电墨水的组成和喷墨导电墨水的打印进行了详细说明。重点展示了国内外几个重要公司的研究情况,并对纳米喷墨导电墨水的未来发展提出了一些建议。     

金属纳米颗粒导电墨水制备与后处理工艺的研究进展

印刷电子技术是一种低成本、简捷高效、绿色环保的电子器件制造技术,已在柔性电子制造等诸多领域展现出巨大的潜力。近年来,导电墨水作为印刷电子技术迅速发展的关键材料受到了学术界的广泛关注和报道。结合印刷电子技术的应用和发展现状,对金属纳米颗粒导电墨水的各项性能指标及其机理进行概述,综述了金属纳米颗粒导电墨水的制备和后处理工艺的研究进展,着重介绍了部分有潜力的前沿技术,并分析了这些技术对应的优势与局限及其发展方向。最后结合印刷电子技术目前发展中存在的问题提出了一些观点。     

导电喷墨墨水研究进展

喷墨印刷技术是一种新型高效的绿色环保生产技术。其中,导电喷墨墨水由于应用前景广阔,一直受到科研工作者的关注。导电喷墨墨水包括金属喷墨墨水和石墨烯喷墨墨水。综述了导电喷墨墨水中银包裹铜(Cu@Ag)喷墨墨水、低温烧结纳米银喷墨墨水以及新型石墨烯喷墨墨水的研究进展,3种喷墨墨水最低电阻率分别为1.134×10~(-7)Ω·m、3.84×10~(-8)Ω·m、1.9×10~(-7)Ω·m,为块状金属银电阻率的7倍、2.4倍、12倍,具有优异的导电性。同时,还介绍了导电喷墨墨水在探测器、锂离子电池、超级电容器等方面的应用,指出了目前仍存在的问题,并对其发展前景进行了展望。随着柔性线路板应用范围越来越广,导电喷墨墨水的应用将具有广阔的发展空间。     

导电油墨及其印刷技术的研究进展

目的 综述导电油墨及其印刷方式的研究进展,为开发价格低廉、性能稳定、导电性优良的导电油墨提供参考。方法 通过查阅文献归纳各类导电油墨的制备方式、印刷方式和应用领域,对导电油墨进行系统分类,比较各类导电油墨的性能和优缺点,并对其印刷技术进行分析,展望了导电油墨的发展前景。结果 目前关于导电油墨的研究集中在纳米银、纳米铜、石墨烯等导电填料的低温烧结油墨,主要采用丝网印刷、喷墨印刷等印刷方式,多用于制备传感器、柔性可穿戴设备等。未来的研究仍需关注如何低成本、低能耗、简单大量地制造导电油墨。结论 导电油墨的制备将与环境友好型的印刷方式相结合,向高导电性、高印刷适性发展,成为印刷电子领域的关键技术。     

分散剂和树脂对导电油墨导电性能的影响

目的 探究提升碳系水性导电油墨导电性能的方法,主要研究分散剂和树脂的含量对碳系水性导电油墨导电性能的影响。方法 使用W?190分散剂和水性丙烯酸树脂,采用双因素法,保持分散剂和树脂的总质量在油墨中的占比固定,且其他组分在油墨中的占比也不变,通过改变分散剂与树脂之间的比例,制备多组碳系水性电热油墨。通过扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)观察各组碳系水性导电油墨,测试油墨的黏度、方阻,探究导电油墨的形貌和导电性。结果 通过改变分散剂与树脂的质量比值,会对导电油墨的导电性能产生较大影响。在其他条件一定的情况下,随着分散剂与树脂的质量比值的增加,碳系水性导电油墨的导电性呈先降低再升高的趋势。结论 分散剂与树脂的质量比对导电油墨的导电性具有较大影响,当分散剂与树脂的质量比为2.5∶1时,在分散研磨60 min后,碳系水性导电油墨的黏度最大值为11.1 Pa.s,方阻最小值为4.3 Ω/□,此时导电性相对最佳。     

Printable Transparent Conductive Films for Flexible Electronics

Printed electronics are an important enabling technology for the development of low‐cost, large‐area, and flexible optoelectronic devices. Transparent conductive films (TCFs) made from solution‐processable transparent conductive materials, such as metal nanoparticles/nanowires, carbon nanotubes, graphene, and conductive polymers, can simultaneously exhibit high mechanical flexibility, low cost, and better photoelectric properties compared to the commonly used sputtered indium‐tin‐oxide‐based TCFs, and are thus receiving great attention. This Review summarizes recent advances of large‐area flexible TCFs enabled by several roll‐to‐roll‐compatible printed techniques including inkjet printing, screen printing, offset printing, and gravure printing using the emerging transparent conductive materials. The preparation of TCFs including ink formulation, substrate treatment, patterning, and postprocessing, and their potential applications in solar cells, organic light‐emitting diodes, and touch panels are discussed in detail. The rational combination of a variety of printed techniques with emerging transparent conductive materials is believed to extend the opportunities for the development of printed electronics within the realm of flexible electronics and beyond.     

纳米银导电油墨及其在柔性印刷电子中的应用

目的 探究纳米银导电油墨及其在柔性印刷电子中的应用。方法 通过总结国内外文献,从纳米银颗粒及其导电油墨的制备、印刷工艺、烧结工艺以及在柔性印刷电子技术中的应用几方面总结近年来的研究进展。结果 在油墨制备及使用中,简化制备工艺、降低生产成本、实现绿色环保、低温烧结,同时提高油墨的基材适应性是未来纳米银导电油墨的改进重点。直写技术具有精度高、速度快等优势,正逐渐替代丝网印刷技术成为主流。烧结工艺的研究重点在于实现低温烧结,其中化学烧结工艺简单,但提高导电性是研究重点。其他烧结方式则设备昂贵,环境要求高。结论 作为功能性电子材料,纳米银导电油墨因出色的电性能和印刷适性,正在被广泛应用于柔性印刷电子中。近年来通过对纳米银及其导电油墨的深入研究及技术改进,在纳米银颗粒的制备、低温烧结技术、节能环保加工工艺等方面获得了一定的进展。与此同时,将其作为功能材料应用于制备柔性传感器中,RFID标签天线、柔性电极、超级电容器、太阳能电池等正受到广泛研究与应用。     

新型水性导电油墨的制备与性能研究

以水性聚氨酯和水性丙烯酸树脂的混合液为连接料,以炭黑为导电填料,制备了一种新型的水性导电油墨。利用丝网印刷了标准电路并进行检测,分析了水性导电油墨的导电性能与印刷适性。检测结果表明,制备出的水性导电油墨具有导电力强、附着性能优良和抗弯曲能力强的优点,非常适用于制作柔性电路。     

Reversible Conductive Inkjet Printing of Healable and Recyclable Electrodes on Cardboard and Paper

Conductive inkjet printing with metal nanoparticles is irreversible because the particles are sintered into a continuous metal film. The resulting structures are difficult to remove or repair and prone to cracking. Here, a hybrid ink is used to obviate the sintering step and print interconnected particle networks that become highly conductive immediately after drying. It is shown that reversible conductive printing is possible on low‐cost cardboard samples after applying standard paper industry coats that are adapted in terms of surface energy and porosity. The conductivity of the printed films approaches that of sintered standard inks on the same substrate, but the mobility of the hybrid particle film makes them less sensitive to cracks during bending and folding of the substrate. Damages that occur can be partially repaired by wetting the film such that particle mobility is increased and particles move to bridge insulating gaps in the film. It is demonstrated that the conductive material can be recovered from the cardboard at the end of its life time and be redispersed to recycle the particles and reuse them in conductive inks.     

喷墨打印墨水的技术现状与进展

本文较系统地介绍了喷墨打印墨水的物化特性、应用特性和功能要求。重点介绍了喷墨打印墨水的新技术。     

导电油墨制备技术及应用进展

从复合导电油墨的组成、分类及其特点等方面,说明了复合导电油墨的应用优势;从复合导电油墨导电机理、制备技术、应用领域等方面的分析可以看出,复合导电油墨目前国内外的研究主要集中在超细金属填料制备、基体支撑聚合物低温固化条件以及填料与基体之间复合对导电性能的影响等方面.由于该类材料兼有低温粘接和导电性能,必将成为未来印制电子技术中的关键材料.