无颗粒型银导电墨水的制备与性能研究

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随着现代印刷电子行业的日新月异,导电油墨作为其中重要的印刷材料广泛应用于RFID电子标签、有机显示器、晶体管阵列、光伏电池、柔性电子器件、可穿戴设备等领域。印刷技术本质上是一种将油墨输送到基材上的沉积过程。相比于传统的光刻工艺,电子印刷扩大了基材的选择范围,例如价格低廉、生物降解性好、重量轻、可折叠的纸基板。当前,许多新型电子产品在开发与应用方面极大依赖的全印制电子技术,基本是由功能性导电油墨所支撑发展起来的。本论文的选题为无颗粒型银导电墨水的制备与性能研究,采用正交试验设计分别选择出了氧化银墨水和醋酸银墨水的最优配方,研究了不同墨水配方的成膜性能,使用最优配方研究了温度和时间对导电性能的影响。(1)采用正交试验设计的方法,以银膜的电阻率为考察条件,分别确定了醋酸银和氧化银两个墨水体系的最优配方。醋酸银墨水的最优的配方为以去离子水为溶剂,以二乙醇胺为还原剂,银含量为0.13g·ml-1,氧化银墨水的最优配方为以去离子水为溶剂,以二乙醇胺为还原剂,银含量为0.25g·ml-1;(2)在醋酸银墨水体系的8个正交实验配方中,电阻率最低的为2号墨水(DEA为还原剂、水为溶剂),为5.6μΩ·cm,仅仅为块状银电阻率(1.6μΩ·cm)的3.5倍;在氧化银墨水体系的8个正交实验配方中,电阻率最低的为9号墨水(DEA为还原剂、水为溶剂),为6μΩ·cm,仅仅为块状银电阻率(1.6μΩ·cm)的四倍;(3)从性能和经济层面考虑,两种墨水的最佳烧结时间为60min,最佳烧结温度为100℃;当烧结温度100℃时,醋酸银墨水(DEA为还原剂,水为溶剂)制备的银膜电阻率降低为5μ?·cm,氧化银墨水(DEA为还原剂,水为溶剂)制备的银膜电阻率降低为5.6μ?·cm;当烧结时间为60min时,醋酸银墨水(DEA为还原剂,水为溶剂)的银膜电阻率达到5.8μ?·cm;氧化银墨水(DEA为还原剂,水为溶剂)制得的银膜电阻率达到6.2μ?·cm。
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