[发明专利]墨水及采用该墨水制备导电线路的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种墨水以及采用该墨水制备导电线路的方法，特别涉及一 种基于碳纳米管的墨水以及采用该墨水制备导电线路的方法。

背景技术

近年来，信息、通讯、以及消费性电子已经逐渐成为全世界工业中发展 最快的产业。而在信息、通讯以及消费性电子产品的产业中，印刷线路板是 其不可缺少的重要组件。印刷线路板(Printed circuit board，PCB)，是电子 组件的支撑体及电子元器件线路连接的提供者。由于它是采用电子印刷技术 制作的，故被称为“印刷”线路板。

传统的印刷线路板多采用丝网印刷的方法制造，一般制造印刷线路板的 过程包括将金属薄膜压于基板表面，再用旋转涂布的方法在金属薄膜表面形 成一光阻层，而后再加以光罩曝光、显影、刻蚀，进而再加以钻孔、压合与 电镀等多项步骤，最后还需多项测试及修补后才能完成整个流程，过程相当 繁杂、能耗高、对环境有污染。

随着数字喷墨打印机技术的发展，现有技术已有利用喷墨打印机制造印 刷线路板的方法。喷墨打印机制造印刷线路板可采用抗蚀油墨、阻焊油墨和 字符油墨，用喷墨的方法直接喷在覆铜板上，再经过固化得到制品。更简单 的方法，还可将导电墨水直接喷印在绝缘基板表面，经过进一步的处理在绝 缘基板表面形成电路，从而获得印刷线路板。相较于传统的丝网印刷法，喷 墨打印机制造印刷线路板的流程较短，且喷墨打印机制造的线路宽度较小， 因此喷墨技术将会给印刷线路制造业带来更快的速度和更低的成本，以及更 高的布线密度。

现有技术中已有采用直接喷印金属纳米粒子溶液(Nano Paste)的方法 来制备导电线路的技术。Cabot Corporation公司的Karel Vanheusden于2005 年1月14日申请，2006年8月24日公开的公开号为US2006/0189113A1的 美国专利申请揭示了一种金属纳米粒子溶液及采用该金属纳米粒子溶液制 备导电线路的方法。通过将包括金属纳米粒子及适当的分散剂与粘着剂的金 属纳米粒子溶液喷印在一基底上形成线路，再对该线路进行高温干燥处理， 使得所述金属纳米粒子熔接在一起，从而在基底上形成导电线路。由于采用 所述金属纳米粒子溶液制备导电线路的方法需要对基底进行高温处理，从而 限制了基底材料的种类。

为解决采用上述问题，2006年6月15日公开的公开号为 US2006/0130700A1的美国专利申请，提出了一种含银的喷墨墨水及一种使 用该含银的喷墨墨水在基板形成图形的方法，其通过喷墨打印机将上述含银 盐的墨水喷印在基板上，形成图案或图形；然后，使用带有还原剂的墨水喷 印在所述银盐组成的图案或图形上，从而在基板表面形成金属银组成的图形 或图案。然而，所述方法具有以下缺点：第一，该方法需要使用带有还原剂 的墨水将银盐中的银离子通过化学反应还原成银盐。使得该制备方法工艺复 杂，且成本较高。第二，采用该方法制备的线路由银离子还原后形成的银颗 粒相互连接构成，而银离子还原成的银颗粒分布不够均匀，因此形成的导电 线路厚度不够均匀，其导电性较差。

为解决上述问题，现有技术提供一种形成含有碳纳米管与金属复合物的 电镀互连导线的方法，其包括以下步骤：准备一碳纳米管的分散液，其包含 一有机溶剂及分散于该有机溶剂的碳纳米管；将该碳纳米管的分散液印刷于 一基材的一表面，及从该表面挥发移除该有机溶剂，而形成一导电基线；及 于一含有金属离子的电镀浴中对该表面进行电镀，于是在该导电基线上形成 碳纳米管与金属复合材料的电镀互连导线。

所述方法由于采用电镀的方法在碳纳米管形成的导电基线表面进行电 镀，因而该方法使用的墨水中的碳纳米管必须为金属性的碳纳米管，而且若 要使碳纳米管形成的导电基线导电，该墨水中的碳纳米管的含量需较高，因 此就需要大量的分散剂将该碳纳米管分散在墨水中。而所述分散剂不易除 去，导致碳纳米管形成的导电基线中存在大量分散剂，从而使得该导电基线 的导电性不均匀，使得在电镀过程中所述导电基线上各处电镀获得的金属层 厚度不均匀，从而导致通过该方法获得的导线导电性较差。

发明内容

有鉴于此，确有必要提供一种墨水及一种采用该墨水制备厚度均匀、导 电性强的导电线路的制备方法。

一种墨水，其包括：碳纳米管分散溶液，其包括溶剂及分散于该溶剂中 的多个碳纳米管，其中，该墨水进一步包括贵金属离子及连接剂、该贵金属 离子通过所述连接剂附着于碳纳米管表面。