[发明专利]微滴喷射与化学沉积技术制备柔性导电线路的方法及装置

说明书

技术领域

本发明属于柔性导电线路制备技术领域，本发明涉及一种微滴喷射与化学沉积技术制备柔性导电线路的方法，本发明还涉及使用该方法制备柔性导电线路的气压驱动双喷头微滴喷射装置。

背景技术

目前在柔性织物基板上制造导电线路的方法通常有丝网印刷或者刺绣、缝纫、编织等。刺绣、缝纫、编织等主要是将导电纤维或金属丝植入到基板的纹理中，来实现各电子元件在基板上的集成，成型后的织物太硬、重量大、不易弯曲，从而影响织物的柔软性。丝网印刷技术是印版(可通过油墨的网孔)在印刷时，通过一定的压力使导电油墨通过印版的孔眼转移到承印物上，形成所需的线路。然而丝网印刷技术它的基板表面会受到弧度的限制，所以只能针对一些平面的产品和部分微小弧度的产品，对于弧度超过某个数值的基板而言，此方法实现难度较大，并且印刷过程中无法实现墨量的精确控制，影响成形微细导电线路的制备精度。

发明内容

本发明的目的是提供一种微滴喷射与化学沉积技术制备柔性导电线路的方法，解决了现有方法制备柔性导电线路影响织物柔软性的问题，并且基板表面不受弧度的限制。

本发明的另一个目的是提供使用该方法制备柔性导电线路的气压驱动双喷头微滴喷射装置。

本发明所采用的技术方案是：微滴喷射与化学沉积技术制备柔性导电线路的方法，基于气压驱动双喷头微滴喷射装置，气压驱动双喷头微滴喷射装置先后控制金属盐溶液与还原剂溶液喷出，并按照相同的沉积轨迹沉积，沉积的还原剂微滴与金属盐微滴发生化学反应，形成柔性导电线路。

本发明的特点还在于，

气压驱动双喷头微滴喷射装置包括三维移动平台，三维移动平台侧面设置有CCD照相机，三维移动平台上方设置有坩埚A和坩埚B，坩埚A通过接气管A连接气泵A，气泵A与坩埚A之间的接气管A上依次设置有电磁阀A和排气阀A，坩埚B通过接气管B连接气泵B，气泵B与坩埚B之间的接气管B上依次设置有电磁阀B与排气阀B；电磁阀A、电磁阀B、三维移动平台和CCD照相机均与控制设备相连接。

坩埚A与坩埚B分别镶嵌有喷嘴；气泵A与气泵B分别连接有压力表。

具体制备方法包括以下步骤：

步骤1：将基板搭载在三维移动平台上，并在坩埚A与坩埚B中分别盛装金属盐溶液与还原剂溶液；

步骤2：打开气泵A与气泵B，根据压力表的示数，调节气压至合适范围；

步骤3：启动控制设备及三维移动平台，控制设备控制金属盐溶液喷出，金属盐微滴按照三维移动平台预设运动轨迹沉积在基板上，金属盐溶液沉积完成后控制设备停止工作；

步骤4：再次启动控制设备及三维移动平台，控制设备控制还原剂溶液喷出，还原剂溶液的喷射轨迹与金属盐溶液的喷射轨迹相同，还原剂微滴按照金属盐微滴的沉积轨迹沉积在金属盐微滴上，还原剂微滴与金属盐微滴发生化学反应，形成柔性导电线路。

步骤1中金属盐溶液为银盐类溶液，具体为硝酸银、月桂酸银、肉豆蔻酸银，柠檬酸银中的任意一种。

步骤1中还原剂溶液为乙二醇、NaBH4、三乙胺，抗坏血酸中的任意一种。

步骤2中气压的压强为30KPa-250KPa。

本发明所采用的另一个技术方案是：使用上述方法制备柔性导电线路的气压驱动双喷头微滴喷射装置，包括三维移动平台，三维移动平台侧面设置有CCD照相机，三维移动平台上方设置有坩埚A和坩埚B，坩埚A通过接气管A连接气泵A，气泵A与坩埚A之间的接气管A上依次设置有电磁阀A和排气阀A，坩埚B通过接气管B连接气泵B，气泵B与坩埚B之间的接气管B上依次设置有电磁阀B与排气阀B；电磁阀A、电磁阀B、三维移动平台和CCD照相机均与控制设备相连接。

本发明的特点还在于，

坩埚A与坩埚B分别镶嵌有喷嘴。

气泵A与气泵B分别连接有压力表。

本发明的有益效果是：本发明微滴喷射与化学沉积技术制备柔性导电线路的方法，将微滴喷射自由成型技术与化学沉积技术相结合，将溶液微滴按照需求堆积在基板表面，通过化学反应沉积形成柔性导电线路，解决了现有方法制备柔性织物导电线路影响织物柔软性的问题，并且基板表面不受弧度的限制，操作简单，节约材料，可控性好，能在织物表面得到微米级别的柔性导电线路。

附图说明

图1是本发明使用的气压驱动双喷头微滴喷射装置的结构示意图。