[发明专利]一种银纳米颗粒/银纳米片复合导电墨水及其制备方法在审

专利信息
申请号: 201710304346.4 申请日: 2017-05-03
公开(公告)号: CN108795155A 公开(公告)日: 2018-11-13
发明(设计)人: 韩永典;张思鸣;徐连勇;荆洪阳;赵雷;吕小青 申请(专利权)人: 天津大学
主分类号: C09D11/52 分类号: C09D11/52
代理公司: 天津创智天诚知识产权代理事务所(普通合伙) 12214 代理人: 王秀奎
地址: 300072*** 国省代码: 天津;12
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摘要:
搜索关键词: 导电墨水 复合 墨水 银纳米颗粒 银纳米片 烧结 丙三醇 混合液 乙醇 制备 配制 纳米银颗粒 纳米银片 溶剂 导电性 电阻率 接触性 体积比
【说明书】:

发明公开了一种银纳米颗粒/银纳米片复合导电墨水及其制备方法,所述复合墨水的电阻率为0.71μΩ·m‑4.4μΩ·m,所述复合墨水按照以下步骤制备:配制乙醇、乙二醇和丙三醇的混合液,配制以乙醇、乙二醇和丙三醇的混合液为溶剂的纳米银颗粒导电墨水;配制以S1中的乙醇、乙二醇和丙三醇的混合液为溶剂的纳米银片导电墨水;将上述的纳米银片墨水和纳米银颗粒墨水按照体积比为(1‑2):(1‑2)的比例混合,得到银纳米颗粒/银纳米片复合导电墨水。本发明的有益效果:可得到烧结温度低、烧结时间短、烧结后接触性良好和导电性优良的导电墨水。

技术领域

本发明涉及纳米银导电墨水技术领域,特别是涉及一种银纳米颗粒/银纳米片复合导电墨水及其制备方法。

背景技术

纳米导电墨水的性能对于印刷电子技术的发展至关重要,但目前纳米导电墨水技术还有其明显的局限性,主要是在导电墨水电路烧结过程中,纳米导电墨水有机载体在高温下不易完全去除且烧结电路具有较高的孔洞率,因而需要较高的烧结温度和较长的烧结时间。而过高的烧结温度和过长的烧结时间会对柔性器件的热敏性基质产生破坏,同时影响导电墨水技术的应用范围和生产效率。所以必须降低导电墨水印制涂层的烧结温度和烧结时间,提高纳米导电墨水烧结电路的导电性和机械稳定性。

要达到上述目标,必须开发出可形成致密结构同时具有高导电性和结合强度的导电墨水。在传统纳米银导电墨水中,主要以单一形貌的纳米银粒子作为导电填料,但由于其形状基本相同,导致相互结合的时候纳米银粒子之间会存在间隙,孔洞率高,影响导电通路的形成,导致导电墨水的导电性能较低。纳米银片烧结之后,粒子之间接触比纳米颗粒充分,但是由于烧结时驱动力大小与粒子尺寸成反比,而纳米银片的粒径尺寸较大,所以其需要高的烧结温度,而高的烧结温度极易影响基体性能。现采用纳米银片填充纳米银颗粒烧结之后产生的间隙,形成更加连续更宽的导电通路,能够改善导电墨水的电性能。

发明内容

为了改善传统纳米银导电墨水烧结温度高,烧结时间长,孔洞率高等问题,本发明将传统纳米银颗粒、纳米银片导电墨水按照不同的比例混合,探索两种传统导电墨水的最佳配比,以降低导电墨水烧结温度和时间,得到导电性良好的纳米银复合墨水。本发明的目的是制备Ag纳米颗粒/纳米银片复合导电墨水,发展基于热烧结技术的低温柔性电子电路,研究其低温连接机理、封装工艺,发展纳米导电墨水烧结电路的性能评价技术保证器件长期可靠工作,应用前景值得期待。

为实现本发明的目的所采用的技术方案是:

本发明的一种银纳米颗粒/银纳米片复合导电墨水,其特征在于:所述复合墨水的电阻率为0.71μΩ·m-4.4μΩ·m,所述复合墨水按照以下步骤制备:

S1:配制乙醇、乙二醇和丙三醇的混合液,其中乙醇、乙二醇和丙三醇的体积比为(40~50):(50~60):(5~10);

S2:配制以S1中的乙醇、乙二醇和丙三醇的混合液为溶剂的纳米银颗粒导电墨水,其中纳米银颗粒的质量分数为10~20wt%;

S3:配制以S1中的乙醇、乙二醇和丙三醇的混合液为溶剂的纳米银片导电墨水,其中纳米银片的质量分数为10~20wt%;

S4:将S2制备的纳米银片墨水和S3制备的纳米银颗粒墨水按照体积比为(1-2):(1-2)的比例混合,得到银纳米颗粒/银纳米片复合导电墨水。

优选的,所述复合墨水的电阻率为0.71μΩ·m-0.83μΩ·m。

本发明的另一方面,还包括一种银纳米颗粒/银纳米片复合导电墨水的制备方法,其特征在于:包括以下步骤:

S1:配制乙醇、乙二醇和丙三醇的混合液,其中乙醇、乙二醇和丙三醇的体积比为(40~50):(50~60):(5~10);

S2:配制以S1中的乙醇、乙二醇和丙三醇的混合液为溶剂的纳米银颗粒导电墨水,其中纳米银颗粒的质量分数为10~20wt%;

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