[发明专利]一种印制耐弯折印刷电路的复合导电油墨的制备方法

说明书

本发明涉及印刷电子材料领域，具体的是一种印制耐弯折印刷电路的复合导电油墨的制备方法，利用这种复合导电油墨制造的印刷电路可以耐受长时间大载荷反复弯折而不发生导电性能的下降。以高温球磨处理工艺制备的金属银和二维纳米材料复合导电剂为导电填料，与树脂及溶剂复合后研磨加工制成。利用这种复合导电油墨制造的印刷电路可以耐受长时间大载荷反复弯折而不发生导电性能的下降。基于复合导电填料工艺，利用不同的树脂及溶剂，可制成适用于丝印、凹版印刷以及喷墨印刷等不同印制工艺的导电油墨，这些导电油墨均具备高柔性耐弯折的特点，特别适用于可穿戴电子设备印刷电路的制造。

技术领域

本发明涉及印刷电子材料领域，具体的是一种印制耐弯折印刷电路的复合导电油墨的制备方法，利用这种复合导电油墨制造的印刷电路可以耐受长时间大载荷反复弯折而不发生导电性能的下降。

背景技术

导电油墨是印刷电子领域的关键材料，其中以金属银制备的导电油墨是目前最常用的低电阻印刷电路的制备材料，具有电阻低、耐氧化等优点。但是，印制导线的耐弯折性能不佳是印刷电子领域面临的一个重要技术问题。随着可穿戴电子设备的发展，以及在服装面料表面集成电子设备需求的出现，提高印刷导线的耐弯折性能已成为可穿戴印刷电子技术发展的一个重要前提。

常规的印刷用银导电油墨通常是以金属银粉为填料与树脂粘接剂复合后调配而成，所用金属银通常为颗粒状或片状；油墨固化后，金属银颗粒通过树脂粘接在一起，并相互连通构成导电通路，使印刷线路导电。由于金属银与树脂之间硬度的差异，当印制电路受到弯折作用时，银颗粒会对树脂基体产生切割作用，导致印制电路微观上出现裂纹；随着弯折次数的增加，裂纹会逐渐扩展而导致印刷电路电阻的增大甚至发生断裂失效。这种切割作用还会随着弯折曲率半径的减小、弯折区域所受外力的增大，以及弯折频率的增加而加剧。而在可穿戴电子设备中，造成这种弯折效果的宏观运动形式很多，例如衣物清洗时的揉搓，人体步行时对鞋底的压力加载和释放，贴身衣物随肌肉收缩和松弛而发生的伸缩等，都会产生类似的弯折效果。因此，可穿戴印刷电路受到循环的弯折作用是不可避免的，而提高印制电路的耐弯折性是实现高可靠性可穿戴印刷电子产品的重要前提要求。

发明内容

为了解决现有银导电油墨不耐弯折的问题，本发明的目的在于提供一种印制耐弯折印刷电路的复合导电油墨的制备方法，利用具有高度柔韧性和强度的二维纳米材料作为缓冲结构，抑制弯折条件下金属银颗粒对树脂基体的切割作用，从而提高印刷电路的耐弯折性。

本发明的技术方案是：

一种印制耐弯折印刷电路的复合导电油墨的制备方法，以高温球磨处理工艺制备的金属银和二维纳米材料复合导电剂为导电填料，与树脂及溶剂复合后研磨加工制成；按质量份数计，复合导电油墨中，金属银占60～70份，二维纳米材料占0.1～5份，树脂占20～30份，溶剂10～20份。

所述的印制耐弯折印刷电路的复合导电油墨的制备方法，复合导电剂利用金属银和二维纳米材料通过高温球磨处理工艺复配而成，其中：金属银颗粒的形状是球形、不规则颗粒状或片状，尺寸分布从50nm到2μm；二维纳米材料的类型包括但不限于石墨烯纳米片、二维氮化硼纳米片、二维硫化钼纳米片、二维氧化钛纳米片、二维氧化钒纳米片、二维氧化钨纳米片、二维氧化锰纳米片中的一种或两种以上的组合，二维纳米材料的片径尺寸分布从100nm到5μm。

所述的印制耐弯折印刷电路的复合导电油墨的制备方法，金属银与二维纳米材料在复合导电剂中的质量比范围为9:1～999:1。

所述的印制耐弯折印刷电路的复合导电油墨的制备方法，优选的，金属银与二维纳米材料在复合导电剂中的质量比范围为199:1～499:1。

所述的印制耐弯折印刷电路的复合导电油墨的制备方法，复合导电剂的高温球磨处理工艺在加热条件下进行，且球磨罐中的金属银和二维纳米材料在真空或有保护气氛的条件下进行处理；球磨罐罐体加热温度范围为300～1000℃，罐内保护气氛是真空、正压氮气或惰性气体气氛，惰性气体为氩气或氦气，正压范围为1.2～2atm。