[发明专利]柔性传感器制备过程中抑制咖啡环的控制方法及装置

说明书

本发明实施例提供一种柔性传感器制备过程中抑制咖啡环的控制方法及装置，该方法包括：根据金属纳米油墨固化烧结过程中的图像信息，判断是否有咖啡环以及生成咖啡环的等级；根据咖啡环的不同等级，确定固化电场的强度和/或固化平台的斜面倾角并进行调节，以改油墨在固化过程中所受的合力方向，达到抑制油墨中的金属纳米粒子向液滴外围流动的目的。该方法根据图像的实时反馈，进行多策略控制，修正电场强度及斜面倾角，以获取最佳的电场强度和斜面倾角，从而实现液滴的均匀沉积，抑制咖啡环效应，最终制出高质量的喷墨打印图案。本方法操作简便，设备简单，适用性广，可以应用在机械电子纳米制造(印刷或涂膜)、样品处理和自组装等场合。

技术领域

本发明涉及柔性传感器薄膜的制备技术领域，尤其涉及一种柔性传感器制备过程中抑制咖啡环的控制方法及装置。

背景技术

近年来，纳米电子设备的开发步伐变得越来越迅速，并且这些发展需要新型的制造技术，例如喷墨打印、丝网印刷、刮涂等多印刷技术，可以满足广泛电子设备的制造问题，已应用于各种印刷电子产品，例如柔性传感器、薄膜晶体管(TFT)，太阳能电池等。印刷技术在用于电子产品的制造时可能具有许多优势，例如工艺简单，制造迅速，废料少，可高效快速大面积的加工各种电子设备，与传统硅基电子设备制造过程相比具有很大的优势。

金属前驱体油墨由于其优异的导电性和成熟的商业油墨配方，在印刷油墨中占有重要的地位。常用的金属包括金(Au)，银(Ag),铜(Cu)。这些金属前驱体油墨包括：金属有机化合物、金属盐类和金属纳米颗粒。除了少数金属前驱体油墨可以在特定环境下进行自发烧结外，大部分金属前驱体油墨在印刷到基底材料上后都需要经历固化和烧结阶段，通过高温或其它方法将油墨中的有机溶剂去除掉且形成致密的金属连接层，才能显现出优异的导电性能。

但在墨水的固化和烧结过程中，随着墨滴中的溶剂不断蒸发，墨滴与基底表面的接触线会产生毛细管流动，从而将非挥发性溶质(金属纳米粒子)传输到接触线的位置沉积，形成环状残留物，这种现象称为咖啡环效应。咖啡环通常被认为是喷墨打印中的一种缺陷，因为它意味着油墨材料的不均匀沉积，印刷图案的分辨率差，轻者影响电子设备的导电性能，甚者会导致电子设备功能无法正常使用。因此，如何对该过程中咖啡环效应的生成进行抑制，保证高质量的固化烧结质量，为后续的电子设备制造和高质量性能提供保证，成为亟待解决的问题。

发明内容

本发明实施例提供一种柔性传感器制备过程中抑制咖啡环的控制方法及装置，用以满足现有技术中的需求。

本发明实施例提供一种柔性传感器制备过程中抑制咖啡环的控制方法，包括：根据金属纳米油墨固化烧结过程中的图像信息，判断是否有咖啡环以及以及生成咖啡环的等级；根据咖啡环的不同等级，确定固化电场的强度和/或固化平台的斜面倾角并进行调节，以改油墨在固化过程中所受的合力方向，达到抑制油墨中的金属纳米粒子向液滴外围流动的目的。

根据本发明一个实施例的柔性传感器制备过程中抑制咖啡环的控制方法，所述咖啡环的不同等级，根据咖啡环的宽度或溶质团聚状态确定。

根据本发明一个实施例的柔性传感器制备过程中抑制咖啡环的控制方法，若无咖啡环生成且无溶质团聚，则通过调节电场力来抑制咖啡环的生成。

根据本发明一个实施例的柔性传感器制备过程中抑制咖啡环的控制方法，若咖啡环宽度小于预设的成形阈值，或者有溶质团聚而无咖啡环生成，则采用调节电场力和斜面倾角抑制咖啡环的生成。

根据本发明一个实施例的柔性传感器制备过程中抑制咖啡环的控制方法，若咖啡环宽度大于预设的成形阈值，或者有溶质团聚且有咖啡环生成，则采用调节电场力、斜面倾角和温度调节抑制咖啡环的生成。