文档介绍:印制电子技术
前言:由于导电墨水印刷技术在批量化生产中存在尚未攻破技术难题,在前期产品设计过程中,对该技术模块定位为研究原理和摸索应用,暂不进入产品生产流程中。因而,本文任务为:
对印制电子技术进行系统而简要简介;
当前研究现状以及发展趋势;
选取适当原材料和相对成熟工艺,以及选取根据;
性能优势和成本预算。
技术概述
导电墨水
-有机先驱体
打印
基材
后解决工艺
(待补充)
产物性能及测试办法
应用
RFID
PCB
OLED
FPC
(待补充)
(待补充)
(待补充)
印制电子技术是指,通过印制技术,将导电墨水沉积于非导电性基材上(纸张、塑料、陶瓷、玻璃)等,通过后解决,能形成导电图形或电子器件。相比于蚀刻法、丝网印刷、胶板印刷等老式制造导电线路工艺技术,该法不但印制操作工序简朴,原材料运用充分,对环境无污染,还可以迅速、灵活采用全印制方式喷制个性化小批量电子产品,在电子行业特别是微电子领域中体现出了巨大应用优势。
该技术涉及四个核心过程:导电墨水类型选取与制备、依照性能规定和印刷适应性选取基材、喷墨打印精度和精确度控制、固化烧结和后解决工艺提高电路稳定性。
导电墨水
导电墨水作为核心功能材料,是印制电子技术核心,其重要由导电成分、溶剂及其她添加组分构成。典型导电墨水普通分为三类:碳系、高分子及纳米金属颗粒。
(1)碳系:碳纳米管、石墨烯及富勒烯等材料。
性能:既有制造加工工艺,导致碳纳米管和石墨烯构造缺陷,严重影响了碳纳米管和石墨烯导电性,且耐湿性较差,普通不用于制作低电阻导电材料。
(2)高分子:导电高分子材料,如聚噻吩(polythiophene)、聚乙炔(polyacetylene)、聚苯
***(polyaniline)、聚吡咯(polypyrrole)等。
性能:保存了老式聚合物所有机械性和可加工性。但其电导率比较低,且化学性能不稳定。
纳米金属颗粒:金、银、铜、钯、铂、镍等
性能:由于金和铂价格昂贵,其应用受到诸多限制;研究较多为银和铜,下文将详细简介。
老式导电墨水,无论是导电高分子系、纳米金属、有机金属导电墨水,或者是碳材料类导电墨水,自身均不具备导电性,在打印后需要通过一定后解决工艺(如烧结、退火),将导电墨水中溶剂、分散剂、稳定剂等去除,使导电材料形成持续薄膜后,才具备导电性。无论是墨水配制,还是后解决工艺,都较为复杂。除此之外,采用纳米金、银墨水进行大面积打印使用时成本较高,而纳米铜粒子容易氧化。
因而,新型液态金属墨水材料近来受到广泛关注,老式导电墨水相比,其配制则相对简朴,在打印后无需进行后解决即具备导电性,并且电导率相对较高,是一种较为抱负导电墨水。表比较了液态金属与几种老式导电墨水电导率。
(4)液态金属:导电高分子或导电金属前驱体化合物溶液。最具代表性室温液态金属墨水为镓及镓基合金
下面将对几种典型导电墨水进行进一步简介。
长处:
1. 纳米银颗粒粒径尺寸在纳米级别,普通在50nm左右,以纳米银为导电组分,可以充分保证印制线路优秀导电性能,以及目的产品良好抗氧化性,因此在制备导电墨水及后期产品印制过程中无需另加防氧化办法,
,有更大比表面积,单位面积原子数更多,这样将明显提高导电组分纳米银颗粒与基材接触面积,从而增强导电层在基材上附着力,提高产品质量。同步由于纳米尺度银粉有更高比表面积,对导电层间隙填充效果更好,能在不减少器件性能前提下,大大减少银消耗量,节约成本。
,其表面能与比表面能不断增大,烧结温度将迅速下降,当粒径不大于10nm时,烧结温度可以降至100
ºC如下,从而拓宽了基材选取范畴,使得纸张、聚对苯二甲酸乙二酯等成本低廉基材可