基于丝网印刷与原位体积加成制备柔性导电电路的研究
电子信息技术的发展使导电电路凸显出重要的作用，传统光刻工艺步骤繁琐、污染严重、原料利用率低，在环境问题日益突出的今天广受诟病，因此亟待发展一种简便、环保、有效的导电电路制备方法。本课题利用丝网印刷图案化并结合原位体积加成技术，提出一种简单有效的导电电路制备方法。 本课题首先制备含铜光固化油墨，利用丝网印刷方法将铜纳米粒子图案化，最后将铜纳米粒子图案通过原位体积加成转化为导电银图案。 首先根据性能要求并通过实验确定合适的光固化树脂配方:低聚物CN120NS，活性稀释剂TPGDA,低聚物活性稀释剂质量比为6∶4，光引发剂TPO-L，占树脂总质量的1％。研究加入铜纳米颗粒前后树脂的柔韧性、附着力、粘度等各项性能的变化，并确定合适的油墨配方。然后利用丝网印刷制备PET基铜纳米粒子图案，并确定其无法导电的原因为:铜粒子之间存在空隙而导致导电网络不连续。 根据金属原位体积加成原理，利用硝酸银溶液原位置换铜纳米颗粒，制备银图案，实现光固化油墨图案导电，并利用SEM、EDS、XRD等表征手段确定其导电机理为:原位置换生成的银，金属粒子数量和体积同时增加，银以树枝状或片层状等晶体形态生长，其形态的生长特点使金属间更易相互接触搭接，形成连续导电结构。 研究氧阻聚、油墨粘度、铜含量、光固化时间、硝酸银浓度、置换时间等因素对导电率的影响，确定最佳实验条件为:首先将铜含量为70wt％的光固化油墨图案光照固化30s，将得到的铜图案浸泡在0.1mol/L硝酸银溶液中置换反应30min，再将得到的银图案在氮气环境下光照固化10min，前后固化均适用汞灯做光源，光强为60mW/cm2。最终得到的导电线路电导率为1.25×105S/m。并研究其耐弯曲、耐疲劳和可修复性能，制备得到性能良好的柔性导电电路。 该方法简单可靠、绿色环保，对导电图案制备具有一定的参考价值。
导电电路;丝网印刷;原位体积加成;工艺参数
北京化工大学
硕士
材料科学与工程
聂俊
2018
中文
TN405
107
2018-09-10（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）