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图1.2.4 连续、部分连续、不连续导电线路示意图
1.3 导电油墨的概况
导电油墨作为印制电子技术中使用的关键电子材料，在薄膜开关、柔性印制电路、电磁屏蔽、电位器、无线射频识别系统(Radio freΩuency identification，RFID)等电子行业中的应用日愈增多[5]，其应用优势受到了人们广泛关注，因其可观的市场前景，吸引了许多国家大公司投资。在国外，世界上最大的私有墨制造商Flint Ink投资数百万美元研发导电油墨，以降低RFID的单位成本[6]。韩国ABC纳米技术公司开发出一种可应用于RFID天线、印制电子线路、电磁波屏蔽技术等领域的纳米导电油墨。在国内，上海网谊针对柔性印制电路、薄膜按键开关、冷光板、触摸荧光屏几个行业，研发出不同特性的热固化、UV固化的导电银浆和导电碳浆等导电油墨。据著名的Nano Markets公司分析，仅导电银油墨市场而言，到2015年将达到24亿美元的规模。因此，研究开发高性能导电油墨制备金属具有巨大的经济价值。导电油墨是一种功能性特种油墨，一般由导电功能单元与基体材料组成。导电功能单元多为导电金属粉末、导电高分子材料，而基体材料则为陶瓷粉体和高分子聚合物，主要起粘接与机械支撑作用。为了便于操作使用，往往需要加入分散剂、稀释剂等，用于调节产品的黏度等。由此可见，导电油墨的组成材料种类较多。这些材料在种类和性质上的多样性决定了导电油墨的种类多样。按照导电油墨组成材料的性质，大体上可分为无机系导电油墨、有机系导电油墨和复合导电油墨3大类。无机系导电油墨的功能单元是导电金属粉体，如分散在陶瓷粉体中的导电银浆等。该类产品具有可靠性高、稳定、储存性能高等优点，但固化温度较高。有机系导电油墨的功能单元为合成导电高分子材料，如表面电阻值在1011～1012Ω以下可消除积累静电荷的防静电油墨。该类材料具有固化温度低、使用方便、可实现分子线路与器件的制造等优势，但目前性能还不稳定、电阻率较高[4]。复合导电油墨是由无机导电功能单元和支撑体有机材料组成，具有导电性能良好、固化温度低、工艺操作性强等特点，成为最具有竞争力的一大类。但无机材料与高分子材料的亲和性较差，必须使金属纳米颗粒在油墨中保持高浓度的单颗粒化，并保证不会发生凝聚等问题。近年来，通过应用纳米技术，填充纳米级金属颗粒的复合导电油墨具有了一系列与传统导电油墨大不相同的特性，使该类产品从只具有简单的导电性向具有特殊的光、电、磁等多种性能方向发展，成为导电油墨中发展最快的种类。
1.4 复合导电油墨的制备技术[7]
1.4.1 银浆油墨
银浆油墨是以超细银粉和热塑性树脂为主体而组成的液型油墨，主要应用于挠性印制电路、薄膜接触开关、电磁屏蔽、发热元件的预涂层等，也可应用于PET、PC、PVC片材上。它具有极强的附着力和遮盖力，可低温固化，导电性可控，电阻值很低。目前，复合银浆制备中的银源多为AgNO3。ZhengchunLiu等以去离子水和二甲亚砜(DMSO)作溶剂，还原硝酸银制备油墨，所得银浆粘度为4.5mPa•S，表面张力为41mN／m，制成的印制层电阻约为1.5×10-5Ω•cm。Dong等以多元醇法制备银纳米颗粒油墨，将硝酸银溶于多元醇，在回流冷凝器中进行还原，离心后银粉经乙醇反复洗涤后室温干燥，再将制得的银纳米颗粒、分散剂等加入溶剂体系中球磨，5p.m尼龙网过筛后得到银粒径约为20nm的导电油墨。并将其用于喷墨打印，结果证实合成油墨的低温过程可以满足柔性基板要求。研究发现，用硝酸银作为复合银浆的银源．存在硝酸银见光易分解、合成的产品Ag含量一般较低等问题。莫黎昕研究了用柠檬酸银代替硝酸银改进复合银浆制备技术。实验选取柠檬酸代替硝酸银．用抗坏血酸(Vc)进行还原制备银浆油墨。