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微滴喷射打印银导线基础研究

功能材料 2016年第11期47卷 11231-11236页

作者：肖渊蒋龙陈兰罗俊西安工程大学机电工程学院西安710048 西北工业大学机电学院西安710072

针对当前丝网印刷、喷墨打印技术制备柔性导电线路过程中导线宽度受限、墨水制备难度大、成本高等问题,提出微滴喷射与化学沉积技术相结合成形导电线路的方法。利用构建的双喷头气动式微滴喷射系统,以浓度为1.96mol/L的硝酸银和1.31mol/... 详细信息

针对当前丝网印刷、喷墨打印技术制备柔性导电线路过程中导线宽度受限、墨水制备难度大、成本高等问题,提出微滴喷射与化学沉积技术相结合成形导电线路的方法。利用构建的双喷头气动式微滴喷射系统,以浓度为1.96mol/L的硝酸银和1.31mol/L的抗坏血酸溶液进行按需喷射实验研究;在此基础上,以A4复印纸为基板进行不同沉积序列银导线成形试验,并对沉积成形银导线的方阻进行测量及微观形貌分析。结果表明,利用高速摄像机,获得了两种材料微滴成形的完整动态过程及形态变化;方阻测量结果表明,随着沉积序列次数的增加,银导线方阻的平均值由2.659Ω/□降低到0.045Ω/□,方阻的标准偏差由2.563Ω/□减小到0.022Ω/□;不同沉积序列次数成形导线SEM照片显示,随着沉积序列的增加,银导线内部孔洞减少,银微粒数量增加。

关键词：按需喷射微滴沉积成形银导线

基于强脉冲光烧结的纳米颗粒银导线力学和电学性能

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微纳电子技术 2023年第9期60卷 1488-1494页

作者：尚豫博孙权鹿业波严博嘉兴学院浙江省医学电子与数字健康重点实验室浙江嘉兴314001 嘉兴学院信息科学与工程学院浙江嘉兴314001 浙江理工大学机械与自动控制学院杭州310018

打印后烧结工艺是影响柔性银导线力学和电学性能的关键因素之一,其中非接触式的强脉冲光(IPL)烧结有着广阔的应用前景。采用多尺度银纳米颗粒导电墨水通过喷墨打印系统制备银导线,并应用强脉冲光烧结系统进行烧结,同时使用热压烧结进行... 详细信息

打印后烧结工艺是影响柔性银导线力学和电学性能的关键因素之一,其中非接触式的强脉冲光(IPL)烧结有着广阔的应用前景。采用多尺度银纳米颗粒导电墨水通过喷墨打印系统制备银导线,并应用强脉冲光烧结系统进行烧结,同时使用热压烧结进行对比研究。结果表明,当脉冲数量为3、总能量密度为5.358 J/cm^(2)时,由于单次脉冲的过量能量导致打印银线出现失效断裂。进一步对烧结参数进行优化,当脉冲数为12、总能量密度为6.173 J/cm^(2)时,打印银线的电阻率为15.228μΩ·cm。与热压烧结相比,强脉冲光烧结后样品的耐弯曲疲劳性能更加稳定,在一些样品不可直接接触的应用场景下有较大的应用潜力。

关键词：强脉冲光(IPL)烧结热压烧结银导线纳米颗粒柔性材料

基于气溶胶打印法定量控制打印柔性银导线横截面尺寸

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微纳电子技术 2023年第2期60卷 292-297页

作者：张海宾孙权吴化平鹿业波嘉兴学院信息科学与工程学院浙江嘉兴314001 浙江工业大学机械工程学院杭州310014

打印银导线的横截面尺寸是影响导线性能和质量的一个重要参数。为了实现气溶胶打印银导线横截面尺寸的定量控制,通过实验总结分析了载气体积流量(8~14 mL/min)、气体体积流量比(环绕气体体积流量与载气体积流量的比值,2~6)、打印速度等... 详细信息

打印银导线的横截面尺寸是影响导线性能和质量的一个重要参数。为了实现气溶胶打印银导线横截面尺寸的定量控制,通过实验总结分析了载气体积流量(8~14 mL/min)、气体体积流量比(环绕气体体积流量与载气体积流量的比值,2~6)、打印速度等工艺参数对打印银导线横截面尺寸的影响,并拟合得到了银导线横截面面积和横截面宽高比与打印参数的关系公式,结果显示,银导线横截面面积与载气体积流量基本呈线性关系,而银导线宽高比与载气体积流量和气体体积流量比呈近似二次关系。采用不同的参数组合对打印银导线横截面尺寸定量控制方法的有效性进行了验证,以打印横截面面积为100μm^(2)、宽高比为20的银导线为例,三组不同的打印工艺参数均可得到相同横截面尺寸的银导线,同时结果表明采用载气体积流量为14 mL/min,气体体积流量比为1.63时,打印的银导线质量最佳。

关键词：气溶胶打印银导线宽高比横截面尺寸定量控制

热烧结工艺对打印柔性银导线电-力综合性能的影响

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机械工程材料 2020年第8期44卷 5-9页

作者：徐张孙权宋超王应刚张逸杰陈震李超嘉兴学院机电工程学院嘉兴314001 华东理工大学机械与动力工程学院上海200237

对直写打印柔性电子银导线进行热烧结处理,通过自主搭建的柔性电子力学可靠性测试平台,研究了不同烧结温度(120,140,160,180,200℃)和时间(2,4,6,8,10h)对打印银导线导电性、延展性和耐弯曲疲劳性能的影响。结果表明:随着烧结温度的升... 详细信息

对直写打印柔性电子银导线进行热烧结处理,通过自主搭建的柔性电子力学可靠性测试平台,研究了不同烧结温度(120,140,160,180,200℃)和时间(2,4,6,8,10h)对打印银导线导电性、延展性和耐弯曲疲劳性能的影响。结果表明:随着烧结温度的升高和烧结时间的延长,银导线的导电性先提高后逐渐趋于稳定,延展性亦得到提升,但弯曲疲劳寿命明显下降;烧结温度高于160℃、烧结时间大于8min时,打印银导线导电性能较好。

关键词：柔性电子银导线烧结工艺导电性

气动式双喷头喷射装置开发及银导线打印基础研究

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气动式双喷头喷射装置开发及银导线打印基础研究

作者：蒋龙西安工程大学

学位级别：硕士

近年来,柔性电子产品因其良好的柔韧性和可弯曲性,受到了越来越多的关注。柔性电路作为连接柔性电子产品的重要部件,是实现柔性电子产品预定功能的关键,但当前柔性电路在制造过程中面临成本高、工艺复杂等问题,因此,实现柔性导电线路的... 详细信息

近年来,柔性电子产品因其良好的柔韧性和可弯曲性,受到了越来越多的关注。柔性电路作为连接柔性电子产品的重要部件,是实现柔性电子产品预定功能的关键,但当前柔性电路在制造过程中面临成本高、工艺复杂等问题,因此,实现柔性导电线路的低成本、工艺简单、无污染制造是当前需要解决的难题。基于上述分析,本文在现有导电线路成形方法的基础上,提出了微滴喷射打印成形导电线路的制备方法,开发了气动式双喷头微滴喷射装置。采用理论与实验相结合的研究方法,获得了微滴按需喷射的稳定参数,研究了微滴在按需喷射条件下微滴的喷射过程,分析了供气压力、脉冲宽度、喷嘴孔径等不同影响因素对微滴尺寸的影响规律,为后续获得不同尺寸的微滴提供理论基础。通过对硝酸银与抗坏血酸微滴进行打印成形银导线试验,研究不同沉积序列对成形银导线方阻的影响规律,为后续微滴喷射打印成形高质量导线奠定基础。首先,依据设计开发了气动式微滴喷射系统,该系统主要包括调节机构、喷射装置、喷射控制系统、图像采集系统与运动控制系统,各部分协调可靠工作,为后续研究微滴喷射成形银导线奠定基础。其次,在系统按需喷射的基础上,研究了硝酸银和抗坏血酸的微滴喷射过程。试验利用孔径为121μm、159μm的坩埚,浓度为1.96mol/L、1.31mol/L的硝酸银和抗坏血酸溶液进行喷射试验,并获得二者按需喷射的稳定工作参数。在按需喷射的基础上,对硝酸银与抗坏血酸的微滴喷射过程图像进行全程采集,试验结果表明,硝酸银与抗坏血酸的微滴喷射过程都经过了液柱伸长、缩颈断裂成单颗微滴、微滴飞行及液柱回缩三个阶段,说明系统在一次脉冲信号的作用下可产生单颗微滴,实现了系统的按需喷射,试验获得硝酸银与抗坏血酸在按需稳定喷射参数下的微滴直径分别为517μm和525μm。在按需喷射的基础上,试验通过选择改变供气压力、脉冲宽度、喷嘴孔径等参数,研究参数变化对微滴尺寸的影响,实验结果表明,微滴尺寸随着供气压力、脉冲宽度与喷嘴孔径的增加而增加。最后,在上述研究的基础上和按需喷射条件下在A4纸上进行不同打印序列次数成形银导线试验,并对不同沉积序列成形银导线进行方阻测量,结果表明随着打印序列的增加,方阻由2.659Ω/□降低到0.045Ω/□,方阻的标准偏差由2.563Ω/sq减小到0.022Ω/sq。对导线进行能谱试验结果表明,沉积成形的导线产物为Ag。SEM试验表明,随着打印序列次数的增加,银导线内部孔洞减少,反应生成的银微粒数量增加。

关键词：气压驱动式按需喷射微滴沉积成形银导线