CN101772812B - 导电图形和使用方法 - Google Patents

Abstract

导电图形以及使用和印制这种导电图形的方法被公开。在某些实施例中，导电图形可通过在基片上支撑体之间布置一种导电材料而制得。支撑体可被去除得到具有所需长度和/或几何形状的导电图形。

Description

导电图形和使用方法

技术领域

本文中公开的技术的实施方案通常涉及导电图形以及使用和印制它们的方法。更尤其，某些实施方案涉及电子设备，例如印制电路板，这些电子设备包括本文中公开的一种或多种导电图形。

背景技术

电子设备包括多个连接的电路。由于设备的覆盖区变得更小，设备的电路必须减少至容纳所需的覆盖区。当前用于生产电路和导体的方法不能精确制备在许多小型电子设备中使用的窄而薄的导体。

发明内容

依照第一方面，包括至少一个导电图形的设备被公开。在某些实施方案中，导电图形可采取能电耦合一个或多个其他导线的一个或多个导线的形式。在某些实施例中，导电图形可通过在基片上布置支撑体，在支撑体之间布置一种导电材料，并除去该支撑体而制得。采用这种方法制备的导电图形在本文的一些例子中统称为高宽比的导电图形。在某些实施例中，导电材料可为金属颗粒，例如本文中描述的封端金属颗粒。

依照另一方面，提供了包括至少一种高宽比导电图形的基片。在某些实施例中，基片可为部分印制电路板。在某些实施例中，基片可由经过热处理的一个或多个半固化片加工成型。在其他实施例中，基片可能采取碾压或模塑制品的形式。在某些实施方案中，导电图形可包括一个或多个导线，这些导线电耦合一个或多个其他导线。导电图形可沿着基片平面水平布置，垂直于基片平面或大体垂直于基片平面布置或与基片平面以任何角度布置。在某些结构中，第一高宽比的导电图形可电耦合于基片的反面或其他面上的另一个导体，另一个导体可能为高宽比的导电图形。

依照另一个方面，提供了包括至少一个高宽比导线的印制电路板。在某些实施例中，印制电路板可由一个或多个半固化片加工成形，半固化片包括布置在半固化片中的至少一个高宽比导电图形。

依照另一个方面，公开了制备高宽比导电图形的方法。在某些实施例中，该方法包括在固体支撑体之间布置导电材料。在某些实施方案中，固体支撑体可包括规定所需几何图形、厚度或宽度的导电图形所需的规定间隔。该方法也可包括除去固体支撑体得到高宽比导电图形。在某些实施例中，固体支撑体可通过热处理、化学处理或其他方法除去，这些方法可除去固体支撑体而不损坏导电图形。在某些实施例中，固体支撑体可包括预防或减少墨水扩散趋势的抗湿涂层。

依照另一方面，提供了制备包括至少一个高宽比导电图形的印制电路板的方法。在某些实施例中，该方法包括在半固化片上固体支撑体之间布置导电材料，从半固化片中除去固体支撑体而得到高宽比导电图形。该方法也可包括热处理具有至少一个被布置的高宽比导电图形的半固化片来得到印刷板。

依据另外的方面，易于组装电子设备的方法被公开。在某些实施例中，该方法包括提供至少一种包括封端金属颗粒的墨水，指导将至少一种墨水布置在基片上而在该基片上得到高宽比导电图形。

依据另一个方面，提供了采用印刷机印制导体的方法。在某些实施例中，该方法包括将固体支撑体材料布置在基片上印刷机的第一槽内。在一些实施例中，该方法进一步包括将墨水放置在第二槽内，印刷机在被布置在基片上的固体支撑体材料之间。在某些实施例中，该方法也包括从基片除去被布置的固体支撑体材料。

另外的特征、方面和实施例在下面进行更详细描述。

附图说明

某些实施方案参考附图进行描述，其中：

图1是布置在基片上的固体支撑体的附图，依照某些实施例；

图2是依照某些实施例布置在基片上固体支撑体之间的导电材料的附图；

图3是依照某些实施例布置在基片上的高宽比导电图形的附图；

图4显示依照某些实施例制备高宽比导电图形的方法；和

图5是依照某些实施例的包括高宽比导电图形的印制电路板的实施例。

图中所示的某些特征可能被放大、扭歪、更改或是其它的出现在非常规方法中，其是为了更好地理解本文中公开的技术。

具体实施方式

该设备和本文中公开的方法的某些实施方案提供了电导图形，该电导图形具有现有技术中不能得到的电学特性。高宽比导电图形可在一些类型电子设备上制成具有选取厚度和宽度的任何所需图形。示意性的高宽比导电图形将在下面进行讨论。

压电喷墨技术已经发展成印刷电子学领域中的关键的推动技术。作为附加过程，喷墨技术精确控制所用流体的顺序和用量，因此不会浪费昂贵的流体和材料。由于扩程喷射纳米颗粒导电性、半导电性、和粘合剂流体在市场上能够购买到，喷墨技术的新机遇在电子产业中正在兴起。

压电喷墨技术已经发展成印刷电子学领域中的关键使能技术。作为附加过程，喷墨技术精确控制所用流体的顺序和用量，因此不会浪费昂贵的流体和材料。由于扩程喷射纳米颗粒导电性、半导电性、和粘合剂流体在市场上能够购买到，喷墨技术的新机遇在电子产业中正在兴起。

喷墨技术的一个缺点是印制窄(小于约100微米宽)而厚(多于约2微米厚)的线。通常获得所需线宽度，需要多次印制，这可能导致线延伸超过所需宽度。该现象可能在传输金属墨水的情况中尤其严重。金属颗粒比载体介质更稠密，因此，大部分墨水采用易于在被印制表面上扩散的溶剂溶解。

为了阻止墨水扩散，通常做法是加入流体改性剂提高墨水的粘度和胶黏性。然而，向导电性墨水配方中加入流体改性剂(通常高沸点有机材料和聚合物)可导致印刷线条电导率显著退化。在金属纳米颗粒墨水的情况下尤其确切，例如美国申请No.11/462,089中描述的那些，以此目的通过引述合并于本文中。将纳米颗粒烧结进入高导电线条内取决于纳米颗粒之间的紧密接触，因此加入高沸点有机材料和聚合物可阻止或完全阻滞导致劣质线条的煅烧过程。

依照某些实施例，公开了使用任何粘度墨水喷墨印制具有任何尺寸的精细图案得到高宽比导电图形的方法。术语“高宽比”统指电导体如具有第一尺寸，例如，高度，至少比第二尺寸大约5倍，例如，宽度。在某些实施例中，第一尺寸至少比第二尺寸大约10、20、30、40、50、60、70、80、90、或100倍。本文中采用的方法，然而，也可能用于印制导电图形，该导电图案具有大体相同的高和宽，例如，高∶宽＝1∶1或者导电图案，高约是宽的两倍，例如，高∶宽＝2∶1。

依照某些实施方案，导电材料可布置在两个或多个支撑体之间。例如和参考图1，如示基片100的侧视图。第一固体支撑体110和第二固体支撑体120布置在基片100上。尽管固体支撑体110和120显示为靠近基片100的中心放置。固体支撑体110和120布置在基片110上，导电材料130随即布置在固体支撑体110和120之间，如图2所示。固体支撑体的高度h₁和固体支撑体之间的距离d₁通常分别确定导电材料的厚度和宽度。通过降低导电图形的距离d₁减少导电图形的宽度。通过降低高度h₁减少导电图形的厚度。导电图形的实际厚度和宽度可改变，直观厚度从约0.001mm至约0.1mm之间变化，直观宽度包括，但不限于，0.05mm至约0.3mm。鉴于本公开的有益效果考虑，本领域技术人员可以容易选取另外的厚度和宽度。

依据某些实施例，一旦导电材料130布置在固体支撑体110和120之间，导电材料可能经历一个或多个处理步骤。在实施例中，导电材料是包括封端金属颗粒的墨水，例如下面描述的那种，墨水可经煅烧压缩被布置的材料。其他处理步骤包括，但不限于，加热、磨削、化学刻蚀。鉴于本公开的有益效果考虑，本领域技术人员可以容易选取提供高宽比导电图形的另外的处理步骤。

依照某些实施例，多种方法可用于将固体支撑体布置在基片上。用于布置固体支撑体材料的正确方法可能取决于选取用在固体支撑体中的材料的性质和性能而改变。在实施例中，固体支撑体是高分子材料，固体支撑体可能经喷墨印制、网版印刷、凹版印刷进行布置。在实施例中，固体支撑体是纸类材料、有机盐或弹料如橡胶，固体支撑体可以布置或填充在模型内或布置在基片上。固体支撑体上使用的其他适宜材料包括，但不限于聚合物、环氧树脂、无机/有机盐。在一些实施例中，当固体支撑体也提供抗湿性能时，可能由含氟聚合物制成，例如Dupont公司的Krytox流体或者Cytonix公司的FluoroPel。在一些实施例中，固体支撑体可采用喷墨打印机进行布置，例如可以用于布置导电材料的喷墨打印机。例如，喷墨打印机可能包括两个或多个槽，一个包括固体支撑体材料，另一个包括印制在固体支撑体之间的墨水。基片的第一次印制可以布置固体支撑体材料，基片的第二次印制可以在固体支撑体材料之间布置导电材料。计算机操控打印过程可以已知并精确布置固体支撑体材料和墨水。

依照某些实施例，布置固体支撑体和墨水之后，固体支撑体可被除去得到高宽比的导电图形。在某些实施例中，固体支撑体110和120可从基片100除去得到高宽比的导电图形140，如图3所示。用于除去固体支撑体的精确方法或工艺取决于材料或用在固体支撑体里的材料的性质。在实施例中，固体支撑体是聚合物，例如塑料，聚合物可通过使用有机溶剂如异丙醇或丙酮进行洗涤被剥离或者用于剥离光刻胶膜的市场有售的剥离器进行剥离。在某些实施例中，固体支撑体可使用电脑数控机床或其他设备磨削或者切割，可以除去固体支撑体而基本不损伤被布置的导电材料。在实施例中，固体支撑体是纸，固体支撑体可被燃烧或成灰烬，气流可用于从导电材料中除去残留物。在某些实施例中，固体支撑体可采用无机材料浇铸，布置导电材料后，无机材料可使用温和的酸或碱溶解，这取决于无机材料的性质。说明性无机材料包括，但不限于，氯化钠、氯化钾、硝酸钠和其他水溶性盐。

在某些实施例中，导电材料可以逐步布置，随即布置更多固体材料，之后布置附加导电材料。这种方法可能是有效的，例如，预期得到导电材料厚度多于拥有单一应用的厚度。图4所示为该方法实例的简图。图4显示基片400，高分子固体支撑体材料与导电纳米银墨水的使用如所示。在第一步骤中，固体支撑体线410和415之间的支撑体聚合物线印制在支撑体400上。银墨水423印制在固体支撑体410和415之间直到它达到固体支撑体线410和415的顶部。另外固体支撑体材料布置在线410和415之间得到固体支撑体线430和435。另外的墨水445布置在固体支撑体线430和435之间直至墨水达到固体支撑体线430和435顶部。也可实施布置额外固体支撑体材料的另一步骤，得到固体支撑体线450和455，然后布置另外的墨水465。布置固体支撑体材料再布置墨水的方法可以一直继续直到达到所需厚度。一旦达到所需厚度，可以进行烧结将墨水465压缩至烧结墨水475。烧结后，固体支撑体线450和455可以通过洗涤基片除去，例如，用异丙醇、丙酮或其混合物洗涤基片得到具有高宽比导电图形485的基片400。

依照某些实施例，适宜用在本文中公开的方法中的墨水包括，但不限于，适于用在喷墨打印应用中任何墨水。说明性墨水和用在这种墨水中的颗粒在下面进行了讨论。鉴于本公开的有益效果考虑，本领域技术人员可以容易选取另外的适宜墨水。

依照某些实施例，墨水可包括分散在适宜溶剂体系中的银颗粒。银颗粒是众所周知的材料并从多个供货商购得。通常，颗粒尺寸范围从5nm至70nm。对比规则的银粉末，该颗粒的已知优势是其能够在固体结构中比熔点温度低很多的温度下加热或烧结。银颗粒可以加热，例如，温度低至200℃。加热过程是扩散过程，其中银在颗粒内形成连接桥的颗粒之间迁移。加热现有银颗粒形成的结构具有电导率，但其电导率仍比本体银低很多。对比本体银的电导率62*10⁴S/cm，报导的电导率在1-2*10⁴S/cm范围内。需求电导率比较接近散装银电导率的银薄膜。

依照某些实施例，适宜用在本文中公开的墨水中的颗粒可以通过在单相溶液中或多相溶液中混合至少一种金属或金属盐和封端剂来制备。在某些实施例中，金属或金属盐可选自导电金属和导电金属盐，包括，例如，过渡金属或金、银、铜、镍、铂、钯、铁和其合金过渡金属盐。金属或金属盐的正确形式可根据选取的溶剂体系而改变。预期的是，在没有不适当加热的情况下，金属盐溶解在选取的溶剂体系，加热可以导致溶剂蒸发。说明性阴离子的金属盐包括硝酸盐、氯化物、溴化物、碘化物、硫氰酸盐、铝酸盐、柠檬酸盐、和醋酸盐。参照公开的特殊举例说明性金属盐，另外的阴离子在下文被公开。

在某些实施例中，使用单相溶液制备颗粒省去相转移试剂(尽管相转移试剂可能仍用在某些实施方案中)，相转移试剂普遍用于多元醇法制备颗粒。通过在单相进行该反应，制备颗粒的简单性提高，制备颗粒的费用降低。此外，大规模工业合成颗粒可采用单相反应得到。鉴于本公开的有益效果考虑，本领域技术人员可以容易选取另外有益效果的颗粒和其制备方法。

依照某些实施例，银盐可以用于提供适于在本文中公开的墨水中使用的颗粒。在银盐被采用的例子中，银盐可以为一种或多种氯化银、溴化银、碘化银、硫氰酸银、硫酸银、铬酸银、磷酸银、草酸银、碳酸银、亚硫酸银、氢氧化银、硝酸银、氯酸银、乙酸银、亚硝酸银、乙酰丙酮银、乳酸银、氟化银、氟氢化银(I)、高锰酸银(I)、偏钒酸银、三氟乙酸银、氰化银钾、苯甲酸银、砷酸银、溴化银、环己烷丁酸银、氟硫酸银、六氟锑酸银(V)、六氟砷酸银(V)、六氟磷酸银、氟化银(1)、氧化银(I)、高铼酸银(I)、硒化银(I)、碲化银(I)、碘酸银、正磷酸银、硫化银、和钨酸银。鉴于本公开的有益效果考虑，本领域技术人员可以容易选取另外的适宜银盐。

依照某些实施例，金盐可以用于提供适于在本文中公开的墨水中使用的颗粒。在金盐被采用的例子中，金盐可以为一种或多种氯金酸(III)、四氯金酸(III)、氯(二甲基硫化)金(I)、一氯化金、胶体金、氰化亚金、碘化金、硫化亚金、水合溴化金(III)、氯化金、四氯化金酸三水合物、氢氧化金、水合氧化金(III)、硫化金、二氰合金酸钾(I)、氯金酸钾、和二水四氯金酸钠(III)。鉴于本公开的有益效果考虑，本领域技术人员可以容易选取另外的适宜金盐。

依照某些实施例，铜盐可以用于提供适于在本文中公开的墨水中使用的颗粒。在铜盐被采用的例子中，亚铜形式(铜(I))或二价铜形式(铜(II))可以被采用。举例说明性铜盐包括，但不限于，氯化亚铜(I)、氯化铜(II)、溴化亚铜(I)、溴化铜(II)、碘化亚铜(I)、碘化铜(II)、碘化汞铜、四碘合汞酸(II)亚铜(I)、硫氰酸亚铜、硫酸铜(II)、乙酰丙酮铜(II)、二水合氯化铜铵(II)、氧化铝合铜、亚铬酸铜、乙二胺四乙酸铜二铵盐溶液、乙二胺四乙酸铜(II)二钠盐、醋酸亚铜(I)、氰化亚铜(I)、氧化亚铜(I)、硒化亚铜(I)、硫化亚铜(I)、碲化亚铜(I)、苯硫酚亚铜(I)、乙酸铜(II)、醋酸铜(II)一水和物、单水醋酸铜(II)、碳酸铜(II)、氢氧化铜(II)、氧化钼铜(II)、铌酸铜(II)、硝酸铜(II)、硒化铜(II)、亚硒酸铜(II)二水合物、硫酸铜(II)、硫化铜(II)、碲化铜(II)、三(乙二胺)硫酸铜(II)、和其组合物。鉴于本公开的有益效果考虑，本领域技术人员可以容易选取另外的适宜铜盐。

依照某些实施例，铝盐可以用于提供适于在本文中公开的墨水中使用的颗粒。在铝盐被采用的例子中，铝盐，例如，可以为一种或多种醋酸铝、磷酸二氢铝、硫酸铝、乙醇铝、硫酸铝钾、硅酸铝、醋酸铝、砷化铝、溴化铝、氯化铝、一水合氯化铝、氟化铝、一水合氟化铝、三水合氟化铝、氢氧化铝、碘化铝、硫化铝、硝酸铝、硫氰酸铝、氯酸铝、和亚硝酸铝。鉴于本公开的有益效果考虑，本领域技术人员可以容易选取另外的适宜铝盐。

依照某些实施例，铂盐可以用于提供适于在本文中公开的墨水中使用的颗粒。在铂盐被采用的例子中，铂盐，例如，可以为一种或多种乙酰丙酮酸铂(II)、四氯化铂(IV)、二氧化铂(IV)、溴化铂(II)、氯化铂(II)、氰化铂(II)、1，1，1，5，5，5-六氟乙酰丙酮铂(II)、碘化铂(II)、硫化铂(IV)、和硝酸铂。鉴于本公开的有益效果考虑，本领域技术人员可以容易选取另外的适宜铂盐。

依照某些实施例，钯盐可以用于提供适于在本文中公开的墨水中使用的颗粒。在钯盐被采用的例子中，钯盐，例如，可以为一种或多种乙酰丙酮钯(II)、三氟乙酸钯(II)、氢氧化钯、醋酸钯(II)、溴化钯(II)、氯化钯(II)、氰化钯(II)、1，1，1，5，5，5-六氟乙酰丙酮钯(II)、碘化钯(II)、硝酸钯(II)二水合物、硝酸钯(II)水合物、氧化钯(II)、丙酸钯(II)、硫酸钯(II)、磺化钯(II)、和海绵钯。鉴于本公开的有益效果考虑，本领域技术人员可以容易选取另外的适宜钯盐。

依照某些实施例，钴盐可以用于提供适于在本文中公开的墨水中使用的颗粒。在钴盐被采用的例子中，钴盐，例如，可以为一种或多种六水合硫酸钴(II)铵、氯化钴、乙酸钴(II)、乙酸亚钴四水合物(II)、乙酰丙酮钴(II)、乙酰丙酮钴水合物(II)、溴化钴(II)、氯化钴(II)、六水合氯化钴(II)、氯化钴(II)水合物、二水氰化钴(II)、碘化钴(II)、硫氰酸钴(II)、六水合硝酸钴(II)、和乙酰丙酮钴(III)。鉴于本公开的有益效果考虑，本领域技术人员可以容易选取另外的适宜钴盐。

依照某些实施例，铬盐可以用于提供适于在本文中公开的墨水中使用的颗粒。在铬盐被采用的例子中，钴盐，例如，可以为一种或多种乙酰丙酮铬(III)、醋酸铬(II)、二氯化铬(II)、氟化铬(II)、硒化铬(II)、乙酸铬(III)氢氧化物、六水合三溴化铬(III)、氯化铬(III)、六水合三氯化铬(III)、三氯化铬(III)水合物、氟化铬(III)、水合硫酸铬(III)、碲化铬(III)、硅化铬、和硝酸铬。鉴于本公开的有益效果考虑，本领域技术人员可以容易选取另外的适宜铬盐。

依照某些实施例，铟盐可以用于提供适于在本文中公开的墨水中使用的颗粒。在铟盐被采用的例子中，铟盐，例如，可以为一种或多种乙酰丙酮铟(III)、锑化铟、溴化亚铟(I)、氯化亚铟(I)、碘化亚铟(I)、二氯化铟(II)、醋酸铟(III)、醋酸铟(III)水合物、溴化铟(III)、氯化铟(III)、氯化铟(III)水合物、四水合三氯化铟(III)、氟化铟(III)、三水合氟化铟(III)、氢氧化铟、碘化铟(III)、硝酸铟水合物(III)、硝酸铟水合物(III)、五水合硝酸铟(III)、氮化铟(III)、氧化铟(III)、高氯酸铟水合物(III)、硒化铟(III)、硫酸铟(III)、硫酸铟水合物(III)、和碲化铟(III)。鉴于本公开的有益效果考虑，本领域技术人员可以容易选取另外的适宜铟盐。

依照某些实施例，镍盐可以用于提供适于在本文中公开的墨水中使用的颗粒。在镍盐被采用的例子中，镍盐，例如，可以为一种或多种乙酰丙酮镍(II)、四水合乙酸镍(II)、碱式碳酸镍、辛酸镍水合物(II)、硫化镍、碳酸镍、溴化镍(II)、溴化镍水合物(II)、溴化镍(II)三水合物、碳酸镍(II)水合物、氯化镍(II)、六水合氯化镍(II)、氯化镍(II)水合物、环己基丁酸镍(II)、氟化镍(II)、氟化镍(II)四水合物、双(六氟乙酰丙酮)合镍(II)、氢氧化镍(II)、碘化镍(II)、钼酸镍(II)、六水合硝酸镍(II)、二水草酸镍(II)、氧化镍(II)、高氯酸镍(II)六水合物、过氧化镍(II)、磷化镍(II)、硬脂酸镍镍(II)、六水合硫酸镍(II)、和镍硅。鉴于本公开的有益效果考虑，本领域技术人员可以容易选取另外的适宜镍盐。

依照某些实施例，铱盐可以用于提供适于在本文中公开的墨水中使用的颗粒。在铱盐被采用的例子中，铱盐，例如，可以为一种或多种乙酰丙酮铱(III)、溴化铱水合物(III)、氯化铱(III)、氯化铱水合物(III)、氯化铱(III)盐酸水合物、水合四氯化铱(IV)、二氧化铱(IV)、氯化铱(IV)水合物和硝酸铱。鉴于本公开的有益效果考虑，本领域技术人员可以容易选取另外的适宜铱盐。

依照某些实施例，铑盐可以用于提供适于在本文中公开的墨水中使用的颗粒。在铑盐被采用的例子中，铑盐，例如，可以为一种或多种乙酰丙酮铑(III)、二聚醋酸铑(II)、乙酸铑(II)二聚物二水合物、七氟丁酸铑(II)、己酸铑(II)、辛酸铑(II)二聚体、三氟乙酸铑二聚体(II)、三甲基乙酸铑(II)二聚体、溴化铑(III)水合物、三氯化铑(III)，、水合三氯化铑、碘化铑(III)水合物、硝酸铑(III)水合物、氧化铑(III)、三氧化二铑(III)水合物、磷酸铑(III)溶液、六氯代铑酸钠十二水合物、硫酸铑(III)溶液、氧化铑(IV)、铑活性铝、铑活性炭、三(乙二胺)三氯化铑、和三(乙二胺)三硝酸铑。鉴于本公开的有益效果考虑，本领域技术人员可以容易选取另外的适宜铑盐。

依照某些实施例，锇盐可以用于制备适于在本文中公开的墨水中使用的颗粒。在锇盐被采用的例子中，锇盐，例如，可以为一种或多种氯化锇(III)水合物、四氯化锇、四氧化锇、三氯化锇和tetra-osmium-nitrate。鉴于本公开的有益效果考虑，本领域技术人员可以容易选取另外的适宜锇盐。

依照某些实施例，铁盐可以用于制备适于在本文中公开的墨水中使用的颗粒。在铁盐被采用的例子中，铁盐，例如，可以为一种或多种乙酰丙酮铁(III)、乙酰丙酮亚铁(II)、抗坏血酸铁、硫酸铁(II)铵六水合物、一水柠檬酸铁(II)、葡萄糖酸亚铁(II)二水合物、焦磷酸铁(III)、酞菁亚铁(II)、酞菁氯化铁(III)、柠檬酸铁(III)铵、硫酸铁(II)铵、硫酸铁(III)铵、十二水合硫酸铁(III)铵、三氯化铁、三溴化铁、三氯化铁六水合物、柠檬酸铁、三氟化铁、九水合硝酸铁(III)、三氧化二铁、磷酸铁(III)、硫酸铁(III)水合物、溴化亚铁、氯化亚铁、磷酸铁(III)水合物、磷酸铁(III)四水合物、氯化亚铁(II)水合物、氯化亚铁(II)四水合物、乙烯基硫酸氢二铵亚铁四水化合物、氟化亚铁、葡萄糖酸亚铁(II)水合物、碘化亚铁、乳酸亚铁、草酸亚铁二水合物、七水合硫酸亚铁、硫化亚铁、醋酸亚铁、四水合氟化亚铁(II)、四水合碘化亚铁(II)、钼酸亚铁(II)、氧化亚铁、高氯酸亚铁水合物、钛酸亚铁、和亚铁氰化铁(III)。鉴于本公开的有益效果考虑，本领域技术人员可以容易选取另外的适宜铁盐。

依照某些实施例，钌盐可以用于制备适于在本文中公开的墨水中使用的颗粒。在使用钌盐的例子中，钌盐可以是，例如，一种或多种(乙酰丙酮酸)钌(III)、氧化钌(IV)、水合六氯代钌铵(IV)、三氯化钌(III)、钌活性炭、钌氧化铝催化剂、钌碳、溴化钌(III)、三氯化钌水合物、三氯化钌(III)三水合物、碘化钌(III)、亚硝酰氯化钌(III)水合物、亚硝酰硝酸钌(III)溶液、和氧化钌(IV)水合物。鉴于本公开的有益效果考虑，本领域技术人员可以容易选取另外的适宜钌盐。

依据某些实施例，用于提供在本文中公开的墨水中使用的金属可为未配位的或可以与一个或多个配位基配位。例如，金属可与EDTA、乙二胺、草酸盐、2，2′-联吡啶、环戊二烯、二乙烯三胺、2，4，6-三甲基苯基、1，10-菲咯啉、三乙烯四胺或其他配位基配位。

依据某些实施例，本文中公开的墨水可能包括两种或多种悬浮于溶剂体系中的金属颗粒。例如，说明性墨水包括封端银颗粒和封端金颗粒，每一个种都悬浮在适宜的溶剂体系中。

在某些实施例中，金属或金属盐可溶解在一种或多种溶剂体系中得到澄清、但无色的溶液。例如，适宜用量的金属或金属盐可加入到溶剂或溶剂体系中，使得当金属或金属盐进入溶液时，整个溶液是澄清的。整个溶液可为有色或者无色的。在某些实施例中，溶液合并变成单一相。为了采用溶剂体系时获得单一相，当混合溶剂时，每种溶剂的用量可进行调节得到单一相。一经混合应该出现多种相，一种或多种溶剂的相对量可被改变，例如，增加或减少，直到观察到单一相。可供选择地，第三溶剂可被加入来增加第一和第二溶剂的可混合性。

依照某些实施例，颗粒也可通过向溶解在溶剂中或溶剂体系的金属盐中加入封端剂而制得。封端剂可有效分离颗粒并限制其增长尺寸。在某些实施例中，封端剂是高分子量的封端剂，例如，具有至少约100g/mole的分子量。说明性封端剂包括，但不限于，具有约1或多个碳原子的胺。在某些实施例中，有机胺具有至少约16个碳原子，例如，十六胺。胺的有机基团可以是饱和的或不饱和的，可任选包括其他功能性例如，例如，硫醇、羧酸、聚合物、和酰胺。适宜在本文中公开方法中使用的举例说明性封端剂的另一个基团是具有约12个或更多个碳原子的硫醇。在某些实施例中，硫醇具有至少约6个碳原子。硫醇的有机基团可能为饱和的或不饱和的，并可任选包括其他功能性例如，例如，吡咯或类似基团。适于使用的封端剂的另一个基团是嘧啶类封端剂例如，例如，三唑吡啶、四吡啶和类物基团。鉴于本公开的有益效果考虑，本领域技术人员可以容易选取另一个适宜的封端剂。

在使用封端剂的某些实施例中，在加入金属溶液之前，封端剂可溶解在适宜的溶剂或溶剂体系中。例如，封端剂可溶解在溶剂中，或者溶液可与金属溶液混合。在其他实施例中，没有先前溶解在溶剂中，封端剂固体加入或封端剂液体直接加入到金属溶液中。封端剂，例如，可按照递增步骤方式加入或可单步方式加入。

依照某些实施例，加入到金属溶液中的封端剂用量可根据所得封端颗粒的所需性质进行改变。在一些实施例中，适宜用量的封端剂被加入使得封端颗粒中含有以重量计至少约2％的封端剂。本领域中的技术人员应认识到，鉴于本公开的有益效果考虑，使用或多或少的封端剂取决于颗粒的所需性质或墨水的所需性质。例如，为了提高分配在基片上的颗粒的电导率，例如，印制电路板，可调节封端剂的用量直至电导率优化或降至所需范围内。这会在本领域中技术人员的能力范围内，鉴于本公开的有益效果考虑，选取适宜用量的封端剂。

在某些实施例中，当封端剂(或封端剂溶液)和金属溶液混合时，单相生成或保持住。在可供选择的实施方案中，加入封端剂或封端剂溶液之前，金属盐溶液可能为单相的，并且一经加入封端剂或封端剂溶液，单相生成。鉴于本公开的有益效果考虑，本领域技术人员可以容易选取金属溶液和封端剂混合生成单相的另外实施方案。

在某些实施例中，封端剂和金属溶液可以采用常规技术如搅拌、超声处理、搅拌、振动、摇动或类似方法进行混合。在一些实施例中，金属溶液在搅拌时封端剂加入其中。在某些实施例中，封端剂和金属溶液的混合物可进行搅拌直至澄清和/或无色单相溶液生成。

依照某些实施例，颗粒也可通过向金属-封端剂溶液中加入还原剂制得。适宜的还原剂包括能将溶解在溶液中的金属离子还原成金属颗粒的试剂，在选取的条件下，将从溶液中沉淀出来。说明性还原剂包括，但不限于硼氢化钠、氢化锂铝、氰基硼氢化钠、硼氢化钾、三乙酰氧基硼氢化钠、二乙基二氢铝酸钠、三-或叔丁氧基氢铝酸钠、二氢-双(2-甲氧基乙氧基)铝酸钠、氢化锂、氢化钙、氢化钛、氢化锆、氢化二异丁基铝(DIBAL-H)、硼烷二甲硫醚、亚铁离子、甲醛、甲酸、肼、氢气、异丙醇、苯基硅烷、聚甲基氢硅氧烷、铁氰化钾、硅烷、连二亚硫酸钠、钠汞齐、钠(固体)、钾(固体)、连二亚硫酸钠、亚锡离子、亚硫酸盐化合物、氢化锡、三苯基磷和锌汞汞合金。加入到金属封端剂溶液中的还原剂的准确用量可以改变，但通常还原剂过量加入使得全部溶解金属充分地由带电荷状态转变成不带电荷状态，例如Ag⁺¹转变成Ag⁰。

在一些实施例中，在加入金属封端剂之前，还原剂溶解在溶剂中，然而在其他实施例中，在没有溶解情况下，还原剂加入到金属封端剂溶液中。当溶剂用于溶解还原剂时，溶剂优选无还原性，使得溶剂不被还原剂变更或改变。与还原剂一起使用的说明性溶剂包括，但不限于，四氢呋喃(THF)、N，N-二甲基甲酰胺(DMF)、乙醇、甲苯、庚烷、辛烷和具有6个或更多碳原子的溶剂。鉴于本公开的有益效果考虑，本领域中的技术人员应该能够选择溶解还原剂的适宜溶剂。

依照某些实施例，还原剂和封端剂-金属溶液可被混合或搅拌一段充分时间使还原剂和金属反应。在一些实施例中，搅拌可在室温下进行，而在其他实施例中，搅拌或混合在高温下进行加速还原反应，例如，约30℃或70℃。当采用高温时，预期将温度保持在低于溶剂或溶剂体系的沸点的温度而减少溶剂蒸发的可能性，尽管在一些实施例中，可预期减少溶剂的全部体积。

依照某些实施例，颗粒也可以通过从单相溶液中分离出封端金属颗粒而制得。分离，例如，可以通过注入、离心分离、过滤、过筛或加入另一种液体而发生，封端金属颗粒在另一种液体中是不溶的，例如，萃取。例如，液体，例如甲醇、丙酮、水或极性液体，可加入到有机溶液中得到所加入的金属盐，封端剂和还原剂进入有机溶剂或有机溶剂体系中。在某些实施例中，多次、单独加入的萃取液可加入到该溶液中除去封端金属颗粒。例如，第一次用量的萃取液可被除去、倒出、或者相反从有机溶液中分离出来，另外用量的萃取液可加入到有机溶液中。用于分离金属颗粒的萃取用量的萃取液可根据用于制备封端金属颗粒的溶剂体积进行改变。在一些实施例中，约两次或四次或更多溶剂用于萃取封端金属颗粒，例如，如果金属颗粒在约5升溶剂中制备，然而约20升或更多萃取液可被使用。这会在本领域中技术人员的能力范围内，鉴于本公开的有益效果考虑，选取适宜溶剂和适宜溶剂的用量。

依照某些实施例，封端颗粒可通过使用常规技术例如注入、离心分离、过滤和类似方法从萃取液中分离出来。在一些实施例中，萃取液可被蒸发掉剩下封端颗粒。封端颗粒可被洗涤、按尺寸分类、加热或从萃取液中分离之前、分离过程中或分离之后进行另外处理。在某些实施方案中，萃取液可以，任选与一种或多种溶剂一起使用，用作载液制备墨水，如本文中更详细描述的。

依照某些实施例，封端颗粒可被干燥除去任何残留液体。例如，封端颗粒可在烘箱内干燥，可采用真空装置干燥，或可经过冷冻干燥除去一些残留液体和/或溶剂。干燥、封端颗粒可在室温下任选存储在密封容器内防止水分进入。

依照某些实施例，在墨水中使用颗粒之前，封端颗粒可进行处理除去封端剂。封端剂在反应之后通常留在颗粒表面上，存在封端剂可能是不期望的。例如，预期使用具有最低水平的有机污染物的颗粒，从封端颗粒除去封端剂是有利的。在某些实施方案中，封端颗粒可被处理知道封端剂水平减少至低于以重量计约2％，更尤其减少至低于以重量计约1％，例如，封端剂小于以重量计0.5％或0.1％。

依照某些实施例，本文中公开的颗粒可用于制备合金。在某些实施例中，本文中公开的封端颗粒起到壳的作用，另一种金属或金属合金应起到核的作用。例如，锡-铜合金可用作核，银颗粒(封端或未封端)可起到壳的作用提供SAC合金类型，例如，纳米SAC合金。用于制备合金的精确方法可改变，在某些实施例中，合金可以通过将其他金属(例如Sn²⁺、Cu²⁺等)溶解在未封端银颗粒分散相内。混合物可经过还原或其他步骤制备具有选取性能的合金。在某些实施例中，合金可放置在适宜的溶剂体系中得到适于用在印刷应用中的墨水，例如，喷墨打印应用。

依照某些实施例，制得的颗粒可溶解在溶剂体系中得到选取的性能，例如，适宜的粘度和表面张力，使得使用喷墨打印机可将颗粒打印到基片上。在某些实施例中，选取用量的颗粒分散在载体中制得墨水。精确用量的所选颗粒可改变，通常适宜用量的颗粒(封端的或未封端的)用于制备包括约5wt％的颗粒至约60wt％颗粒的分散相，例如约20wt％-25wt％颗粒的分散相。在实施方案中，封端颗粒被使用，所用封端颗粒的用量可考虑加入封端剂的额外重量而改变。在其他实施例中，充分量的颗粒用于制备预期粘度的分散相。例如，分散相的粘度可根据方法或使用墨水的设备而改变。在实施例中，墨水为了用在旋涂应用中，充分量的颗粒可选取用于制备墨水，其粘度约0.25cPs至约2cPs，更优选约0.5cPs至约1.5cPs，例如，约1cPs。在模式为了用在喷墨打印应用的实施例中，足够量的颗粒可选取制备墨水，其粘度约5cPs至约20cPs，更尤其约7cPs至约15cPs，例如约8cPs-10cPs或8cPs-9cPs。同样地，墨水为了用在旋涂应用中，足够量的颗粒可选取得到表面张力约18dynes/cm至约32dynes/cm，更尤其约20dynes/cm至约28dynes/cm，例如，约24dynes/cm。墨水为了用在喷墨打印应用的实施例中，足够量的颗粒可选取制备墨水，其粘度约4cPs至约50cPs，更尤其约8cPs至约15cPs，例如，约10cPs。这会在本领域中技术人员的能力范围内，鉴于本公开的有益效果考虑，选取适宜溶剂体系赋予墨水所需的性能。

依照某些实施例，墨水载体可能为本文中公开的一种或多种溶剂体系，能以选取方式有效地分散颗粒，例如旋涂、喷墨打印、浆料印刷等。在某些实施例中，载体是包括第一组分和第二组分的溶剂体系。在某些实施例中，第一组分的介电常数小于第二组分的介电常数。在一些实施例中，第一组分基本无极性，20℃下的介电常数小于约4，更尤其小于约3或者小于约2。在某些实施例中，第二组分具有介电常数优选大于约2，更尤其大于约3或约4，但第二组分的介电常数通常大于第一组分的介电常数。

在某些实施例中，第一组分可被选取提供颗粒的分散相。第二组分可被选取提供调节分散相粘度和表面张力的能力。粘度改进剂也可被使用，粘度改性剂溶解在第一组分和第二组分中的一个或者两者中。例如，通常粘度改进剂可被使用，其包括，但不限于，乙二醇、丙二醇或其他多元醇。一经加热，多元醇应该易于分解并蒸发没有危害最终产品的电导率。

依照某些实施例，溶剂体系可包括至少两种溶剂，一种溶剂为几乎非极性分子，例如烃，第二溶剂比第一溶剂极性更强。烃溶剂被采用的实施例中，烃可能是饱和的或不饱和的，可能为直链、支链、环状或呈其他形式。溶剂也可为取代烃，例如，卤烃，或可能为醚(或者为线性或环状的)，呋喃或几乎无极性的其他取代烃。在一些实施例中，几乎无机性分子的第一溶剂可能为苯、甲苯、二甲苯、1，3，5-三甲苯、或环烃，环烃可能包括，例如，一个或多个苯环或饱和或不饱和环烃。鉴于本公开的有益效果考虑，用作本文公开的溶剂体系的第一组分的另外溶剂应容易被本领域中技术人员所选取。

依据某些实施例，溶剂体系也可能包括第二组分，第二组分比第一组分极性更强。第二组分可能为包括至少一个羟基、氨基、磺基、硝基、羰基或其他基团的溶剂。在一些实施例中，第二溶剂可能为醇例如，例如，甲醇、乙醇、2-甲氧基乙醇、丙醇、异丙醇、丁醇、2-丁醇、戊醇、己醇、庚醇、辛醇或松油醇。在其他实施例中，第二溶剂可包括环醇，例如环己醇。在一些实施例中，第二溶剂可能为酮，例如，例如，丙酮、甲乙酮、甲基异戊酮，或甲基异丁基甲酮。仍在其他实施例中，第二溶剂可能包括胺、酰胺基或羧基，任选与一个或多个羟基。在另外的实施例中，第二溶剂可能包括一个或多个-SH基任选与一个或多个羟基。在某些实施例中，第二溶剂可能为二甲基甲酰胺、二甲亚砜，N，N-二甲基乙酰胺、醋酸乙酯、N-甲基吡咯烷酮、嘧啶、四甲基脲、乙酸或水。鉴于本公开的有益效果考虑，用作本文中公开的溶剂的第二组分的另外溶剂应容易被本领域中技术人员所选取。

在某些实施例中，溶剂体系可能包括任何预期比例的第一组分和第二组分的混合物。在某些实施例中，所采用的第一组分和第二组分的用量选取制备墨水，其粘度在印制温度下约为0cPs-12cPs。在其他实施例中，所采用第一组分和第二组分的用量选取制备墨水，其具有表面张力约30dynes/cm-32dynes/cm。第一组分：第二组分的说明性比例是4∶1、3∶1、2∶1、1∶1、1∶2、1∶3、1∶4，任一比例在这些比例之间。

依照某些实施例，溶剂体系可能包括两种或三种溶剂。所用溶剂的精确比例通常取决于墨水的性能。在某些组合中，溶剂的比例被选取制备墨水，墨水符合使用喷墨打印应用的配置。在一些实施例中，溶剂的比例选取得到粘度约10cPs-12cPs和/或表面张力约30-32dynes/cm。这应在本领域中技术人员的能力范围内，鉴于本公开的有益效果考虑，选取适宜比例的恩的用在溶剂体系内的溶剂，该溶剂体系包括三种或更多种溶剂。

依照某些实施例，溶剂体系可被选取使得用于制备高宽比导电图形的墨水在打印温度下具有粘度约10cPs-12cPs。包括粘度约10cPs-12cPs的墨水在喷墨打印应用中尤其有效，例如，例如，采用Spectra或Xaar压电印刷头的那些。在一些实施例中，墨水可包括悬浮在适宜溶剂体系内的封端金属颗粒，例如，甲苯、松油醇、和任选二甲苯的混合物，得到粘度约10cPs-12cPs。在某些实施例中，墨水可能包括封端银颗粒、封端金颗粒、或其混合物。

依照某些实施例，溶剂体系可被选取使得用于制备高宽比导电图形的墨水在印刷温度下具有表面张力约30dynes/cm-32

dynes/cm。包括表面张力约30dynes/cm-32dynes/cm的墨水在喷墨印刷应用中尤其有效，例如，例如，采用Spectra或Xaar压电印刷头的那些。在一些实施例中，墨水可包括悬浮在适宜溶剂体系内的封端金属颗粒，例如，甲苯、松油醇、和任选二甲苯的混合物，得到表面张力约30dynes/cm-32dynes/cm。在某些实施例中，墨水可能包括封端银颗粒、封端金颗粒、或其混合物。

依照某些实施例，本文中公开的墨水具有粘度约10cPs-12cPs和表面张力约30dynes/cm-32dynes/cm。为了获得两种性能，溶剂体系中组分的相对用量可进行调节。此外，或多或少的封端金属颗粒可用于获得墨水的所需粘度和所需表面张力。鉴于本公开的有益效果考虑，本领域中的技术人员应能够调节封端金属颗粒的用量和溶剂体系中的组分获得所需的物理性能。

依照某些实施例，分散性好并且在印刷温度下稳定的墨水可用于制备高宽比导电图形。在某些实施例中，稳定性可通过确定封端金属颗粒是否从溶液中沉淀出来进行评估。预期，悬浮在溶剂体系中的封端金属颗粒利于在印刷过程中将封端金属颗粒转移到基片上。封端金属颗粒的沉淀可导致材料较难从印刷机转移至基片。为了提高墨水的稳定性，一种或多种分散剂可加入到该墨水中。举例说明性分散剂包括，但不限于，Noveox公司销售的Solsperse17000、20000和39000或者BYK公司销售的Disperbyk112、117、1250。

依照某些实施例，墨水在使用之前进行处理。在某些实施方案中，使用之前，墨水可以与染料、其他墨水或其他材料一起混合。在其他实施方案中，使用之前，墨水可被加热，筛选、过滤或类似过程。在某些实施例中，颗粒在加入到溶剂中制备墨水之前可以经过加热、筛选、过滤或类似过程。在某些实施方案中，采用本文中公开的封端颗粒，加热使颗粒结合并形成可高导电线或图形，例如，可用在电路、印制线路板和类似材料中。鉴于本公开的有益效果考虑，将墨水放置在基片上制造预期图形的另外实施方案应容易被本领域中的技术人员选取。采用本文中公开的墨水所制备的制品的说明性应用包括，但不限于，印制电路板、射频识别天线、太阳电池电线、太阳电池连接线、电池电极、和反射表面和反射镜。

依照某些实施例，基片的类型和性质，至少部分，取决于用于生产的所需设备。例如，生产印制电路板的应用中，基片可能为一个或多个处理过或未经处理的半固化片。基片可由多种不同材料组成，包括但不限于，传统硅和聚合基片如，例如，聚乙烯、聚丙烯、聚酰亚胺和聚酯。用于制备和提供良好结合性的电子组件的这些基片是相对便宜的。基片可包括增强纤维或晶须，可包括玻璃、添加剂、泡沫塑料、阻燃剂和其他材料而赋予基片预期性能。

在墨水进行加热的实施方案中，加热通常采用热板、烘箱(高温循环烘箱，回流炉、红外炉等)、激光加热或其他方法和设备来完成，这种设备能提高颗粒扩散或墨水的温度。在某些实施例中，墨水可加热到至少约250℃维持10-60秒，例如，250℃维持30秒。在其他实施例中，程序升温可被执行使得墨水在第一温度下加热一段选取时间，在第二温度下加热一段选取时间。例如，墨水可在约110℃-130℃下加热10-30秒，例如，在120℃下加热20秒，第二升温步骤于250℃-300℃下加热10-60秒，例如，在280℃加热20秒。加热后，颗粒和墨水可进行其他处理步骤。

依照某些实施例，本文中公开的墨水可与处理墨水的适宜设备一起使用。尽管将墨水布置在基片上的正确方法不是关键性的，无压印刷设备，例如，例如，喷墨打印机，可用于将墨水印制到基片上。在喷墨打印机被采用的实施方案中，喷墨打印机包括保存墨水的墨水槽或墨盒。墨盒与打印头成流体连通，通常包括一系列喷嘴，这些喷嘴将墨水喷涂在基片上。喷墨打印机也可包括将打印头移动到预期位置上的适宜发动机。一个或多个带子或链可将发动机连接打印头。喷墨打印机可包括稳定杆或支架在打印过程中稳定打印头。适于使用的说明性喷墨打印机包括，但不限于，那些使用或配置成使用Spectra或Xaar销售的压电打印头。鉴于本公开的有益效果考虑，本领域中的技术人员应能够容易选取其他适宜的喷墨打印机应。

在某些实施方案中，一个或多个设备被提供，这种设备包括至少一个采用本文中公开的方法制备的导线或图形。在某些实施例中，该设备可能为太阳电池上的外部电极、等离子显示器印制电路板、太阳电池连接线、电路或受益于高度确定的导线或导电图形的其他设备。

依据某些实施例，包括介电基片并具有布置在绝缘基片上的至少一个高宽比导电图形的印制电路板被公开。在某些实施例中，印制电路板包括在一个面或两个面上具有电导体(例如，布线层)的绝缘基片。部分或全部导体可包括高宽比的导电图形。在某些实施例中，电导体可构造成具有预先确定的图形，具有，部分，或全部的电导体，电导体采用本文中公开的方法构造成型。在采用多个电导体的实施例中，导体可彼此电连接。在一些实施例中，绝缘基片包括玻璃布或玻璃无纺布例如，例如，举例说明性玻璃布和本文中讨论的玻璃无纺布。

依据某些实施例，本文中公开的高宽比导电图形可布置在一个或多个半固化片上。半固化片通常包括基片(例如纺布基片或无纺布基片)例如玻璃、石英、聚酯、聚酰胺、聚丙烯、纤维素、尼龙或腈纶，低介电性单向带、或纺布或无纺布交织纤维。适宜的低介电性纤维布包括高强度纤维布例如玻璃纤维布、陶瓷纤维布和芳纶纤维布，这些是市场有售的。在某些实施例中，半固化片可能具有纤维定向一致性。半固化片可与一种组合物一起注入，例如阻燃剂，这种半固化片可采用加热和加压进行处理。半固化片可在配置高宽比导电图形之前进行处理，或者在配置高宽比导电图形之后进行处理。在某些例子中，可预期不处理半固化片。现参照图5，半固化片500包括具有高宽比导电图形的通常平行的基片510，高宽比导电图形布置在基片510上或基片510内。在图5中，尽管如本文中讨论的，高宽比导电图形520显示成一条线，其他形状和构造可实现，例如半圆高宽比导电图形530。基片510的厚度可改变，在某些实施例中，基片约1mil至15mil厚，更尤其，约1mil至约10mil厚，例如，约2-9mil、3-8mil、4-7mil或5-6mil厚。鉴于本公开的有益效果考虑，本领域中的技术人员应能够选取适宜厚度的半固化片基片。

依照某些实施例，导电图形520和530可采用本文中公开的任何方法布置在基片510上。在某些实施例中，导电图形可采用喷墨打印或其他适宜设备和方法进行布置。

依照某些实施例，提供了包括本文中公开的一个或多个组合物的印制电路板。印制电路板的实施例包括在基片的一个面或两个面上具有电性导电层(例如，布线层)的绝缘基片。在一些实施例中，电性导电层加工成具有预先确定图形。在采用多个电性导电层的实施例中，层彼此之间电连接。绝缘基片的确切性质可改变，绝缘基片的示范材料包括但不限于玻璃、纺布和无纺布、能够接受本文中公开的一个或多个组合物的其他适宜材料。

几个特殊实施例在下文被公开便于更好地理解本文中描述的技术。在下面公开的所有实施例中，除非另外指出，所有配方球磨48小时，得到几个星期无明显沉淀的稳定分散相颗粒。

实施例1

一批银颗粒通过向200毫升(mL)乙二醇中加入108g硝酸银制得，硝酸银浓度为3.2摩尔/升。全部200mL溶液加入到1500mL乙醇中，向1500mL乙醇中加入2750mL甲苯为了得到单相混合物(得到乙醇∶甲苯＝1∶1.83的混合物)。

在第一反应中，318.7g十六胺加入到单相混合物中，搅拌后保持单相。向该澄清溶液中逐滴加入作为还原剂的250mL含有氢硼化钠的N，N-二甲基甲酰胺溶液(11.349g氢硼化钠溶解在250mLN，N-二甲基甲酰胺中)形成体积约4.7升的黑黄褐色溶液。反应混合物在22℃下搅拌30分钟，加入20L甲醇或20L乙醇萃取出封端银颗粒。封端颗粒经分液漏斗除去，采用RousseletRobatclRC20离心分离机以500rpm离心分离30分钟。封端颗粒在真空装置中干燥得到纳米晶体封端银颗粒的自由流动粉末，其具有约18％的十六胺。

在第二反应中，24g十二胺加入到单相混合物中，搅拌后保持单相。向该澄清溶液中逐滴加入作为还原剂的250mL含有氢硼化钠的N，N-二甲基甲酰胺溶液(11.349g氢硼化钠溶解在250mLN，N-二甲基甲酰胺中)形成体积约4.7升的黑黄褐色溶液。反应混合物在22℃下搅拌30分钟，加入20L甲醇或20L乙醇萃取出封端银颗粒。封端颗粒经分液漏斗除去，采用RousseletRobatclRC20离心分离机以500rpm离心分离30分钟。封端颗粒在真空装置中干燥得到纳米晶体封端银颗粒的自由流动粉末，其具有约8％的十二胺。每个封端颗粒样品分散在甲苯中，采用Hewlett-PackardUV-可见分光光度计(型号No.：HP8452A)和1cm路径长度比色管观察到409-416nm处清晰的吸收。409-416nm处吸收的吸收光率是纳米晶体银的特征吸收。

实施例2

根据金属颗粒特殊用途的应用，使用不同的加载速率。下列加载速率用于制备颗粒。括号内是用于从单相溶液中萃取金属颗粒的液体。

样品	加载百分比(％)
		Ag-HAD(甲醇ppt)	18.69
Ag-HAD(丙酮ppt)	2.63
		Ag-DDA(甲醇ppt)	7.35
Ag-DDA(丙酮ppt)	2.50

实施例3

采用实施例1中描述的方案和改变十六胺的加载速率来制备封端颗粒。制备的颗粒具有以重量计18％或8％的十六胺。由Sigma-Aldrich公司购得的市售粉末(尺寸70nm)和由行业供应商(Nanodynamics，Inc.ofBuffalo，NY)购得的40nm粉末(类型3)与两个颗粒样品一起测试。

图5显示采用三种材料制备的三种不同薄膜的热重分析。类型1材料涂上18％HAD，类型2涂上8％HAD，类型3是市场上购得的具有2％的有机膜的粉末。将所选材料中的一种混合或分散在甲苯(以重量计约6％的溶液)中制备三种不同银墨水。以相同条件经过旋涂墨水在玻璃上制备薄膜。带有湿膜的玻璃基片在200℃下加热100秒。一经加热HAD，溶剂分解并蒸发得到银颗粒的表面。这种颗粒易于并完全结合，由具有18％的HAD涂层的银颗粒构成的墨水制备薄的银色亮膜。由具有8％的HAD涂层的银纳米粉末构成的墨水和市场购得的粉末构成的墨水制备黑且疏松浅灰色膜。

薄膜的电导率通过常规4点探针仪进行测量(LucasLabsmodelPro4)。由18％HAD涂覆的纳米粉末构成的薄膜制备出具有电导率范围在30-40*10⁴S/cm的高导电薄膜，仅稍微低于本体银的电导率(～62*10⁴S/cm)。薄膜对玻璃基片也具有非常好的粘附性，易于通过胶带测试和划痕试验，这些测试通常用于评估粘结性能(2002年8月10日ASTMD3359-02)

实施例4

依据上面实施例1制备的金属颗粒可分散在甲苯中制备墨水。在一个例子中，金属颗粒可分散在甲苯中得到以重量计20％的颗粒并且溶液粘度约1cPs。墨水可采用旋涂法用在基片上，例如，或可用在旋涂应用中。颗粒可能为本文中公开的银或金颗粒或其他说明性金属。

实施例5

依据上面实施例1制备的金属颗粒可分散在IsoParG溶剂中制备墨水。在一个例子中，金属颗粒可分散在IsoParG溶剂中得到以重量计20％的颗粒并且溶液粘度约1cPs。墨水可采用旋涂法用在基片上，例如，或可用在旋涂应用中。颗粒可能为本文中公开的银或金颗粒或其他说明性金属。

实施例6

依据上面实施例1制备的金属颗粒可分散在有机溶剂混合物中制备墨水。在一个例子中，金属颗粒可分散在甲苯/lsoparL溶剂/IsoparV溶剂(比例1∶2∶8)中得到以重量计20％的颗粒并且溶液粘度约8cPs-9cps。墨水可采用喷墨打印设备和方法用在基片上，例如，或可用在喷墨应用中。颗粒可能为本文中公开的银或金颗粒或其他说明性金属。

实施例7

依据上面实施例1制备的金属颗粒可分散在有机溶剂混合物中制备墨水。在一个例子中，金属颗粒可分散在甲苯/IsoparV溶剂(比例1∶2)和以重量计3％的聚异丁烯中得到以重量计20％的颗粒并且溶液粘度约8cPs-9cPs。墨水可采用喷墨打印设备和方法用在基片上，例如，或可用在喷墨应用中。颗粒可能为本文中公开的银或金颗粒或其他说明性金属。

实施例8

依据上面实施例1制备的金属颗粒可分散在有机溶剂混合物中制备墨水。在一个例子中，金属颗粒可分散在甲苯/IsoparV溶剂(比例1∶1)中得到以重量计80％的颗粒。墨水可采用浆料印刷方法用在基片上，例如，或可用在浆料印刷应用中。颗粒可能为本文中公开的银或金颗粒或其他说明性金属。

实施例9

几种墨水通过将封端银颗粒加入甲苯中制备得到。用在墨水中的每一个封端银颗粒采用实施例1的方案制备，除非另外指出，用甲醇萃取一次。不同的墨水显示在下表中。墨水B中的银颗粒用甲醇洗涤两次，墨水C中的银颗粒采用丙酮萃取2次。墨水F和G由市场购得的银纳米颗粒制得。尤其，墨水F和G将银颗粒分散在甲苯中，重量比1∶5。墨水在制备薄膜之前超声处理60分钟。墨水F由Aldrich粉末(Cat#57683-2)制得，墨水G采用Nanodynamics产品名为NDSilver(Lot#31-0048)制得。

墨水	封端剂	封端剂用量(％)
			墨水A	十六胺	18
墨水B	十六胺	12-14
			墨水C	十六胺	2-3
墨水D	十二胺	8
			墨水E	辛胺	5-6
墨水F(商业产品1)	NA	4
			墨水G(商业产品2)	NA	0.5

每个墨水用在旋涂方法中加工成薄膜。为了加工成薄膜，每个墨水在加热板上于250℃下加热30秒。加热之后，每种墨水采用购于ChematTechnology(Northridge，CA)的KW-4A旋转涂敷仪旋涂到玻璃基片上。涂覆方法设计以600rpm涂覆9秒，然后以1000rpm涂覆30秒。每个膜的性能在下面列出。粘结性采用胶带测试依据2002年8月10日ASTMD3359-02进行测试。每个膜的电阻系数采用4-点探针进行测量(LucasLabs)。

墨水	薄膜描述	粘结性	电阻系数(μΩ×cm)
				墨水A	亮、光滑并均匀(图6A)	非常好，通过胶带测试	3-4
墨水B	亮、不平带有针孔(图6B)	好	3-4
				墨水C	不成膜		∞
墨水D	亮、不平、无数针孔(图6C)	差	20-30
				墨水E	不成膜、加热碎裂		∞
墨水F	不成膜、出现灰色团聚		∞
					不成膜

实施例10

制备包括下列材料的组合物：使用十六胺封端(按照实施例1中描述的方法制备)的足够量的纳米银分散在溶剂体系中得到分散相内以重量计20％的涂覆有十六胺的纳米银，该溶剂体系包括1份甲苯、4份松油醇和4份二甲苯。

分散相的表面张力和粘度进行测量。采用Fisher的毛细表面张力仪器测量表面张力。采用布氏数字粘度计DV-II测量粘度。表面张力为30dynes/cm，粘度为10cPs。

实施例11

制备包括下列材料的组合物：使用十六胺封端(按照实施例1中描述的方法制备)的足够量的纳米银分散在溶剂体系中得到分散相内以重量计20％的涂覆有十六胺的纳米银，该溶剂体系包括4份甲苯、1份松油醇、4份二甲苯和0.1g/L乙二醇。

分散相的表面张力和粘度按照实施例10中描述的方法进行测量。表面张力为32dynes/cm，粘度为14cPs。

实施例12

制备包括下列材料的组合物：使用十二胺封端(按照实施例1中描述的方法制备)的足够量的纳米银分散在溶剂体系中得到分散相内以重量计20％的涂覆有十二胺的纳米银，该溶剂体系包括4份丁醇和1份甲苯。分散相的表面张力和粘度按照实施例10中描述的方法进行测量。表面张力为30dynes/cm，粘度为10cPs。

当介绍本文中公开的实施例的元素时，冠词“a”、“an”、“the”和“所述”是为了指出有一个或多个元素。术语“包括”、“包含”和“具有”是为了不限制并且指出可能的其他元素而非列出的元素。鉴于本公开的有益效果考虑，本领域中的技术人员应认识到，实施例的不同组分可相互交换或被其他实施例中的不同组分替换。

尽管某些方面、实施例和实施方案在上面进行了描述。鉴于本公开的有益效果考虑，本领域中的技术人员应认识到，对公开的说明性方面的添加、替换、修正、和更改是有可能的。

Claims (21)

1.一种在基片上制备高宽比导电图形的方法，该方法包括：

使用基片上的第一支撑体层以形成具有有效高度的固体支撑体规定的间隔；

布置包括金属纳米颗粒墨水的第一导电材料层以填充固体支撑体的规定间隔；

在第一支撑体层上使用第二支撑体层以增加由固体支撑体规定间隔的有效高度；

布置包括金属纳米颗粒墨水的第二导电材料层以达到由固体支撑体规定间隔的有效高度；以及

除去固体支撑体的第一和第二支撑体层以提供高宽比导电图形，其中高宽比导电图形的第一尺寸比第二尺寸至少大5倍。

2.根据权利要求1所述的方法，其中布置步骤包括将封端金属颗粒布置在固体支撑体的间隔之间。

3.根据权利要求1所述的方法，进一步包括在除去固体支撑体之前固化基片。

4.根据权利要求1所述的方法，进一步包括在除去固体支撑体之后固化基片。

5.根据权利要求1所述的方法，其中去除步骤包括剥离固体。

6.根据权利要求1所述的方法，其中去除步骤包括加热基片。

7.根据权利要求1所述的方法，进一步包括在移除固体支撑体之前烧结高宽比导电图形。

8.根据权利要求1所述的方法，其中第一和第二导电材料层包括具有散布在溶剂体系中的封端金属颗粒的墨水。

9.根据权利要求8所述的方法，其中所述的封端金属颗粒包括选自银、金、铜、镍、铂、钯、和铁组成的组的一种或多种成分。

10.根据权利要求1所述的方法，其中高宽比导电图形提供厚度范围为0.001mm至0.1mm。

11.根据权利要求1所述的方法，其中固体支撑体规定的间隔包括支撑体线的系统。

12.一种制备印制电路板的方法，包括：

将导电材料的第一层布置在半固化片上规定间隔的固体支撑体内；

增加固体支撑体的规定间隔的有效高度；

将导电材料的第二层布置在规定间隔内以达到所增加的有效高度；以及

去除半固化片上固体支撑体以提供高宽比导电图形，其中高宽比导电图形的第一尺寸比第二尺寸至少大5倍。

13.根据权利要求12所述的方法，进一步包括热处理半固化片，该半固化片具有至少一个被布置的高宽比导电图形。

14.根据权利要求13所述的方法，其中热处理在固体支撑体被去除之后进行。

15.根据权利要求13所述的方法，其中热处理在固体支撑体被去除之前进行。

16.一种采用打印机在基片上印制所需厚度的导电图形的方法，该方法包括：将固体支撑体材料布置在打印机的第一槽内；

将墨水布置在打印机的第二槽内；

在基片上从第一槽内用固体支撑体材料印制支撑体线；

在基片上从第二槽内用墨水在支撑体线之间印制导电图形；以及

在基片上用固体支撑材料和墨水交替印制以连续地增加支撑体线的有效高度和导电图形的有效高度，直至在基片上达到所需的导电图形的厚度。

17.根据权利要求16所述的方法，进一步包括从基片去除被布置的固体支撑材料。

18.根据权利要求16所述的方法，进一步包括烧结所述高宽比导电图形。

19.根据权利要求16所述的方法，其中所述墨水包括散布在溶剂体系中的封端金属纳米颗粒。

20.根据权利要求19所述的方法，其中所述的封端金属纳米颗粒包括选自银、金、铜、镍、铂、钯、和铁组成的组的一种或多种成分。

21.根据权利要求19所述的方法，其中所需的导电图形的厚度在范围为0.001mm至0.1mm之内。