CN108943527A - 一种改善金属有机物分解型银墨水结合强度的方法 - Google Patents

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周艺聪
姚日晖
陶瑞强
陈建秋
杨财桂
章红科
周尚雄
袁炜健
彭俊彪
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Abstract

本发明属于光电材料技术领域，公开了一种改善金属有机物分解型银墨水结合强度的方法。所述方法为：将基底超声清洗并烘干，然后在室温下通过喷墨打印的方法将MOD型银墨水图形化，形成液态银薄膜，最后在热台上以180～200℃固化10～20min，得到银薄膜。本发明的方法通过调节热固化工艺参数，促使银颗粒与玻璃衬底产生一定程度的互融或渗透，从而增强MOD型银墨水形成的薄膜与玻璃衬底的结合强度。本发明方法不需要改变银墨水的配方和调节银墨水性质，简单易行，减少了时间和材料成本。

Description

一种改善金属有机物分解型银墨水结合强度的方法
技术领域
本发明属于光电材料技术领域，具体涉及一种改善金属有机物分解型银墨水结合强度的方法。
背景技术
金属有机物分解型银墨水(Metal-Organic decomposition silver ink，简称MODsilver ink)，是一种被广泛应用于制备导电薄膜的银墨水，其主要是通过银化合物的分解反应产生银纳米颗粒，从而形成导电银薄膜。
由于MOD型银墨水主要由银化合物和有机溶剂组成，固化后银化合物分解产生金属银纳米颗粒，从而形成银薄膜。而热固化时有机溶剂的剧烈挥发会产生的大量气泡从底部排出到表面，导致固化后银薄膜中存在大量气孔，这会导致银薄膜与衬底之间接触面积变小，结合强度下降。此外，MOD型银墨水中不含高沸点粘结剂和有机包覆材料，这使得其固化后得到的银薄膜与衬底的结合不如颗粒型银墨水那么可靠。
而解决这类问题常见的方法为改变银墨水的成分，加入表面活性剂、粘结剂，或者使用较高沸点溶剂、多元溶剂体系等等。而这些方法的实施过程较为繁琐，理论和原理十分复杂，增加了工艺所需时间和成本，而且会明显地使银薄膜的导电性能恶化。
发明内容
针对以上现有技术存在的缺点和不足之处，本发明的目的在于提供一种改善金属有机物分解型银墨水结合强度的方法。该方法通过调节热固化工艺参数来提高金属有机物分解型银墨水的结合强度，以获得与玻璃衬底可靠结合的银薄膜，并将其应用于制备金属导电电极。
本发明目的通过以下技术方案实现：
一种改善金属有机物分解型银墨水结合强度的方法，包括如下步骤：
(1)将基底超声清洗并烘干；
(2)室温下通过喷墨打印(inkjet printing)的方法将MOD型银墨水图形化，形成液态银薄膜；
(3)在热台上以180～200℃固化10～20min，得到银薄膜。
优选地，步骤(1)中所述的基底是指玻璃基底。
优选地，步骤(2)中所述MOD型银墨水的固含量为15％，粘度为9～15cps，表面张力为30～32dynes/cm，采用的溶剂为乙醇，推荐烧结温度为130℃～150℃，参考电阻率为4.2μΩ·cm。
优选地，步骤(3)中所述固化温度为200℃，固化时间为20min。
本发明的方法具有如下优点及有益效果：
(1)本发明的方法通过调节热固化工艺参数，促使银颗粒与玻璃衬底产生一定程度的互融或渗透，从而增强MOD型银墨水形成的薄膜与玻璃衬底的结合强度。
(2)本发明方法不需要改变银墨水的配方和调节银墨水性质，简单易行，减少了时间和材料成本。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。
实施例1
(1)将长宽1cm×1cm、厚约0.7mm的玻璃片基底依次经异丙醇、四氢呋喃、碱性清洗液、去离子水第一遍、去离子水第二遍、异丙醇清洗，每步都用超声波清洗器震荡5～10min。然后将清洗过的基底放入烘箱中，在80～85℃下烘干。
(2)用打印机(Dimatix DMP-2800打印机)采用TEC-IJ-010MOD溶液型银墨水(从韩国InkTec公司购买；固含量为15％，粘度为9～15cps，表面张力为30～32dynes/cm，采用的溶剂为乙醇，推荐烧结温度为130℃～150℃，参考电阻率为4.2μΩ·cm)在步骤(1)清洗烘干后的基底上打印预设图形，其中打印参数的设置为：喷头与基底间距1000μm，墨滴间距25μm，基底温度50～55℃，喷头温度50～55℃。
(3)将步骤(2)喷墨打印预设图形后的衬底置于热台上以160℃分别固化3min、10min、20min，得到银薄膜。
用胶带法测试本实施例所得银薄膜的脱落率，结果为：固化3min时，银薄膜脱落率为65.63％；固化10min时，脱落率为71.88％；固化20min时，脱落率为98.44％。
实施例2
(1)将长宽1cm×1cm、厚约0.7mm的玻璃片基底依次经异丙醇、四氢呋喃、碱性清洗液、去离子水第一遍、去离子水第二遍、异丙醇清洗，每步都用超声波清洗器震荡5～10min。然后将清洗过的基底放入烘箱中，在80～85℃下烘干。
(2)用打印机(Dimatix DMP-2800打印机)采用TEC-IJ-010MOD溶液型银墨水(从韩国InkTec公司购买；固含量为15％，粘度为9～15cps，表面张力为30～32dynes/cm，采用的溶剂为乙醇，推荐烧结温度为130℃～150℃，参考电阻率为4.2μΩ·cm)在步骤(1)清洗烘干后的基底上打印预设图形，其中打印参数的设置为：喷头与基底间距1000μm，墨滴间距25μm，基底温度50～55℃，喷头温度50～55℃。
(3)将步骤(2)喷墨打印预设图形后的衬底置于热台上以180℃分别固化3min、10min、20min，得到银薄膜。
用胶带法测试本实施例所得银薄膜的脱落率，结果为：固化3min时，银薄膜脱落率为70.31％；固化10min时，脱落率为37.50％；固化20min时，脱落率为35.94％。
实施例3
(1)将长宽1cm×1cm、厚约0.7mm的玻璃片基底依次经异丙醇、四氢呋喃、碱性清洗液、去离子水第一遍、去离子水第二遍、异丙醇清洗，每步都用超声波清洗器震荡5～10min。然后将清洗过的基底放入烘箱中，在80～85℃下烘干。
(2)用打印机(Dimatix DMP-2800打印机)采用TEC-IJ-010MOD溶液型银墨水(从韩国InkTec公司购买；固含量为15％，粘度为9～15cps，表面张力为30～32dynes/cm，采用的溶剂为乙醇，推荐烧结温度为130℃～150℃，参考电阻率为4.2μΩ·cm)在步骤(1)清洗烘干后的基底上打印预设图形，其中打印参数的设置为：喷头与基底间距1000μm，墨滴间距25μm，基底温度50～55℃，喷头温度50～55℃。
(3)将步骤(2)喷墨打印预设图形后的衬底置于热台上以200℃分别固化3min、10min、20min，得到银薄膜。
用胶带法测试本实施例所得银薄膜的脱落率，结果为：固化3min时，银薄膜脱落率为70.31％；固化10min时，脱落率为60.94％；固化20min时，脱落率为14.06％。
由以上结果可知，固化温度200℃，固化时间20min为较理想的热固化工艺参数，该固化参数下的MOD型银墨水热固化后银薄膜与玻璃衬底的脱落率分别比160℃和180℃的最低脱落率降低了75.58％和60.88％。本发明通过调节热固化工艺参数，促使银颗粒与玻璃衬底产生一定程度的互融或渗透，从而增强MOD型银墨水形成的薄膜与玻璃衬底的结合强度。本方法不需要重新设计导电墨水配方，或调节银墨水性质，简单易行，减少了时间和材料成本。
上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其它的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种改善金属有机物分解型银墨水结合强度的方法，其特征在于包括如下步骤：
(1)将基底超声清洗并烘干；
(2)室温下通过喷墨打印的方法将MOD型银墨水图形化，形成液态银薄膜；
(3)在热台上以180～200℃固化10～20min，得到银薄膜。
2.根据权利要求1所述的一种改善金属有机物分解型银墨水结合强度的方法，其特征在于：步骤(1)中所述的基底是指玻璃基底。
3.根据权利要求1所述的一种改善金属有机物分解型银墨水结合强度的方法，其特征在于：步骤(2)中所述MOD型银墨水的固含量为15％，粘度为9～15cps，表面张力为30～32dynes/cm，采用的溶剂为乙醇，烧结温度为130℃～150℃，电阻率为4.2μΩ·cm。
4.根据权利要求1所述的一种改善金属有机物分解型银墨水结合强度的方法，其特征在于：步骤(3)中所述固化温度为200℃，固化时间为20min。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN106229259A (zh) * 2016-08-13 2016-12-14 华南理工大学 一种薄膜晶体管印刷电极的制备方法

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Non-Patent Citations (2)

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刘全香: "《信息记录材料（第二版）》", 30 November 2014, 印刷工业出版社 *
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