噴墨列印製作導電線路的幾種技術路徑

2020-11-24 騰訊網

文章來源微信公眾號：柔性電子服務平臺（ID：rouxingdianzi）

原創作者：Summer

01列印銀電路

目前適合噴墨列印的成熟材料體系是基於金屬銀的導電墨水，銀墨水有以下幾種選擇：

1、最推薦的是使用銀前驅體的墨水。優點：純溶液形態，堵頭風險很低，可以極大的提高噴頭的使用壽命。存在的問題有：a、列印的單層電路厚度較薄（100nm左右），電阻偏大，方阻在1Ω/□左右。雖然可以通過多層列印來降低電阻，但多層列印會導致線寬變寬；b、列印完成後，需要高溫燒結還原，大約120℃左右。

2、其次是銀納米顆粒墨水。銀納米顆粒墨水的優勢：固含量較高，列印電阻較低。但存在的問題是：a、即便是墨水分散較好，銀納米顆粒粒徑均勻，長時間使用也會存在顆粒沉降或團聚的現象，從而增加造成堵頭的概率。b、銀納米顆粒分散液的成本較高，燒結溫度大約100℃左右。

3、還有一種是免燒結的銀納米顆粒墨水。優勢：無需退火處理，列印完成以後就可以導電。存在的問題是：a、需要配合特殊基底才能實現免燒結的效果；b、特殊基底上溶液型墨水中主體成分會隨著溶劑一起滲透到基底內部，因此不合適做多層器件。

圖1 銀電路

02列印銅線路

銅線路的電阻更低，成本也低，而且性能穩定，適合焊接，是現在FPC最常用的導電材料。但噴墨列印銅墨水存在一個繞不開的問題，銅納米顆粒容易氧化，在製備銅墨水時需要做包裹保護。即便如此，銅墨水在列印完成後必須快速燒結才能避免氧化，一般都藉助昂貴的光子燒結設備來完成快速燒結過程。除了直接列印銅墨水來製作導電線路以外，用另外的方法也可以實現銅線路的噴墨列印製備，方法主要有兩種：

1、在PI-Cu膜上列印圖案化的阻蝕層，然後再經過簡單蝕刻和去膠就可以實現銅線路的快速製備，和商用FPC的性能無大的差別，可以焊接晶片和元器件。

2、加成法，先在基底上列印圖案化的催化劑，然後在通過化學方法在催化劑區域沉積銅，得到銅線路，加成法得到的銅線路的表面粗糙度和緻密性以及附著力方面會略差。

圖2 銅線路

03列印導電聚合物或一維/二維材料

這類材料導電性較差，且普遍存在分散不均勻，堵塞噴頭概率極大，不推薦。

04液態金屬電路

液態金屬的導電性較好，也可以製備可拉伸電路，但最適合的製備方法是直寫工藝。如果要使用噴墨列印工藝的話，需要將液態金屬造粒和包裹，列印完成後需要通過物理或化學方法去掉表面的氧化層和包裹層實現導通，該方法難度較大，效果一般，不做推薦。

此篇文章為原創，未經許可請勿轉載

相關焦點

  • 導電油墨3D列印PCB的優勢與不足
    導電油墨的優勢與不足在3D列印電子產品中使用導電油墨的主要優勢在於它的靈活性。它們可以很容易地沉積於各種平面和非平面的基材上。導電油墨是可以適用於噴墨或氣溶膠噴射列印。沉積於基板上的效果是決定這種油墨是不是合適的。
  • 萬物互聯——柔性RFID之噴墨列印
    RFID又被稱為無線射頻識別技術，該技術可以通過無限信號進行目標物體的自動識別，並且通過讀取器與目標物體進行數據的傳輸與交換。作為自動識別技術中的佼佼者，RFID在未來物聯網領域具有非常廣闊的應用前景。　　基本的RFID系統由兩部分構成:問答器和應答器。問答器主要用於信息的錄入和採集，而應答器則是通常所說的RFID標籤，主要用來進行信息的存儲於交換。
  • 噴墨商用25周年 回味噴墨列印的歷史(全文)_噴墨印表機_辦公列印...
    到了上世紀八十年代中期，噴墨列印領域，以惠普、佳能、IBM為第一陣營的熱發泡列印技術開始逐漸成熟起來，愛普生還在攻堅微壓電列印技術。當然，那個時期列印技術還是新技術，是朝陽產業，所以參與其中的企業很多，這幾個只是到今天依舊還有列印設備的企業而已，很多企業都已經退出了這個領域。
  • 導電「油墨」列印再升級,想要多大打多大
    sciencedaily.com網站4月17日報導，《自然通訊》雜誌發文稱，愛爾蘭德雷克塞爾大學和三一學院的研究人員利用二維導電材料MXene，製造了可用於噴墨列印的「導電墨水」。這種導電墨水可以用於列印包括超級電容器在內的任意尺寸或形狀的柔性儲能元件。
  • 導電「油墨」列印柔性儲能元件,想要多大打多大
    德雷克塞爾大學和三一學院的研究人員開發的導電油墨，可用於噴墨列印儲能設備。sciencedaily.com網站4月17日報導，《自然通訊》雜誌發文稱，愛爾蘭德雷克塞爾大學和三一學院的研究人員利用二維導電材料MXene，製造了可用於噴墨列印的「導電墨水」。這種導電墨水可以用於列印包括超級電容器在內的任意尺寸或形狀的柔性儲能元件。導電油墨技術已經誕生近10年，它背後的市場估值高達數億美元。
  • 噴墨列印技術背後的波形淺析
    依稀記得前段時間的重磅新聞，京東方成功研製中國首款採用噴墨列印技術的55英寸4K超高清OLED顯示屏，此次為該領域的一項重大突破。噴墨列印技術生產OLED顯示屏可以極大提高有機材料的利用率，京東方上述這款顯示屏材料利用率能達到90%，同時還能有效降低成本，實現更好的畫質表現，尤其在大尺寸OLED領域具有很好的應用前景。
  • 導電聚合物「升維」製造3D列印迎來新突破
    導電聚合物在儲能、柔性電子、生物醫藥等多個領域具有重要應用前景。當前導電聚合物的加工主要依賴於噴墨印刷、絲網印刷和光刻技術等技術。這些加工技術工藝複雜、成本高，限制了導電聚合物的快速創新及廣泛應用。團隊表示，這些導電聚合物可以較為輕易地作為塗料均勻噴塗在觸控螢幕表面。但現有的製造工藝難以實現高精度大面積的二維圖案，通過 3D 列印製造複雜三維結構更是從未實現過。據介紹，現有針對導電聚合物的加工技術包括：電子束蝕刻(electron beam lithography)、噴墨列印以及類似絲網印刷的方式。
  • 將導電聚合物做成牙膏狀,MIT 用3D列印製作腦機界面電極
    3D 列印技術日益發達，已不再只能做出塑膠小玩具，3D 列印技術不僅能幫助重工業、電子產業大量設計、製造消費品材料，近期技術更進一步突破。麻省理工學院團隊成功研發一款3D 列印材料，讓本身具有導電性質的材料可以被保留在列印物上，未來可能被運用在腦機界面（brain-machine interface）技術，取代現有的金屬制植入式電極探頭，也證明了3D 列印材料上的更多可能性。
  • 【乾貨】石墨烯導電油墨——21世紀革命性的印刷材料!
    製備出的石墨烯油墨濃度高、穩定性好，且其流體特徵符合噴墨列印技術要求。Secor 等人使用EC 作為連結劑，先在乙醇溶液中液相剝離石墨製備石墨烯，並將質量分數為2.4%的石墨烯/EC加入環己酮和松油醇的混合溶劑（環己酮和松油醇質量比為85∶15）中製成導電油墨，室溫下石墨烯/ EC 的絮凝即可去除多餘的EC 和溶劑。
  • RFID標籤天線製備技術
    網版印刷的墨層厚度最多可以達到100um，是柔印、膠印和凹印的幾倍，這對於用導電油墨印刷標籤天線是十分有利的。在實際印刷電路生產中，墨層厚度的要求一般在8～12um，其乾燥則可以採用UV，IR及熱風等方式來完成。
  • 3D列印導電聚合物
    3D列印導電聚合物3D Printing of Conducting Polymers導電聚合物在儲能、柔性電子、生物電子等領域有著廣泛的應用前景。然而，導電聚合物的製備主要依靠傳統方法，如噴墨印刷、絲網印刷和電子束光刻，其局限性阻礙了導電聚合物的快速創新和廣泛應用。
  • 導電油墨技術與產品應用方向
    顧名思義，導電油墨就是會導電的油墨，油墨經過將樹脂原料於有機溶劑溶解後，於製程中添加大量導電粒子加以製作成油墨型態產品，使用導電油墨經特殊加工製程，可將電路、導電線路利用印製方式形成電路，新成分與製法的導電油墨甚至可以製作超細線路或是製作替代天線用途的特殊電路。
  • 噴墨列印高倍率3D微電容器
    常用的微型電容器製備方法通常有光刻法、雷射直寫/刻蝕、3D列印以及模板法等，儘管近年來進展斐然，但同時也有很多缺點。本文作者利用 石墨烯的乾式自組裝 特性，利用 噴墨列印 的方法進行 高倍率微電容器 的製造。
  • RFID技術及其標籤有怎樣的新工藝
    網版印刷的墨層厚度最多可以達到100um，是柔印、膠印和凹印的幾倍，這對於用導電油墨印刷標籤天線是十分有利的。在實際印刷電路生產中，墨層厚度的要求一般在8～12um，其乾燥則可以採用UV，IR及熱風等方式來完成。
  • RFID技術及其標籤生產新工藝詳解
    網版印刷的墨層厚度最多可以達到100um，是柔印、膠印和凹印的幾倍，這對於用導電油墨印刷標籤天線是十分有利的。在實際印刷電路生產中，墨層厚度的要求一般在8～12um，其乾燥則可以採用UV，IR及熱風等方式來完成。
  • RFID技術及其標籤有什麼新改進的地方
    網版印刷的墨層厚度最多可以達到100um，是柔印、膠印和凹印的幾倍，這對於用導電油墨印刷標籤天線是十分有利的。在實際印刷電路生產中，墨層厚度的要求一般在8～12um，其乾燥則可以採用UV，IR及熱風等方式來完成。
  • 咖啡環效應激發了電子產品的最佳噴墨列印技術
    咖啡環效應激發了電子產品的最佳2D材料與晶圓級噴墨印刷技術你有沒有把咖啡灑在桌子上？然後，您可能已經觀察到流體力學中最令人困惑的現象之一-咖啡環效應。這種影響阻礙了功能性墨水與石墨烯，2-D材料和納米顆粒的工業應用，因為它使印刷電子設備的行為不規則。
  • 電子產品納米銀導電墨水噴印技術正式面市
    1002工業噴印頭的銀納米導電電路墨水的性能。這一組合解決方案，將有益於消費電子產品製造商，幫助它們獲得生產過程中可靠耐用的技術手段，來應用納米銀顆粒墨水列印半導體接收及傳感等電子元器件。　　相對於傳統印刷技術，工業噴墨印刷可為消費電子產品製造商提供顯著的優勢。噴印技術要比其他的導電銀墨水印刷手段更為潔淨。在承印底材如顯示屏上進行印刷時，任何產量損失的代價都是昂貴的。
  • 噴墨列印之墨滴說走就走的旅程
    噴墨列印技術並不是一種單一的技術，而是包含了各種互相關聯的、不同領域的複合型技術。