本發(fā)明屬于電子元器件的制造技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種利用原位還原技術(shù)制備電子器件或者電路圖的方法。

背景技術(shù)：

根據(jù)我國電子器件制造領(lǐng)域的現(xiàn)狀，形成導(dǎo)電線路的常規(guī)方法主要包括刻蝕法、絲網(wǎng)印刷法、真空沉積法、旋轉(zhuǎn)涂布法等，上述方法存在著過程復(fù)雜、處理時間長、浪費原材料、產(chǎn)率低、成本高等問題。因此印刷電子近些年來被越來越多的人所廣泛關(guān)注，特別是新興電子設(shè)備制造行業(yè)。主要原因是由于印刷電子技術(shù)主要是將電子產(chǎn)品的制作與文本圖形印刷技術(shù)結(jié)合起來，使得本身具有增材制造技術(shù)的特點，此技術(shù)在實現(xiàn)輕薄、柔性、耐磨、輕質(zhì)、個性化定制生產(chǎn)和環(huán)境友好方面具有很大的優(yōu)勢，使得傳統(tǒng)的電子設(shè)備制造方式有了新的選擇。

以噴墨打印為印刷方式的印刷電子技術(shù)近年來受到了廣泛的關(guān)注，這種新型的技術(shù)與其他的印制方式相比，具有一定的優(yōu)勢。具體說來，噴墨打印技術(shù)是是一種非接觸的印制方式，可以有效的保護襯底材料的表面不會在接觸式的印刷工藝中受到破壞。同時其也是一種微滴成型技術(shù)，相對于目前來說的絲網(wǎng)印刷、凹版印刷和凸版印刷等方式相比，不需要在印制之前進行印制模具的制作，減少了開模的成本。最后，在一些精度要求不高的應(yīng)用場合，如天線和電極等，普通的商用噴墨打印機就能滿足尺寸和精度的要求，降低了技術(shù)難度和成本。

但是，在目前來說使用噴墨印刷技術(shù)的印刷電子工藝一般存在以下幾個問題：

1、墨水多為納米顆粒型和有機金屬前驅(qū)體油墨，此兩種油墨往往會導(dǎo)致噴墨打印機噴頭的阻塞并且需要后續(xù)的高溫?zé)崽幚砉ば?，不僅會造成工藝流程的復(fù)雜并且對高分子基材是的選用有很大的限制。

2、上述所言的油墨制備過程較為復(fù)雜，并且長時間保存中容易團聚和分解。

3、現(xiàn)有的電子印刷技術(shù)中，往往無法實現(xiàn)導(dǎo)電圖形的一步成型，均需要印制之后進行額外工序的處理。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

因此，針對上述存在的不足，本發(fā)明提供一種利用噴墨打印的方式將金屬離子油墨印制在襯底上，同時利用彩色噴墨打印機的配色原理，實現(xiàn)還原劑油墨的同時印制，進而通過金屬離子原位還原的方式制備電子元器件或者電路圖的方法。

本發(fā)明提供的技術(shù)方案：

一種基于彩色噴墨打印技術(shù)的導(dǎo)電線路印刷工藝方法，過程包括如下步驟：

(1)基材處理：利用堿性溶液對含有酰胺鍵的基材表面進行處理，使得基材表面達到親水性和使酰胺鍵發(fā)生充分的水解；

(2)油墨制備：將金屬鹽溶解在溶劑1中制成金屬離子油墨，將還原劑溶解在溶劑2中制成還原劑油墨，完成墨水的準備工作；

(3)導(dǎo)電圖形的打印成型：制備的金屬離子油墨和還原劑油墨分別放置在彩色噴墨打印機的不同墨盒中，經(jīng)過噴墨將二者打印在步驟(1)處理過的基材上，金屬離子油墨的打印先于還原劑油墨的打印，完成金屬離子的圖形化和將金屬離子還原成金屬單質(zhì)的過程，形成導(dǎo)電金屬層，即完成金屬電子器件或者電路圖的制備。

優(yōu)選，步驟(1)中基材選自聚酰亞胺、聚醚酰亞胺。步驟(1)中所述的堿性溶液為naoh水溶液，濃度為3mol/l，處理時間為30～120min，處理溫度為50℃。

優(yōu)選，步驟(2)中還原劑選自為甲醛溶液、硼氫化鈉溶液、抗壞血酸溶液和次磷酸鈉中的一種或幾種；金屬離子為銀離子。

優(yōu)選，溶劑1選自水與乙醇中的一種或兩種混合物，進一步優(yōu)選水與乙醇的體積比為1:10～10:1的混合物；溶劑2為水，采用甲醛溶液時優(yōu)選采用甲醛的氫氧化鈉水溶液；

優(yōu)選，還原劑溶質(zhì)濃度為1～10wt％；金屬離子油墨的濃度為0.5～2mol/l。

步驟(3)中金屬離子油墨和還原劑油墨需放置于屬于不同顏色的墨盒中，并且滿足先印制金屬離子油墨后印制還原劑油墨。

作為優(yōu)選，印制圖形的設(shè)計中，顏色配色模式應(yīng)調(diào)整為cmyk模式，并且將黑色禁用。

作為優(yōu)選，本發(fā)明所述的制備電子器件或者電路圖的方法最后還可以通過退火處理程序，來進一步增加電子器件的柔韌度和使用壽命。

該方法的工作原理為：本工藝主要將聚酰亞胺的自金屬化反應(yīng)原理和彩色噴墨打印機的調(diào)色機理結(jié)合起來，首先對pi薄膜放入熱堿溶液中進行深度的水解處理，形成更多的酰胺基團，在通過利用彩色打印機中不同顏色墨水的按一定的先后印制順序印制到基底材料上這一特性，通過計算機的顏色調(diào)配，實現(xiàn)銀離子油墨和不同濃度還原劑的多材料打印。即先將高濃度的銀離子印制在表面水解的pi薄膜上，發(fā)生了離子交換作用使銀離子結(jié)合在pi薄膜表面。隨后又將還原劑墨水印制到了同樣的位置上，實現(xiàn)銀離子的還原，形成了光澤的銀單質(zhì)導(dǎo)電圖形。

由于采用了上述技術(shù)方案，本發(fā)明的有益效果是：

1、該發(fā)明提供的電子器件或者電路圖制備方法，整個過程對印制的金屬離子材料進行了充分的利用，有效的降低了成本。

2、本發(fā)明提供的方法，基底表面的金屬顆粒與襯底之間通過化學(xué)鍵的鍵合作用附著于襯底上，使得導(dǎo)電金屬層與基底有很好的附著力。

3、本發(fā)明提供的方法，無需對所制成的樣品進行后處理，印制一步成型，節(jié)約時間，提高了工作效率。

4、本發(fā)明中可以通過對設(shè)計圖形的配色調(diào)控，通過彩色打印機的印制方式，來達到多材料的定量印制，可以通過控制顏色的比例來達到金屬離子和還原劑油墨的不同印制比例，省時高效。

5、印制的金屬為納米顆粒，納米顆粒均勻，所得的金屬層為致密的薄層，導(dǎo)電性好。

附圖說明

圖1為本發(fā)明所提供的一種基于噴墨打印的導(dǎo)電線路印刷工藝流程示意圖；

圖2為本發(fā)明實施例1在聚酰亞胺(pi)基材上所制備的電路圖；

圖3為本發(fā)明實施例1在聚酰亞胺(pi)基材上所制備的電路圖的表面sem形貌圖；

圖4為本發(fā)明實施例1所打印的銀圖案附著力測試前后對比圖。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖及具體實施方式對本發(fā)明作進一步的詳細描述。但不應(yīng)將此理解為本發(fā)明上述主題的范圍僅限于以下的實施例，凡基于本發(fā)明內(nèi)容所實現(xiàn)的技術(shù)均屬于本發(fā)明的范圍。

實施例1：

一種基于彩色噴墨打印技術(shù)的導(dǎo)電線路印刷工藝，包括以下步驟：

(1)基材處理：聚酰亞胺薄膜分別使用無水乙醇與去離子水依次沖洗三次，將薄膜表面的雜質(zhì)去除掉。然后將清洗過的pi薄膜放入到50℃的濃度為3mol/l的naoh溶液中浸泡。然后，將處理過的pi薄膜用去離子水反復(fù)清洗多次，洗干凈后晾干備用；

(2)油墨制備：用體積比為1:1的去離子水和乙醇作為溶劑，配制濃度為1mol/l的agno3作為金屬離子墨水，還原劑油墨主要是甲醛的堿性溶液，使用的還原劑油墨具體配方為：每l還原劑油墨含有質(zhì)量百分含量30-40wt％的甲醛溶液8.5ml，還原劑油墨中氫氧化鈉的濃度為7.5g/l；

(3)導(dǎo)電圖形的打印成型：將步驟(2)制備的agno3墨水和甲醛墨水注入me-10型普通噴墨打印機的墨盒中，分別將其中的原裝墨水換成配置成ag+油墨和還原劑油墨，具體是青色(cyan)墨盒放入agno3墨水，甲醛墨水放入到黃色(yellow)或洋紅色(magenta)的墨盒中，通過彩色噴墨印制便可制成導(dǎo)電銀圖形。

用四探針法對鍍層進行電阻率測試，測試結(jié)果為5.56×10^-6ω·cm。附著力測試采用膠帶法，在打印的導(dǎo)電方塊上用百格刀以均勻壓力平行拉動，切穿鍍層至底膜，再以同樣的方法在垂直方向拉動，形成1mm×1mm的網(wǎng)格，用3m膠帶貼上鍍層并用手按壓使其與鍍層完全接觸，然后迅速拉開，其鍍層一點也沒有脫落。

其制作方法可以通過彩色噴墨打印機實現(xiàn)在聚酰亞胺薄膜上實現(xiàn)導(dǎo)電圖形的快速成型，無后處理過程，所使用的油墨為金屬離子型油墨，不含固體顆粒，不易堵塞打印機噴頭，能在室溫下快速干燥固化，有效提升制造效率，其制備的印刷電路層致密度高，缺陷少，表面光亮，電導(dǎo)率高，與有機基材的結(jié)合力強。

本發(fā)明并不局限于前述的具體實施方式。本發(fā)明擴展到任何在本說明書中披露的新特征或任何新的組合，以及披露的任一新的方法或過程的步驟或任何新的組合。