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基本信息

項(xiàng)目名稱：
高長(zhǎng)徑比納米銀線導(dǎo)電銀漿及柔性透明電路的研發(fā)
小類：
能源化工
簡(jiǎn)介：
以硝酸銀、乙二醇、聚乙烯吡咯烷酮等在160 ℃反應(yīng)45 min可制得直徑約30 nm和長(zhǎng)徑比達(dá)150的納米銀線。以納米銀線為填料、環(huán)氧樹脂為基體、混合固化劑等材料為添加劑配制出的納米銀線導(dǎo)電銀漿電阻率小。利用該納米銀漿所印制的電路板經(jīng)過200次180°反復(fù)彎折后無斷裂或銀漿脫落現(xiàn)象。通過該導(dǎo)電銀漿印制成的柔性電路板具有耐彎折、透明、電導(dǎo)率高、附著力強(qiáng)等特性，明顯優(yōu)于目前市場(chǎng)上同類產(chǎn)品。
詳細(xì)介紹：
導(dǎo)電銀漿是現(xiàn)代電子產(chǎn)品電路的核心組成部分，是發(fā)展柔性透明電路的必備材料?，F(xiàn)有的導(dǎo)電銀漿以直徑約80 nm的球狀納米銀顆粒為主要導(dǎo)電填料，所需銀的含量較高且抗彎折性能較差。本研究小組開發(fā)出高長(zhǎng)徑比的納米銀線并以之為填料配置導(dǎo)電銀漿后制備了可彎折透明輕薄電路板。以硝酸銀、乙二醇、聚乙烯吡咯烷酮等在160 ℃反應(yīng)45 min可制得直徑約30 nm和長(zhǎng)徑比達(dá)150的納米銀線。以納米銀線為填料、環(huán)氧樹脂為基體、混合固化劑等材料為添加劑配制出的納米銀線導(dǎo)電銀漿電阻率僅1.5?10-4 ??cm，小于市場(chǎng)上常見導(dǎo)電銀漿的電阻率（6~9?10-4 ??cm），遠(yuǎn)小于行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)(100 ??cm)。利用該納米銀漿所印制的電路板經(jīng)過200次180°反復(fù)彎折后無斷裂或銀漿脫落現(xiàn)象。通過該導(dǎo)電銀漿印制成的柔性電路板具有耐彎折、透明、電導(dǎo)率高、附著力強(qiáng)等特性，明顯優(yōu)于目前市場(chǎng)上同類產(chǎn)品。本項(xiàng)目研究的產(chǎn)品在新一代通訊、透明電子等行業(yè)具有廣闊的應(yīng)用前景。

作品圖片

  • 高長(zhǎng)徑比納米銀線導(dǎo)電銀漿及柔性透明電路的研發(fā)
  • 高長(zhǎng)徑比納米銀線導(dǎo)電銀漿及柔性透明電路的研發(fā)
  • 高長(zhǎng)徑比納米銀線導(dǎo)電銀漿及柔性透明電路的研發(fā)

作品專業(yè)信息

設(shè)計(jì)、發(fā)明的目的和基本思路、創(chuàng)新點(diǎn)、技術(shù)關(guān)鍵和主要技術(shù)指標(biāo)

發(fā)明目的：制備柔性透明電路所用的納米銀線導(dǎo)電銀漿。 基本思路：合成高長(zhǎng)徑比納米銀線→以制得的銀線為主要填料調(diào)配導(dǎo)電銀漿→利用絲網(wǎng)印刷技術(shù)印制納米銀電路。其中，高長(zhǎng)徑比納米銀線的使用可以保證電路的高導(dǎo)電率及可彎折性，電路的整體薄度也得到相應(yīng)提升，從而保證了電路透明度。 創(chuàng)新點(diǎn)：　開發(fā)了以高長(zhǎng)徑比納米銀線取代球狀納米銀顆粒作為導(dǎo)電銀漿主要填充材料的新技術(shù)，實(shí)現(xiàn)以漿料中銀線之間的相互接觸來達(dá)到電路導(dǎo)通，相比于顆粒式接觸，線狀納米銀在提高線路可靠性的同時(shí)明顯提升了其導(dǎo)電性能。另外，由于線狀排布可以實(shí)現(xiàn)以較少的納米銀來實(shí)現(xiàn)線路導(dǎo)通，因此電路的生產(chǎn)成本也得到了大幅降低，這對(duì)產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)規(guī)?；a(chǎn)具有顯著意義。此外，所配制的導(dǎo)電銀漿具有良好的可印刷性、導(dǎo)電性及超強(qiáng)的附著力，在此基礎(chǔ)上制造的新型電路板集透明、輕薄、可彎折、防脫落于一身，這是同類產(chǎn)品所不具備的。 技術(shù)關(guān)鍵：制備高長(zhǎng)徑比納米銀線。 主要技術(shù)指標(biāo)：一、納米銀線直徑: 約30nm； 二、納米銀線長(zhǎng)徑比：100～150 三、漿料中線狀納米銀的含量 : ＜60% 四、印刷后銀漿方塊電阻率 : 1.5×10-4Ω?cm 五、成品電路板可連續(xù)彎折180°約200次不斷裂

科學(xué)性、先進(jìn)性

一、 高電導(dǎo)率：目前銀漿市場(chǎng)上普遍存在的是以球狀納米銀作為主要填料的導(dǎo)電銀漿，由于銀顆粒之間并非緊挨排列，所以易出現(xiàn)接觸不良、通路斷開等問題，而高長(zhǎng)徑比納米銀線性很好地解決了這個(gè)二、高透明度：由于高長(zhǎng)徑比納米銀線導(dǎo)電銀漿的電導(dǎo)率很高，且韌性優(yōu)異，在印刷電路板時(shí)僅需要很薄一層即可實(shí)現(xiàn)電路導(dǎo)通，而銀漿層的透明度是隨著厚度的減小而增加的，因此當(dāng)印刷時(shí)銀漿層厚度減薄到一定程度，電路可達(dá)到近乎透明狀態(tài)。若配合透明無色的柔性電路板，基本可以實(shí)現(xiàn)電路的“全面隱身”，這對(duì)于飽受電路外形不佳之苦的眾多行業(yè)來說都是一個(gè)積極地消息。隨著高長(zhǎng)徑比納米銀線導(dǎo)電銀漿的使用，電路的徹底“消失”將不再是空想。三、優(yōu)異的抗彎折性能：由于納米銀線之間存在多點(diǎn)式接觸，且銀線的可彎曲程度大，在承受外力發(fā)生形變時(shí)易保持穩(wěn)定狀態(tài)，這提高了銀線導(dǎo)電銀漿電路的抗拉性和抗剪切性，有力地保障了柔性電路器件的正常工作。

獲獎(jiǎng)情況及鑒定結(jié)果

獲中國(guó)計(jì)量學(xué)院第五屆大學(xué)生課外科技作品競(jìng)賽一等獎(jiǎng)

作品所處階段

實(shí)驗(yàn)室階段

技術(shù)轉(zhuǎn)讓方式

無

作品可展示的形式

實(shí)物

使用說明,技術(shù)特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì),適應(yīng)范圍,推廣前景的技術(shù)性說明,市場(chǎng)分析,經(jīng)濟(jì)效益預(yù)測(cè)

一、產(chǎn)品技術(shù)特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì):高長(zhǎng)徑比納米銀線導(dǎo)電銀漿具有良好的導(dǎo)電率、透明度及可彎折性能，且與目前市面上常用的絕緣油具有良好的相容性。以其為基礎(chǔ)印刷制造的電路板與普通電路板相比集透明、輕薄、可彎折、防脫落等四大優(yōu)勢(shì)于一身。此外，本導(dǎo)電銀漿還具有優(yōu)異的防水、抗氧化性能。 二、產(chǎn)品適用范圍:可廣泛用于RFID天線、觸摸屏線路、柔性印刷電路FPC、薄膜開關(guān)等電子線路的印制，在 PET 、ITO基底、 FR4基板、PVC 片材等基底上均可使用。三、產(chǎn)品經(jīng)濟(jì)效益: 作為納米技術(shù)領(lǐng)域的新興力量，導(dǎo)電銀漿市場(chǎng)的迅速增長(zhǎng)也是有目共睹的，目前銀漿在世界范圍的年銷售額已達(dá)500億美元，且由于銀的導(dǎo)電率高，導(dǎo)電銀漿在節(jié)省材料方面相比銅、鋁等其他金屬優(yōu)勢(shì)明顯，這必將成為導(dǎo)電銀漿市場(chǎng)大幅增長(zhǎng)的穩(wěn)定助力之一。

同類課題研究水平概述

一、國(guó)外產(chǎn)品的發(fā)展現(xiàn)狀： 國(guó)外導(dǎo)電銀漿產(chǎn)品發(fā)展迅速，目前全球范圍內(nèi)大型的銀漿生產(chǎn)企業(yè)主要集中在美、日、德等少數(shù)發(fā)達(dá)國(guó)家，產(chǎn)業(yè)規(guī)模大、種類齊，生產(chǎn)和質(zhì)量控制手段完善，技術(shù)研發(fā)力度大，產(chǎn)品更新?lián)Q代很快，市場(chǎng)占有率也很高。與銀漿主體功能相應(yīng)的各種銀粉末的研制和開發(fā)均有完善、高水平的研發(fā)體系。美國(guó)的杜邦、METZ、Ferro、Hand＆Harman，日本的三井金屬、昭榮、田中貴金屬所、住友、日立化學(xué)、NEC等企業(yè)都在致力于各種銀粉制備方法和相關(guān)工藝學(xué)的研究?？梢哉f國(guó)外導(dǎo)電銀漿的生產(chǎn)技術(shù)已相當(dāng)成熟，近年來高性能、高可靠性的銀導(dǎo)體漿料層出不窮 二、國(guó)內(nèi)產(chǎn)品的發(fā)展現(xiàn)狀：我國(guó)基本上能生產(chǎn)出各種常規(guī)性能的導(dǎo)電銀漿，但銀漿產(chǎn)業(yè)無論從生產(chǎn)技術(shù)、產(chǎn)品品種和質(zhì)量以及整體市場(chǎng)份額上都遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后于世界先進(jìn)水平。尤其在高端產(chǎn)品方面，國(guó)內(nèi)電子元器件產(chǎn)業(yè)對(duì)高質(zhì)量銀漿的需求在相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)期內(nèi)不得不依靠大量進(jìn)口來滿足。而隨著中國(guó)逐漸成為世界制造中心之一，國(guó)外加工企業(yè)不斷轉(zhuǎn)移到中國(guó)，使得國(guó)內(nèi)的銀漿生產(chǎn)行業(yè)形勢(shì)更為嚴(yán)峻，從整體上看，國(guó)內(nèi)銀漿產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀已大幅落后于電子信息產(chǎn)業(yè)的發(fā)展水平，其主要表現(xiàn)在： 1.銀漿產(chǎn)業(yè)規(guī)模小，2.生產(chǎn)技術(shù)和裝備水平不高，銀漿制備基本處于全程手工操作狀態(tài)，產(chǎn)品生產(chǎn)效率低下。3.擁有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)和專利的企業(yè)較少，大多屬于仿制或重復(fù)性生產(chǎn)。4.制備銀漿所需的原輔材料質(zhì)量檔次低，性能一致性、穩(wěn)定性差。 5.有關(guān)導(dǎo)電銀漿的社會(huì)關(guān)注度一般，相關(guān)方面的文獻(xiàn)報(bào)道匱乏。 三、國(guó)內(nèi)國(guó)外情況對(duì)比： 目前國(guó)內(nèi)銀漿研究生產(chǎn)水平遠(yuǎn)落后于國(guó)外，差距主要表現(xiàn)在: 1.產(chǎn)品技術(shù)性和可靠性較低，品種規(guī)格不全。2.電阻、導(dǎo)體和介質(zhì)漿料的兼容性差（如HIC用Au漿料與隔離介質(zhì)尚無可兼容產(chǎn)品）。3.原材料、中間體生產(chǎn)技術(shù)手段落后,漿料所需的高品質(zhì)原材料難尋。4.銀漿研究、制備及生產(chǎn)環(huán)境條件落后。5.生產(chǎn)企業(yè)的產(chǎn)品質(zhì)量控制方法及內(nèi)部管理制度落后。6.產(chǎn)品質(zhì)量信譽(yù)度不高,售后技術(shù)服務(wù)質(zhì)量較差。 信息產(chǎn)業(yè)的全面發(fā)展對(duì)產(chǎn)品的技術(shù)和質(zhì)量提出了更高的要求，而在銀漿生產(chǎn)方面目前國(guó)內(nèi)生產(chǎn)尚無法實(shí)現(xiàn)自給自足，國(guó)際上有關(guān)高長(zhǎng)徑比納米銀線導(dǎo)電銀漿方面的研究也不多，故高長(zhǎng)徑比納米銀線的制備及柔性可彎折電路的研發(fā)具有巨大現(xiàn)實(shí)意義，相關(guān)產(chǎn)品也必將擁有良好的發(fā)展前途及廣闊的市場(chǎng)前景。
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