[发明专利]一种柔性基板上银电路的保护方法

说明书

本发明涉及一种柔性基板上银电路的保护方法，包括以下步骤：（1）在柔性基板设有银电路的一面表面通过电流体动力学技术喷雾打印一层硅胶；（2）在加热炉中进行固化处理。本发明提供的方法解决了3D打印微纳尺寸银导线的可靠性，可用于柔性基板上银电路的保护，有效避免了电迁移失效导致的失效现象，具有耗时短，成本低，操作简便等特点，可工业化应用。

技术领域

本发明涉及一种柔性基板上银电路的保护方法。

背景技术

柔性电子技术是目前的热门研究之一，在太阳能电池、柔性显示器和生物医学等领域应用广泛，主要特征是在良好的导电性和具有柔性的基板，其中银是柔性电子电路中常用的导电材料。在传统的半导体工艺中，制备银微纳米导线需要使用薄膜沉积和光学蚀刻技术，工艺复杂并成本昂贵，并且不适用于在柔性基板上进行操作。目前，3D打印技术已经成为制备柔性电子电路的重要方法，并成功实现了银、铜等材料微纳米线的制作，可显著降低工艺难度和制作成本。打印制备微纳米尺寸的银导线方法包括以下步骤：（1）、准备银导电墨水和柔性基板如PI或PET膜，基板进行表面亲水性预处理；（2）、通过3D高精度打印机，在柔性基板上进行银墨水的图案喷印。（3）、喷印完成后，在120℃下进行30min固化，微纳米级别的银导线即制备完成。

在柔性电子设备工作时，因为电路导线尺度非常小，因此会产生很大的电流密度。随着柔性电子设备功率的不断增大，这一发展趋势愈加明显。在高电流密度和焦耳热的作用下，电路中会出现电迁移现象，即电子驱动金属原子产生原子迁移的现象，这种物理现象在电路里会导致空穴和小丘的出现，从而引发断路和短路等失效现象，如图1所示，因此电迁移现象是一种需要被避免的现象。

在传统工艺中，为避免银导线出现电迁移现象，通常在表层蒸镀一层厚SiO₂膜作为保护膜。但是由于此工艺需要高温条件和专门的镀膜设备，同时SiO₂膜不具有柔性，在弯曲状态下会出现断裂，因此这一工艺并不适合用于柔性基板上的银导线。

发明内容

本发明针对上述问题，提供一种柔性基板上银电路的保护方法。

本发明所采取的技术方案如下：一种柔性基板上银电路的保护方法，包括以下步骤：

（1）在柔性基板设有银电路的一面表面通过电流体动力学技术喷雾打印一层硅胶；

（2）在加热炉中进行固化处理。

所述的硅胶在0.6 ℃，30RPM条件下，粘度为1052 mPa•s。

步骤（1）中，附着完硅胶后，采用旋涂装置旋涂使硅胶均匀。

电流体动力学技术设置电压为12KV，流量为0.3ml/h，基板与针头间距为10mm。设置转速为4000r/min，旋涂时间为30s。

本发明的有益效果如下：本发明提供的方法解决了3D打印微纳尺寸银导线的可靠性，可用于柔性基板上银电路的保护，有效避免了电迁移失效导致的失效现象，具有耗时短，成本低，操作简便等特点，可工业化应用。

附图说明

图1为银微米导线出现断路的微观图。

图2为柔性基板喷印银线路图案的拍摄图，（a）为试样实际图，（b）为（a）中区域A的放大图。

图3为柔性基板喷印银线路图案的结构示意图，（a）为未喷涂硅胶的结构示意图，（b）为喷涂硅胶固化后的结构示意图。

图4 （a）对比例进行电迁移测试后形貌（b）区域A处放大图（c）区域B处EDX分析图。

图5 （a）实施例23在通电后表面形貌图（b）区域c处的放大图。

具体实施方式