丝网印刷起源于中国，有着悠久的历史。它属于孔板印刷，是传统的四大印刷方法之一。相比于其他的印刷技术，丝网印刷具有速度更快，适应性更广，操作简单等优势。因此被广泛应用于电子产业、玻璃陶瓷、衣物印染、广告标牌等领域。随着电子产品市场的快速发展，印刷电子产业以其快速可控的制备特点逐渐兴起。而丝网印刷以其独特的优势，已成为印刷电子产业应用最广泛的方法之一。而导电油墨作为丝网印刷电子的基本材料，它在一定程度上决定着印刷电子产品的质量、生产规模以及生产速度。所以了解导电油墨的特点以及制备方法，对更好的配制应用印刷适性良好的导电油墨至关重要。本文我们将以印刷电子产业常用金属纳米油墨中的导电银胶为例，对其组成成分、制备方法、常用连接料的性质以及影响其导电性的因素进行浅析。 丝网印刷基本工艺原理
孔版印刷是指采用孔版作为图像载体进行印刷的方法，孔板的图文部分透墨，而非图文部分不透墨。印刷时，将油墨铲到丝印版的一端，调节好刮墨刀角度，下落使其对印版油墨产生一定的压力，开始刮墨印刷时，刮刀由放墨端向另一端移动。由于刮墨刀的挤压作用，油墨透过图文部分的网孔并由于自身的粘性而固着在承印基板上。在整个过程中，刮刀总是直接与印版和承印物接触。由于丝网印版与承印物之间有一定的空隙，丝网印版由于自身的弹性张力给予刮墨刀一个反作用力。这个反作用力就是反弹性力。由于回弹效应，丝网印版与承印物呈动线接触，而其他部件都与承印物并无接触。所以油墨与丝网形成断裂运动，这保证了印刷尺寸的准确性，避免基材间的摩擦。当刮墨刀刮过印版时，丝网版会重新
抬起，之后由回墨刀将油墨轻刮回原位置，至此，一次完整的印刷过程得以结束（如图1）。
浅析丝网印刷纳米银胶导电油墨
文 李阳
图1 丝网印刷原理
丝网印刷在电子制造领域中的发展现状
当铺网丝网印刷电子技术是传统工艺与高新电子产业相结合，从而产生的一种现代印刷技术。在印刷电子工业中，丝网印刷技术占比极高，大到航空航海工业及传统的电路板、显示屏等；小到微电子技术中的晶体管、传感器、电容器等，都有着丝网印刷的身影。现在新兴的柔性印刷电子技术中，如有机发光
二极管、柔性传感器、薄膜电子等，丝网印刷也在其生产制备研发过程中起着不可或缺的作用。由于设备、组合工艺、材料的不断创新、科技化，丝网印刷技术也在快速发展，并创造了更多的生产价值，一定程度上催生了印刷行业中的新朝阳产业：印刷电子。
丝网印刷纳米银胶油墨
在印刷电子工业中，电子线路层所用的油墨主要是金属纳米颗粒油墨。金属纳米颗粒油墨是由金属纳米颗粒、树脂、溶剂、添加剂按照一定的比例均匀分散而成。金属纳米粒子的选择以及其本身固 有属性也是影响油墨导电性能的关键因素。金属颗粒本身的电阻越小，它印刷所得电路的导电性也就越也好。而纳米银（图2）作为最受瞩目的纳米导电颗粒，不论在热导率和电导率，还是化学性能稳定性方面都是相对理想的。一般要求导电油墨应具有烧结温度低、导电性能良好、印刷线路分辨率高、与基底附着性强等特点。纳米银除本身具有一定性质外，其连结料的选择对于纳米导电油墨的配制也至关重要，它能够给予油墨一定的黏度，使油墨能够牢固的附着在承印基材上，保证可以制备大面积高精度的电子线路。溶剂的作用则在于溶解树脂，调控油墨自身的黏度等，常用的有机溶剂有乙酸乙酯，乙醇以及碳氢化合物等。另外，添加剂的选择也必不可少。比如，增塑剂、流平剂、消泡剂等。
导电胶
导电胶由两部分组成，分别为基体和导电填料，基体主要起的作用是粘结和骨架结构，基体主要包含连接料树脂。导电填料的作用为导电。导电填料以及基体的种类对导电性能会产生很大的影响。其导电机理也很复杂，是渗流效应、隧道效应、场至发射效应和有效介质效应的综合作用和相互竞争所产生的结果。另外，导电胶在导电方向上
可分为各项同性和各项异性，国内的研究主要集中
图2 纳米银颗粒
图3 导电胶连接示意图
在各项同性导电胶上，导电连接示意图如图3所示。按照固化体系又可分为室温固化导电胶、中温固化导电胶、高温固化导电胶、紫外光固化导电胶等。纳米银导电胶具有很好的导电性能、连接性能和稳定性能，可用于导电图层、导电油墨、芯片封装以及电极用浆。
纳米银胶及其纳米银胶导电油墨的制备
纳米银胶导电胶一般以普通胶粘剂为基体，在其中加入纳米银导电填料，同时加入一些连结料和助剂，以制备纳米银胶导电油墨。导电油墨可以分为厚膜浆型和树脂型两种，前者常常用于电容器、电极等，后者常用于印刷电子电路，防静电包装等。
油墨自身组分的组成以及制备工艺决定着油墨的各种特性，在此我们简单介绍纳米银胶导电油墨两种制备过程。
1．化学还原法
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我们都知道硝酸银见光特别容易分解，所以在选择试剂时，可以更加考虑化学性能稳定的有机酸银（如：水杨酸银）。在制备的过程中，添加保护剂（如：聚乙烯吡咯烷酮），将保护剂与抗坏血酸（Vc）以及蒸馏水混合并搅拌得到抗坏血酸（Vc）-聚乙烯吡咯烷酮（PVP）溶液，再加入有机酸银，
便可形成纳米银胶体。然后在所形成的纳米银胶体中加入连结料，也就是合成树脂（如：环氧树脂等），再加入一定的助剂，经过搅拌、静置便可以形成纳米银胶体导电油墨。
2．液相还原法无水厕所
首先，制备纳米银粉末：一定量的硝酸银中加入适量的聚乙烯吡咯烷酮（PVP）和无水乙醇，在磁力（或高速搅拌器）的作用下高速搅拌，搅拌的同时缓慢加入一定量的水合肼，便会生成纳米银粉末。然后，制作纳米银导电胶：在基体中（如：环氧树脂、酚醛树脂或丙烯酸树脂等）加入增塑剂（如：邻苯二甲酸二丁酯等），然后将填料也就是所制得的纳米银粉末和微米银粉末加入其中，搅拌脱泡并加入固化剂，再一次搅拌并脱泡，便可形成纳米银导电胶。下一步，在所生成的纳米银导电胶中加入合成树脂以及助剂，经搅拌生成纳米银胶导电油墨。
纳米银胶导电油墨常用的树脂及添加剂性质分析1．丙烯酸树脂的特点：丙烯酸树脂易于和其它物质，如环氧树脂和聚氨酯树脂等形成共聚物。具有附着力高，耐高温、耐溶剂且干燥速度快等优点。包边带
2．聚氨酯树脂的特点：具有良好的亲和性和润湿性；与丙烯酸树脂和环氧树脂有很好的相溶性。另外，它还具有耐油性、韧性、耐磨性、耐老化性和粘合性。但高温下不耐水解，不耐碱性物质。
3．环氧树脂的特点：具有很高的粘结强度、耐化学性能、介电性能良好且柔韧性能良好。
4．硬脂酸的特点：硬脂酸也称十八烷酸，具有很好的润滑性和热稳定性。
5．消泡剂的特点：所用的消泡剂是以聚硅氧烷-聚醚共聚物乳液型消泡剂。在纳米银胶导电油墨中将消泡剂和树脂配合使用，消泡效果会很好。
6．增塑剂的特点：增塑剂能够有效的增加油墨的附着力，在一定程度上能够使纳米银胶导电油墨
加速成型。同时，一些增塑剂还比较环保。
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《网印工业》
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征稿启示
影响纳米银导电油墨导电性的因素
多媒体讲台设计1．纳米银导电填料的含量。一般来说，印刷电路的导电性随纳米银颗粒的含量增多而增大，但当纳
米银含量在油墨组分中超过一定比率时，连接料就会相对减少，从而使纳米银颗粒无法充分混合分散，导致产生聚集或孔隙，从而使导电率变小。
2．印刷电路的烧结温度。当进行烧结时，随温度升高，油墨中的溶剂挥发，使纳米银颗粒接触更加紧密，形成导电通路，从而提升导电率。但温度并不是越高越好，在达到一定温度后，纳米银导电油墨的电阻率并不会持续下降，温度过高反而可能对一些有机基底产生不利影响。
3．墨层厚度。一定范围内，印刷电路的导电率随墨层厚度增加而逐渐变大，但当墨层过厚时，反而会出现一些问题，使干燥烧结时间过长，并且由于纳米银已得到饱和，因此并不会使其导电性更加优异。
总结
纳米银胶导电油墨本身的粘度和触变性不易控制，可能会引起烧结后的墨层不均匀，导电性不良。油墨的粘度过大，不易漏印，会使印版网孔堵塞，油墨粘度过小，则容易流出网孔，影响印刷。所以在配置纳米银胶导电油墨的过程中，连结料的选择显得尤为重要，选择合适的连接料，改善导电油墨的综合性能，对于印刷适性以及最后的精度和导电性有着非常重要的意义。在未来，丝网印刷电子技术会对其所需的导电油墨提出更高的要求，但是随着丝网印刷电子技术的广泛运用，纳米银胶导电油墨的市场前景仍然可观，从全球市场来看，开发出颗粒更加精细，印刷精度与性能更高，成本更低的油
墨是大势所趋。
（作者单位 中国人民解放军第一二〇五工厂）
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