导电油墨应用及其发展趋势

本科生毕业论文（设计）

题目导电油墨应用及其发展趋势

姓名学号

院系印刷学院

专业印刷工程

指导教师职称

2014 年5 月31 日

曲阜师范大学教务处制

目录

摘要 (1)

关键词 (1)

Abstract (1)

Key words (1)

引言 (1)

1 导电油墨的概念 (1)

1.1 导电油墨的分类及性能 (2)

1.2 导电油墨的机理及特点 (2)

1.3 导电油墨使用注意事项 (3)

2导电油墨的应用 (3)

2.1 RFID 标签 (3)

2.2 电路板 (3)

2.3 手机 (3)

2.4 薄膜开关 (3)

2.5 电子纸 (4)

2.6 导电油墨各自领域应用中存在的优缺点 (4)

2.6.1 采用导电油墨制作RFID 天线的主要优点: (4)

2.6.2 导电油墨应用于全印制电路技术的优势: (4)

3 导电油墨的发展趋势 (4)

3.1 国内外研究现状 (4)

3.2 导电油墨的发展趋势 (5)

4总结 (5)

致谢 (5)

参考文献 (5)

导电油墨应用及其发展趋势

印刷工程任亚美

指导教师魏玉花

摘要：本文概括介绍了导电油墨的主要成分及应用情况，阐明了导电油墨在印制电路中的重要性。通过对导电油墨应用中的优缺点进行分析以及结合目前国内外的导电油墨发展研究现状，指出改进其印刷适性以及降低制作成本，节能环保，高效生产是今后的主要研发方向。随着科技的进一步发展，导电油墨市场将发展成为一个非常大的产业。同样，导电油墨技术的研发任重而道远。相信随着印刷技术与材料技术的发展，导电油墨的种类、性能和应用会越来越丰富。

关键词：导电油墨应用情况研究现状研发方向

Conductive Ink Application and Developing Trend

Student majoring in Printing engineering Ren Yamei

Tutor Wei Yuhua

Abstract:This paper introduces the main composition of conductive ink and its application，illustrates the importance of conductive ink in printed circuit. Through analysis on the advantages and disadvantages of the conductive ink application at home and abroad，and combining with research situation of conductive ink development，points out that improving its printing eligibility and reduce production costs, energy conservation，environmental protection，high efficiency production is the main research direction in the future. With the further development of science and technology，conductive ink market will become a very big industry. Similarly, Conductive ink technology developed long way to go. Believe that with the development of printing technology and material technology，kinds, properties and application of conductive ink will be more and more rich.

Key words:Conductive ink; Situation of application; Research status; Research and development direction

引言

印刷和电子等科技的发展，使印刷业在电子行业的应用日益广泛。导电油墨作为印刷电路、薄膜开关、手机、电子纸等印制电子技术中的关键材料，近年来其种类不断创新，研发成果得到广泛应用。目前，国外多家大型公司都在积极投资导电油墨的研发。导电油墨性能的提高，必将推动智能标签等电子产业的发展。据著名的Nano Markets 公司分析，仅导电银油墨市场，到2015年将达到24亿美元的规模。因此，研究开发高性能导电油墨具有巨大的经济价值。

1导电油墨的概念

导电油墨主要是由导电性复合填料、连接剂、添加剂、溶剂等组成。它是一种特种油墨，它可以在UV 油墨、柔版水性油墨或特殊胶印油墨中加入可导电的载体，使油

墨具有导电性。导电填料直接决定油墨导电性能，导电填料包括无机系和有机系两种类别，无机填料包括金属（铜、铝、金、银等）、非金属（无定型碳、导电炭黑等）、氧化物（氧化锡、氧化铟等）和无机半导体（锗）等，有机系填料包括π电子共轭体系和分子间化合物。

连接料是导电油墨的主要成膜物质，在导电涂层上起到骨架作用。连接料树脂必须使制得的油墨具备一般油墨的特性，如成膜性、附着力、耐折性，即要求连接料必须是液体，并能将导电填料分散其中；要求连接料具有一定的流变性，以保证油墨在印刷过程中能够均匀地转移；要求连接料具有一定的成膜性，以保证油墨转移到承印物表面，并形成一层薄膜。

溶剂在油墨中起到溶解树脂或者油脂的作用。不同的油墨在选择溶剂时要考虑诸多不同的因素，对连接料的溶解力是最重要的指标之一。由于油墨在印刷到承印物之后，要求墨层迅速干燥，即对溶剂的挥发速度有严格的要求，在导电油墨印刷中，为防止墨层断裂，通常采用掺杂两种或两种以上溶剂的方式。另外，安全环保、成本低廉也是要考虑的因素。

助剂在油墨中如果用的合理，会起到锦上添花的作用，常用的助剂有消泡剂、流平剂、分散剂、金属导电材料的防氧化剂等。一般讲，油墨助剂加入量过多，会对导电性产生不良影响，必要时以少量为宜。

1.1导电油墨的分类及性能

按导电油墨组成材料的性质，大体上可以分为无机系导电油墨、有机系导电油墨和复合导电油墨三大类。

１.无机系导电油墨的功能单元是导电金属粉体，例如分散在陶瓷粉体中的导电银浆等。此类产品具有可靠性高、稳定、储存性能高等优点，但是固化温度较高。

2.有机系导电油墨的功能单元是合成导电高分子材料，例如表面电阻值在 1011～1012Ω以下可以消除积累静电荷的防静电油墨。此类材料有固化温度低、使用方便、可以实现分子线路与器件的制造等优点，但是目前性能还不稳定、电阻率较高。

3.复合导电油墨由无机导电功能单元和支撑体有机材料构成，此类油墨导电性能良好、固化温度低、工艺操作性强，已经成为最具有竞争力的一大类。但是无机材料与高分子材料的亲和性较差，必须使金属纳米颗粒在油墨中保持高浓度的单颗粒化，并且保证不会发生凝聚等问题。

1.2导电油墨的机理及特点

导电油墨的导电机理主要包括渗流作用和隧道效应。

在导电填料填充的图层中，只有当导电填料的填充量大于某一特定值时，才有电流流经的通道，涂层才具有导电性，此特征值称为渗流临界值。导电粒子接触所产生的作用叫渗流作用，在低温烧结纳米导电油墨中就是指纳米银粉的填充量达到某一临界值，纳米银颗粒之间就会相互接触，或者微粒间隙小于原子的正常迁移距离（约为10nm），导电墨膜沿着外加电场方向即可形成连续的导电通路，从而产生导电现象。

所谓隧道效应，是指在两片金属间夹有极薄的绝缘层（厚度大约为6－10nm，如氧化薄膜），当两端施加势能形成势垒V时，导体中有动能E的部分微粒子在E

导电油墨是特种印刷油墨的一种，除了兼具普通油墨的一些性能（如触变性、流动