化學還原法製作銀導線之雙噴頭噴墨製程

Dual-Channel Inkjet Printed Conductive Silver Lines via Chemical Reduction Method

洪英瀚(Ying-Han Hung)

指導教授 ： 廖英志

國立臺灣大學/工學院/化學工程學研究所/碩士(2011年)

https://doi.org/10.6342/NTU.2011.00495

摘要

噴墨印刷技術製作電子元件具有節省原料、使用可撓曲基材、易於放大面積、非接觸式、不需開模等特性,有相當潛力應用於電子產業。
金屬導線為電子元件中最基本的部份。噴墨製作金屬導線一般需要經200°C、 30分鐘以上的燒結過程,才可使其電阻率降至均相銀的三倍左右。高溫除了限制 基材的選擇,也使其無法配合不可加熱的應用。
以無電鍍銀為基礎的反應式噴墨銀可能為此問題的解決辦法。本研究以銀氨溶 液和甲醛溶液為材料,發展雙噴頭反應式噴墨製作銀導線之技術。
研究分為兩部份,我們先以計算流體力學軟體FLOW3D模擬不同之雙噴頭噴 法,評估於30°、45°、60°之斜向碰撞和撞擊液膜等過程中反應物溶液的混合 效果。我們發現於不論採取何種碰撞方式,均無助於反應物溶液混合。但碰撞後 所形成之反應物濃度分佈,使得撞擊液膜方式之後續擴散混合效果較斜向碰撞高 出一個數量級。此外,於過程中我們也發現斜向碰撞會生成非圓形的液體形狀, 可能有助於提升導線之平整性。
之後我們以MicroFab JetLab 4機台實際進行噴墨程序,探討墨水組成、甲醛 和銀氨溶液的噴墨先後次序、點距與噴法、清洗、烘烤溫度對噴墨程序的影響。 我們發現銀氨溶液的氨水含量應盡量降低以利於機台操作,先噴甲醛再噴銀氨溶 液會有較多的銀生成,噴墨後清洗可去除不純雜質。我們以點距25 μm,交錯陣 列的噴墨方式製作出長1 cm,寬250 μm,厚約200 nm的銀導線。於70、100、 150°C烘烤下,其電阻率為均相銀之15至8.7倍。

關鍵字

印刷電子 ； 無電鍍 ； 金屬化 ； 液滴撞擊 ； 計算流體力學

並列摘要

無資料

並列關鍵字

Printed Electronics ； Electroless Plating ； Metallization ； Drop impact ； CFD

參考文獻

3. 吳少鈴, 以無電鍍為基礎之噴墨列印金屬化製程, 化學工程學系2006, 國立台灣大學.

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