低场核磁助力颗粒在油墨中的分散性评价

2022-07-15 20:05:41, 纽迈分析 苏州纽迈分析仪器股份有限公司


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在电子产品柔性基板生产行业中，需要使用油墨包覆电子器件基板电路，提高其柔韧性和导电性能。

随着电子产品迭代升级性能的需要以及纳米技术在提高材料性能中的优异表现，在油墨中添加特殊材料例如聚乙烯吡咯烷酮（PVP）、铜纳米颗粒等、铟锡氧化物纳米颗粒等，可以进一步提高基板的柔韧性和导电性能，这些材料在油墨中的分散性直接影响了产品的使用性能。

那么低场核磁能提供哪些参数来表征颗粒在油墨中的分散性？




为什么油墨被用于印刷电子器件电路基板？



油墨具有成本低、烧结温度低、烧结后电导率高等优点，是印刷电子器件电路基板一种很有前景的选择。

使用印刷技术将油墨沉积在基底上，然后通过热处理或光子辐照进行烧结，形成高导电的烧结包覆薄膜。在实际的生产应用过程中，颗粒包覆薄膜在柔性基板上经反复多次使用后，会发生变形，电阻率显著增加，分析电阻的快速增加主要原因是由于烧结薄膜在机械变形过程中裂纹的萌生和扩展。

这种电阻的增加可以通过改进纳米颗粒材料性能或添加分散剂提高纳米颗粒分散性等技术来防止。例如可以采用以下两种方法：


1.采用溶剂热法在高铟、高氯离子浓度下合成了表面带有凸起的铟锡氧化物（ITO），该ITO纳米颗粒表面的凸起使得颗粒的亲水性能和比表面积进一步提高。研究显示在不使用任何分散剂的情况下，该纳米颗粒在溶剂中表现出前所未有的高分散稳定性，可作为可持续性的涂层材料在柔性基板上制备透明导电ITO薄膜，性能优异。


2.使用聚乙烯吡咯烷酮（PVP）作为分散剂提高铜纳米颗粒在油墨中的分散性，在聚酰亚胺（PI）基底上形成低电阻率的粘合烧结铜纳米颗粒，并通过将铜纳米颗粒与铜纳米线结合来改善基板的导电性柔韧性，PVP在油墨中的分散性对于获得粘性和柔性薄膜至关重要，延缓了裂纹的萌生和扩展，性能优异。


这些改进的纳米材料颗粒在油墨中的分散性评价，以及不同浓度的分散剂对纳米材料颗粒在油墨中分散性的影响评价，需要用定量表征与识别的科学手段来获得。低场核磁作为新晋的颗粒分散性评价手段，发展成熟，具有快速、在线、无损、绿色等优势。





如何检测油墨的分散性呢？




利用低场核磁共振技术，研究不同浓度的PVP材料对铜纳米颗粒在油墨中分散性的影响。

样品体系：分散性测试对象为纳米铜、PVP材料为分散剂；
分散介质：纳米铜、PVP材料；
分散溶剂：乙醇。


根据测试结果，随着PVP浓度的提高，铜纳米颗粒在油墨中的分散性（相对弛豫率）得到了提高，当PVP浓度达到一定时，铜纳米颗粒在油墨中的分散性趋于稳定。低场核磁技术有助于确定产品生产配方分散剂浓度的最优值，助力工业生产。



这么好的技术还能用在哪些领域呢？




除了半导体CMP抛光液，还有国家大力扶持的新能源电池浆料，光伏产业的导电银浆，石墨烯浆料，电子浆料等新材料都非常适合采用核磁技术来研究其分散性稳定性。


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