低場核磁助力顆粒在油墨中的分散性評價

在電子產(chǎn)品柔性基板生產(chǎn)行業(yè)中，需要使用油墨包覆電子器件基板電路，提高其柔韌性和導電性能。

隨著電子產(chǎn)品迭代升級性能的需要以及納米技術(shù)在提高材料性能中的優(yōu)異表現(xiàn)，在油墨中添加特殊材料例如聚乙烯吡咯烷酮（PVP）、銅納米顆粒等、銦錫氧化物納米顆粒等，可以進一步提高基板的柔韌性和導電性能，這些材料在油墨中的分散性直接影響了產(chǎn)品的使用性能。

那么低場核磁能提供哪些參數(shù)來表征顆粒在油墨中的分散性？

為什么油墨被用于印刷電子器件電路基板？

油墨具有成本低、燒結(jié)溫度低、燒結(jié)后電導率高等優(yōu)點，是印刷電子器件電路基板一種很有前景的選擇。

使用印刷技術(shù)將油墨沉積在基底上，然后通過熱處理或光子輻照進行燒結(jié)，形成高導電的燒結(jié)包覆薄膜。在實際的生產(chǎn)應(yīng)用過程中，顆粒包覆薄膜在柔性基板上經(jīng)反復多次使用后，會發(fā)生變形，電阻率顯著增加，分析電阻的快速增加主要原因是由于燒結(jié)薄膜在機械變形過程中裂紋的萌生和擴展。

這種電阻的增加可以通過改進納米顆粒材料性能或添加分散劑提高納米顆粒分散性等技術(shù)來防止。例如可以采用以下兩種方法：

1、采用溶劑熱法在高銦、高氯離子濃度下合成了表面帶有凸起的銦錫氧化物（ITO），該ITO納米顆粒表面的凸起使得顆粒的親水性能和比表面積進一步提高。研究顯示在不使用任何分散劑的情況下，該納米顆粒在溶劑中表現(xiàn)出前所未有的高分散穩(wěn)定性，可作為可持續(xù)性的涂層材料在柔性基板上制備透明導電ITO薄膜，性能優(yōu)異。

2、使用聚乙烯吡咯烷酮（PVP）作為分散劑提高銅納米顆粒在油墨中的分散性，在聚酰亞胺（PI）基底上形成低電阻率的粘合燒結(jié)銅納米顆粒，并通過將銅納米顆粒與銅納米線結(jié)合來改善基板的導電性柔韌性，PVP在油墨中的分散性對于獲得粘性和柔性薄膜至關(guān)重要，延緩了裂紋的萌生和擴展，性能優(yōu)異。

這些改進的納米材料顆粒在油墨中的分散性評價，以及不同濃度的分散劑對納米材料顆粒在油墨中分散性的影響評價，需要用定量表征與識別的科學手段來獲得。

低場核磁作為新晉的顆粒分散性評價手段，發(fā)展成熟，具有快速、在線、無損、綠色等優(yōu)勢。

如何檢測油墨的分散性呢？

利用低場核磁共振技術(shù)，研究不同濃度的PVP材料對銅納米顆粒在油墨中分散性的影響。

樣品體系：分散性測試對象為納米銅、PVP材料為分散劑；

分散介質(zhì)：納米銅、PVP材料；

分散溶劑：乙醇。

根據(jù)測試結(jié)果，隨著PVP濃度的提高，銅納米顆粒在油墨中的分散性（相對弛豫率）得到了提高，當PVP濃度達到一定時，銅納米顆粒在油墨中的分散性趨于穩(wěn)定。低場核磁技術(shù)有助于確定產(chǎn)品生產(chǎn)配方分散劑濃度的最優(yōu)值，助力工業(yè)生產(chǎn)。

這么好的技術(shù)還能用在哪些領(lǐng)域呢？

除了半導體CMP拋光液，還有國家大力扶持的新能源電池漿料，光伏產(chǎn)業(yè)的導電銀漿，石墨烯漿料，電子漿料等新材料都非常適合采用核磁技術(shù)來研究其分散性穩(wěn)定性。