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絲網印刷用利记下载氣敏漿料制備研究

利记下载浆料的制备是利记下载气敏传感器器件制备过程的关键。利记下载电阻浆料主要影响成膜的性能,从而影响气敏性能。浆料成膜性能的评价参数包括成膜平整度、成膜精度、成膜清晰度等。而影响浆料成膜性能的物理参数有浆料的挥发性、流变性、触变性,粘度以及稳定性。

漿料由有機載體、功能相和玻璃相組成。有機載體的揮發性能直接影響漿料的揮發性能。有機載體包括溶劑和助劑,溶劑影響漿料的揮發性能和對固相的浸濕性能。松油醇、丁基卡必醇醋酸酯、鄰苯二甲酸二丁酯是很好的有機溶劑,且熔點區別適當。以這三種溶劑熔點的特點爲參考依據,配制不同比例的混合溶劑,測試其在不同溫度下的揮發率。通過比較各自的揮發特點,得出松油醇:丁基卡必醇醋酸酯:鄰苯二甲酸二丁酯質量比爲6:3:1是最適合用做配制漿料的混合有機溶劑組分配比。同時通過添加助劑如表面活性劑司班85、流變劑1,4丁內酯、觸變劑氫化蓖麻油對有機載體的粘度和流變性能進行了測試和評價,從而得到性能良好的有機載體組分。

配制有機載體中表面活性劑的含量分別爲2wt%、4wt%、6wt%的漿料,對其流變性能及穩定性能進行分析,結果得到隨著司班85含量的增加,漿料的屈服應力減小、流動性增加、觸變性降低,同時漿料放置大約一年之後發現分層程度增加穩定性降低。

采用了前面优化出的有机载体作为溶剂,以利记下载和玻璃料按照94:6混合作为功能相,通过分别改变球磨时间、球磨工艺流程、利记下载颗粒尺寸、固相浓度混合球磨配制浆料,使用流变仪对其分别进行了性能测试。结果发现球磨时间对浆料的性能影响不大;采用的两种球磨工艺影响很大,所以在纳米浆料的制备中不适合将固相优先混合之后再与有机载体混合;利记下载的颗粒尺寸和固相浓度对浆料的性能影响都很明显,随着利记下载颗粒尺寸的减小,固相浓度的增加,浆料的屈服应力增加、触变性增加、流动性降低。

研究浆料的性能主要目的是得到印刷性能良好的浆料。采用丝网印刷技术,在相同的丝网印刷工艺下对这些浆料进行印刷。对所印刷的图案进行分析,结果发现商用利记下载(颗粒尺度大约在100nm左右)用固液相之比值为6.5:3.5时,印刷的图案清晰,边缘锯齿少精度高,成膜表面平整没有丝网印迹。同时结合该浆料的粘度和流变性能,发现浆料的屈服应力越大印刷图案的锯齿越多,且成膜表面的丝网印迹越清晰,但是屈服应力越小时浆料的流动性又比好,影响印刷图案的精度和清晰度。

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