一种银纳米线焊接互连方法技术

本发明专利技术提供了一种银纳米线焊接互连方法，属于纳米材料技术领域。该焊接互连方法具体过程为：常温下，将表面附有银纳米线的固体载体完全浸渍于纳米互连焊接混合液中10s 300s，即可完成银纳米线的焊接互连。所属纳米焊接混合液的一种组分为抗坏血酸，另一种组分为硝酸、1,2,3,4

A welding interconnection method of silver nanowires

【技术实现步骤摘要】
一种银纳米线焊接互连方法


[0001]本专利技术属于纳米
，具体涉及一种银纳米线焊接互连方法。

技术介绍

[0002]当前，柔性电子正以其独特的柔性特征以及高效、低成本制造工艺，受到了人们的极大关注。作为构造柔性显示屏、柔性太阳能电池、柔性发光二极管等多类柔性电子元器件和设备的核心材料，柔性透明导体对于发展柔性电子极为重要。因此，柔性透明导体成为现阶段多学科前沿研究领域之一。
[0003]银纳米线基柔性透明导体是研究最广泛、最具应用前景的一类柔性透明导体，可通过可挠性的银纳米线在柔性透明聚合物基材表面的复合而制备(Haifei Lu,Xingang Ren,Dan Ouyang,Wallace C H Choy.Emerging novel metal electrodes for photovoltaic applications.Small,2018,1703140
‑
1703180；Jun Wang,Jinting Jiu,Masaya Nogi,Tohru Sugahara,Shijo NAgao,Hirotaka Koga,Peng He,Katsuaki Suganuma.A highly sensitive and flexible pressure sensor with electrodes and elastomeric interlayer containing silver nanowires.Nanoscale,2015,7,2926
–
2932)。发展高性能银纳米线柔性透明导体一直是学术界和工业界试图解决的目标问题。导电性、透光性、雾度是柔性透明导体的关键性能，它们相互牵制，并受多方影响。为满足高透光、低雾度，制备银纳米线柔性透明导体时必须使用低密度银纳米线。该条件下透明导体的导电性主要受制于银纳米线搭接处接触电阻(Hwansu Sim,Shingyu Bok,Bongsung Kim,Minka Kim,Guh Hwan Lim,Sung Min Cho,Byungkwon Lim.Organic
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stabilizer
‑
free polyol synthesis of silver nanowires for electrode applications.Angew.Chem.Int.Ed.,2016,55,11814
‑
11818)。由于通常银纳米线在柔性透明导体表面搭接松散，且其表面常粘附薄层大分子，故纳米线之间接触电阻高，因而导致了通常所制备的银纳米线柔性透明导体的低电导。此外，搭接松散的银纳米线在长期服役中也易发生滑脱、游走、团聚，不仅影响了银纳米线柔性透明导体电导稳定性，而且也会导致其透光性和雾度不匀、不稳。因此，解决银纳米线搭接松散成为了发展高性能银纳米线柔性透明导体的关键问题。

技术实现思路

[0004]本专利技术针对柔性透明导体制备过程中存在的银纳米线搭接松散关键问题，提供了一种银纳米线焊接互连方法，促使银纳米线牢固焊接与互连。
[0005]本专利技术提供的一种银纳米线焊接互连方法，其具体步骤为：
[0006](1)将银纳米线分散液浇注于固体载体表面，常温下经溶剂挥发后干燥；所述固体载体为无机、有机或高分子类材料。
[0007](2)常温下配制含还原性与非还原性两类组分的纳米焊接混合液；
[0008]所述纳米焊接混合液的还原性组分为抗坏血酸，浓度为0.01 0.5M；所述纳米焊接
混合液的非还原性组分为单一或混合的无机或有机酸，所述酸中氢离子浓度为0.05M 3M。
[0009](3)常温下，将步骤(1)表面附有银纳米线的固体载体完全浸渍于步骤(2)配制的纳米焊接混合液中，反应10s 300s，即可完成银纳米线的焊接与互连。
[0010]进一步的，所述步骤(1)中的固体载体为玻璃、硅片、聚氨酯、聚酯或硅橡胶。
[0011]进一步的，所述步骤(2)中的无机酸为硝酸。
[0012]进一步的，所述步骤(2)的有机酸为1,2,3,4
‑
丁烷四羧酸或丙烯酸。
[0013]本专利技术的科学原理是通过原位刻蚀/还原焊接互连银纳米线，即利用焊接液中一种非还原酸原位刻蚀银纳米线释放出金属离子，同时利用另一种还原性酸将所释放的银离子还原形成银原子，利用银原子生成中在银纳米线搭接界面的扩散、沉积，实现银纳米线线间的牢固焊接与互连。上述过程在两类酸(非还原性与还原性酸)的协同下才能完成，单独使用非还原性酸或还原性酸都无法牢固焊接、互连银纳米线。以银纳米线在硝酸与抗坏血酸焊接混合液中的焊接、互连为例，具体过程阐述参见附图图1说明。
[0014]与现有技术相比，本专利技术具有以下技术效果：
[0015](1)银纳米线焊接、互连牢固，但形貌和结构不易被破坏。
[0016](2)焊接互连条件温和，过程易于操作和控制，避免了使用热熔、高压、真空等特殊条件，有利于规模化。
[0017](3)经焊接后电导率可增加3.2 5.3倍。
附图说明
[0018]图1原位刻蚀/还原焊接银纳米线示意图；
[0019]如图1所示，当银纳米线处于硝酸与抗坏血酸焊接混合液中时，硝酸将会使银纳米线表面(包括搭接界面)被不断刻蚀而原位释放Ag
+
，同时还原剂抗坏血酸不断快速还原Ag
+
生成银原子。银原子在生成过程中，可在搭接界面间不断扩散、迁移、沉积。这类循环、周而复始的刻蚀、还原反应可促使银纳米线在搭接处焊接、互连。由于Ag
+
不是额外添加的，而是原位被刻蚀产生，且刚被缓慢释放时，便被原位快速还原，故非搭接处银纳米线形貌基本无损害。如是，实现了银纳米线在搭接处的焊接互连，非搭接处完好。
[0020]图2为实施例1中银纳米线经焊接互连后的典型扫描电镜图片；
[0021]如图2所示，使用本专利技术的纳米焊接方法可促使搭接点牢固焊接、互连，除搭接处纳米银线由于焊接直径稍有变细外，其它形貌则保持完好。
具体实施方式
[0022]以下结合具体实施例详述本专利技术，但本专利技术不局限于下述实施例。
[0023]实施例1
[0024](1)将银纳米线分散到乙醇中，浇注于硅橡胶载体表面，常温下经乙醇挥发后干燥。
[0025](2)常温下配置含还原性与非还原性两类组分的纳米焊接混合液。
[0026]所述纳米焊接混合液的一类还原性组分为抗坏血酸，浓度为0.015M；
[0027]所述纳米焊接混合液的另一类非还原性组分为硝酸，浓度为0.5M。
[0028](3)常温下，将表面附有银纳米线的固体载体完全浸渍于(2)中所述纳米互连焊接
混合液中，反应60s，即可完成银纳米线的焊接与互连。
[0029]焊接后比焊接前电导率增加5.3倍。
[0030]实施例2
[0031](1)将银纳本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种银纳米线焊接互连方法，其特征在于包括如下步骤：(1)将银纳米线分散液浇注于固体载体表面，常温下经溶剂挥发后干燥；所述固体载体为无机、有机或高分子类材料；(2)常温下配制含还原性与非还原性两类组分的纳米焊接混合液；所述纳米焊接混合液的还原性组分为抗坏血酸，浓度为0.01 0.5M；所述纳米焊接混合液的非还原性组分为单一或混合的无机或有机酸，所述酸中氢离子浓度为0.05M 3M；(3)常温下，将步骤(1)表面附有银纳米线的固体载体完全浸渍于步骤(...

【专利技术属性】
技术研发人员：夏友谊，王杰，董成鑫，刘晓枘，刘宁，高宏，金玲，
申请(专利权)人：安徽工业大学，
类型：发明
国别省市：