本发明涉及电路技术领域，特别是涉及一种导电线路及其制备方法。
背景技术：
随着纳米科技的发展，传统的宏观制造技术已不能满足微机械、微系统等高精度制造和装配加工的要求，必须研究和应用微纳制造的技术与方法。在诸多微制造技术中，喷墨打印技术简单方便，易于实现，节约材料，属溶液法沉积，易于柔性化，显示出可观的前景与优势。
但是，用喷墨打印制作导电线路尤其是高分辨率的微电路时，由于线宽、线距小至微米级，以及墨水液滴的流动扩散及收缩，使得导电线路的线宽、线距等难以保持均一，通常极易出现线条融并、断裂等现象，对电路的导通产生严重的影响。
技术实现要素：
基于此，有必要提供一种能够提高导电线路的平直性和均一性的导电线路的制备方法。
一种导电线路的制备方法，包括以下步骤：
将基板升温至40℃以上进行预热，然后将用于形成导电线路的墨水打印至所述基板上，再依次进行紫外干燥和烧结，即得所述导电线路。
在一般的喷墨打印制作导电线路过程中，在墨水以较高速度喷射到基板上后，由于溶剂容易流动扩散，导电溶质则随着溶剂流动扩散从而偏离了目标位置沉积，而打印过程中的线宽线距又都很小，使得成膜后的线路粗细不均，甚至趋于合并、融合，烘烤干燥后造成电路短路。同时，在常温下墨水通常自身表面张力较大，或在基板上浸润性不佳，墨水极易回缩使得线路断裂，造成电路断路。此外，在打印后烧结过程中，墨水表面受热固化，内部液态的墨水因被封闭而出现沸腾现象，甚至可冲破固化的表面而炸开，导致线路形成不导电的空腔或断路，进而使导电线路出现大量断线以及导电材料沉积不均匀，严重影响了导电线路的导电性能。
本发明通过升温打印、紫外预固及高温烧结等步骤，使得导电线路的平直性和均一性等大幅度提高，实现导电物质的精准沉积，明显地改善了线路融并、断裂等不良情况，提升了导电线路的可喷印性与导电性，获得了喷墨打印制备高分辨率精细导电线路的方法。具体而言，首先喷墨打印的液滴体积非常小，当基板有一个较高的初始温度时，墨滴的溶剂会很快地挥发逸散出去，固含量增大，粘度也增大，大大限制了液体湿膜在基板上的流动性，从而使其固定于基材上，降低了液体的扩散及收缩，有利于形成平直的高分辨率微线路。其次虽然通过前述步骤使墨水的粘度增大了，但其流动性在一定程度上还是大于固体物质，若直接进行烧结仍会造成内部液态墨水被封存从而沸腾、炸开，造成断线严重、导电性能下降等问题。因此通过uv预固步骤，使得湿膜线路变为半干膜线路或干膜线路，进一步限制了溶质物质的移动，使得微线路平整、均匀、位置固定无偏移。进一步地，uv预固后的线路虽然有一定程度上的固化，但线路中的导电物质还需要经过烧结步骤，使导电墨水溶质部分发生反应生成导电微小颗粒，微小颗粒不断相互结合进而呈致密的块体，形成导电实质。如此，通过上述各步骤的协同配合最终减少了断线及并线等不良沉积，提高了导电线路的平直性和均一性，导电线路的导电率也随之提升。
在其中一个实施例中，所述预热的温度为45℃～70℃。
在其中一个实施例中，所述预热的温度为50℃～60℃。
在其中一个实施例中，所述紫外干燥的具体步骤包括：将打印有所述墨水的所述基板于紫外线干燥设备中干燥1min～10min。
在其中一个实施例中，所述烧结的具体步骤包括：将打印有所述墨水的所述基板于140℃～200℃条件下烘烤0.5小时～2小时。
在其中一个实施例中，所述基板为聚对苯二甲酸乙二醇酯基板、聚酰亚胺基板或玻璃基板。
在其中一个实施例中，所述打印的参数为：线宽10μm～80μm，线距20μm～60μm。
在其中一个实施例中，所述墨水为颗粒型导电墨水或无颗粒型导电墨水。
在其中一个实施例中，当所述墨水为颗粒型导电墨水时，包括以下组分：纳米颗粒和溶剂，所述纳米颗粒选自银纳米颗粒、铜纳米颗粒和ag-pvp纳米颗粒中的一种；当所述墨水为无颗粒型导电墨水时，包括以下组分：ag或cu的有机盐、络合剂和溶剂。
本发明还提供了根据上述制备方法制备得到的导电线路。
具体实施方式
为了便于理解本发明，下面将对本发明进行更全面的描述，并给出了本发明的较佳实施例。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容的理解更加透彻全面。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
本发明一实施例的导电线路的制备方法，包括以下步骤：将基板升温至40℃以上进行预热，然后将用于形成导电线路的墨水打印至所述基板上，再依次进行紫外干燥和烧结，即得所述导电线路。
在一般的喷墨打印制作导电线路过程中，在墨水以较高速度喷射到基板上后，由于溶剂容易流动扩散，导电溶质则随着溶剂流动扩散从而偏离了目标位置沉积，而打印过程中的线宽线距又都很小，使得成膜后的线路粗细不均，甚至趋于合并、融合，烘烤干燥后造成电路短路。同时，在常温下墨水通常自身表面张力较大，或在基板上浸润性不佳，墨水极易回缩使得线路断裂，造成电路断路。此外，在打印后烧结过程中，墨水表面受热固化，内部液态的墨水因被封闭而出现沸腾现象，甚至可冲破固化的表面而炸开，导致线路形成不导电的空腔或断路，进而使导电线路出现大量断线以及导电材料沉积不均匀，严重影响了导电线路的导电性能。
本实施例通过升温打印、紫外预固及高温烧结等步骤，使得导电线路的平直性和均一性等大幅度提高，实现导电物质的精准沉积，明显地改善了线路融并、断裂等不良情况，提升了导电线路的可喷印性与导电性，获得了喷墨打印制备高分辨率精细导电线路的方法。具体而言，首先喷墨打印的液滴体积非常小，当基板有一个较高的初始温度时，墨滴的溶剂会很快地挥发逸散出去，固含量增大，粘度也增大，大大限制了液体湿膜在基板上的流动性，从而使其固定于基材上，降低了液体的扩散及收缩，有利于形成平直的高分辨率微线路。其次虽然通过前述步骤使墨水的粘度增大了，但其流动性在一定程度上还是大于固体物质，若直接进行烧结仍会造成内部液态墨水被封存从而沸腾、炸开，造成断线严重、导电性能下降等问题。因此通过uv预固步骤，使得湿膜线路变为半干膜线路或干膜线路，进一步限制了溶质物质的移动，使得微线路平整、均匀、位置固定无偏移。进一步地，uv预固后的线路虽然有一定程度上的固化，但线路中的导电物质还需要经过烧结步骤，使导电墨水溶质部分发生反应生成导电微小颗粒，微小颗粒不断相互结合进而呈致密的块体，形成导电实质。如此，通过上述各步骤的协同配合最终减少了断线及并线等不良沉积，提高了导电线路的平直性和均一性，导电线路的导电率也随之提升。
在一个实施例中，预热的温度为45℃～70℃。
在一个实施例中，预热的温度为50℃～60℃。
在一个实施例中，紫外干燥的具体步骤包括：将打印有墨水的基板于紫外线干燥设备中干燥1min～10min。
在一个实施例中，烧结的具体步骤包括：将打印有墨水的基板于140℃～200℃条件下烘烤0.5小时～2小时。
在一个实施例中，基板为聚对苯二甲酸乙二醇酯基板、聚酰亚胺基板或玻璃基板。可以理解，基板的类型不限于此，可根据需要选择。
在一个实施例中，打印的参数为：线宽10μm～80μm，线距20μm～60μm。
在一个实施例中，墨水为颗粒型导电墨水或无颗粒型导电墨水。具体地，当墨水为颗粒型导电墨水时，包括以下组分：纳米颗粒和溶剂，纳米颗粒选自银纳米颗粒、铜纳米颗粒和ag-pvp纳米颗粒中的一种；当墨水为无颗粒型导电墨水时，包括以下组分：ag或cu的有机盐、络合剂和溶剂，ag或cu的有机盐选自柠檬酸盐、酒石酸盐、醋酸盐、苹果酸盐中的一种或多种，络合剂选自氨水或有机胺。
在一个实施例中，墨水为无颗粒型导电墨水，包括以下组分：柠檬酸银、乙醇胺、水、乙醇和聚乙烯醇。在一个实施例中，墨水为无颗粒型导电墨水，包括以下组分：酒石酸银、丙二胺、异丙醇、乙二醇和乙二醇乙醚。在一个实施例中，墨水为无颗粒型导电墨水，包括以下组分：醋酸铜、仲丁胺、甲酸、甲醇、水和乙二醇。在一个实施例中，墨水为无颗粒型导电墨水，包括以下组分：四水甲酸铜、正辛胺、甲苯和乙醇。
在一个实施例中，墨水为颗粒型导电墨水，包括以下组分：银纳米颗粒(或铜纳米颗粒)、水、异丙醇、乙二醇、表面活性剂和聚乙烯吡咯烷酮。在一个实施例中，墨水为颗粒型导电墨水，包括以下组分：ag-pvp纳米颗粒、乙二醇、水、乙醇和羧甲基纤维素钠。在一个实施例中，墨水为颗粒型导电墨水，包括以下组分：ag纳米颗粒、水、异丙醇、乙醇和乙二醇。可以理解，墨水的种类不限于此，可根据需要选择。
本发明还提供了一种根据上述制备方法制备得到的导电线路。
以下为具体实施例。
实施例1
将15g柠檬酸银、10g乙醇胺、20gh2o、30g乙醇、2g聚乙烯醇冰水浴混合搅拌，经0.45μm微孔滤膜过滤后，配制成无颗粒型的ag导电墨水。
将上述ag导电墨水装载到喷墨打印设备上，升高机台温度至45℃以使基板升温至45℃，然后将墨水打印至基板上，所用基板为老化后的pet基板。调试打印参数，设置线宽为20μm，线距为60μm。
将打印后的基板转至紫外线干燥设备，进行uv干燥5min，随后转移至高温烘箱中于140℃烘烤2h，即得高分辨率柔性导电线路，导电线路的平直性和均一性较好，无断线及并线等不良沉积。
实施例2
将20g酒石酸银、10g丙二胺、30g异丙醇、10g乙二醇、10g乙二醇乙醚冰水浴混合搅拌，经0.45μm微孔滤膜过滤后，配制成无颗粒型的ag导电墨水。
将上述ag导电墨水装载到喷墨打印设备上，升高机台温度至50℃以使基板升温至50℃，然后将墨水打印至基板上，所用基板为老化后的pet基板。调试打印参数，设置线宽为30μm，线距为45μm。
将打印后的基板转至紫外线干燥设备，进行uv干燥1min，随后转移至高温烘箱中于150℃烘烤1h，即得高分辨率柔性导电线路，导电线路的平直性和均一性较好，无断线及并线等不良沉积。
实施例3
将10g醋酸铜、10g仲丁胺、2g甲酸、25g甲醇、20gh2o、10g乙二醇冰水浴混合搅拌，经0.45μm微孔滤膜过滤后，配制成无颗粒型的cu导电墨水。
将上述cu导电墨水装载到喷墨打印设备上，升高机台温度至50℃以使基板升温至50℃，然后将墨水打印至基板上，所用基板为老化后的pi基板。调试打印参数，设置线宽为10μm，线距为50μm。
将打印后的基板转至紫外线干燥设备，进行uv干燥5min，随后转移至高温烘箱中于180℃烘烤2h，即得高分辨率柔性导电线路，导电线路的平直性和均一性较好，无断线及并线等不良沉积。
实施例4
将20g四水甲酸铜、20g正辛胺、15g甲苯、30g乙醇冰水浴混合搅拌，经0.45μm微孔滤膜过滤后，配制成无颗粒型的cu导电墨水。
将上述cu导电墨水装载到喷墨打印设备上，升高机台温度至60℃以使基板升温至60℃，然后将墨水打印至基板上，所用基板为老化后的pi基板。调试打印参数，设置线宽为80μm，线距为30μm。
将打印后的基板转至紫外线干燥设备，进行uv干燥2min，随后转移至高温烘箱中于140℃烘烤1h，即得高分辨率柔性导电线路，导电线路的平直性和均一性较好，无断线及并线等不良沉积。
实施例5
采用化学还原法合成平均粒径为50～100nm的银纳米颗粒。将5g银纳米颗粒分散于30gh2o、30g异丙醇、5g乙二醇、0.5g表面活性剂tritonx-100和1g聚乙烯吡咯烷酮(pvp)构成的混合液中，不断搅拌，形成颗粒型的ag导电墨水。
将上述ag颗粒型导电墨水装载到喷墨打印设备上，升高机台温度至70℃以使基板升温至70℃，然后将墨水打印至基板上，所用基板为透明玻璃。调试打印参数，设置线宽为60μm，线距为20μm。
将打印后的基板转至紫外线干燥设备，进行uv干燥1min，随后转移至高温烘箱中于150℃烘烤30min，随后于200℃保温1h，即得高分辨率导电线路，导电线路的平直性和均一性较好，无断线及并线等不良沉积。
实施例6
采用agno3、葡萄糖及己二酸二酰肼在pvp环境中单相反应生成单分散的20nm左右的ag-pvp纳米颗粒，通过水洗纯化后烘干。将10gag-pvp纳米颗粒球磨分散于30g乙二醇、20gh2o、10g无水乙醇和1g羧甲基纤维素钠的混合液中，不断搅拌，形成颗粒型的ag导电墨水。
将上述ag导电墨水装载到喷墨打印设备上，升高机台温度至60℃以使基板升温至60℃，然后将墨水打印至基板上，所用基板为柔性pi。调试打印参数，设置线宽为15μm，线距为30μm。
将打印后的基板转至紫外线干燥设备，进行uv干燥3min，随后转移至高温烘箱中于160℃烘烤45min，即得高分辨率导电线路，导电线路的平直性和均一性较好，无断线及并线等不良沉积。
实施例7
通过单宁酸溶液与银氨溶液反应制得单宁酸保护的ag纳米颗粒，用无水乙醇洗去杂质，75℃烘箱中干燥。将5g上述ag纳米颗粒分散于40gh2o、30g异丙醇、20g乙醇和10g乙二醇的混合液中，不断搅拌，形成颗粒型的ag导电墨水。
将上述ag导电墨水装载至打印设备，升高机台温度至40℃以使基板升温至40℃，然后将墨水打印至基板上，所用基板为透明玻璃。调试打印参数，设置线宽为40μm，线距为40μm。
将打印后的基板转至紫外线干燥设备，进行uv干燥10min，随后转移至高温烘箱中于200℃烘烤1.5h，即得高分辨率导电线路，导电线路的平直性和均一性较好，无断线及并线等不良沉积。
对比例1
将15g柠檬酸银、10g乙醇胺、20gh2o、30g乙醇、2g聚乙烯醇冰水浴混合搅拌，经0.45μm微孔滤膜过滤后，配制成无颗粒型的ag导电墨水。
将上述ag导电墨水装载到喷墨打印设备上，于30℃条件下将墨水打印至基板上，所用基板为老化后的pet基板。调试打印参数，设置线宽为20μm，线距为60μm。
将打印后的基板转至紫外线干燥设备，进行uv干燥5min，随后转移至高温烘箱中于140℃烘烤2h，即得导电线路，导电线路的平直性和均一性较差，存在较多断线及并线等不良沉积。
对比例2
将15g柠檬酸银、10g乙醇胺、20gh2o、30g乙醇、2g聚乙烯醇冰水浴混合搅拌，经0.45μm微孔滤膜过滤后，配制成无颗粒型的ag导电墨水。
将上述ag导电墨水装载到喷墨打印设备上，升高机台温度至45℃以使基板升温至45℃，然后将墨水打印至基板上，所用基板为老化后的pet基板。调试打印参数，设置线宽为20μm，线距为60μm。
将打印后的基板转移至高温烘箱中于140℃烘烤2h，即得导电线路，导电线路的平直性和均一性较差，存在较多断线及并线等不良沉积。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。