本發明涉及一種銀漿前驅液的配制以及一種激光直寫技術。特別涉及一種柔性基體上激光原位還原制備銀電極的方法，屬于銀電極的制備技術領域。

背景技術：

隨著電子技術的發展，人們對柔性器件的需求越來越大。主要是因為硅基傳統器件往往是脆性的，在彎曲和拉伸等條件下容易發生斷裂。相對于傳統的電子器件，柔性電子器件最顯著的特點就是具有柔性可彎曲拉伸的特點。由于具有該特點所以能滿足一些特殊設備對形變的要求。比如柔性儲能器件、柔性傳感器、電子皮膚。以傳統硅材料為基體的電子器件如果能實現柔性化將極大程度的拓展電子器件的應用領域。并且將改變人類未來的生活方式，比如近幾年發展起來的可穿戴設備。另一方面微電子器件將更加以人為中心，也必將朝著智能化便攜化發展。這也必然要求微電子器件和產品是柔性的并能適應各種非平面環境下的使用。因此，柔性加工與制備技術將是微電子技術發展的方向之一。

傳統的絲網印刷、光化學法、電子束刻蝕和電子束離子束掃描等方法存在柔性化程度低，制造工序多，制作周期長，精度低，加工誤差大，電鍍腐蝕等對環境污染大，成本高等不足。為了實現柔性基體高精度上微納結構與器件的制備。國內外研究人員著力于激光直寫技術的研究。相比傳統方法，激光直寫加工精度高。激光直寫可以實現高精度定位。由于其精度主要取決于激光光斑大小，而激光光斑可以聚焦到微米量級。從而其加工精度可以達到微米量級。同時激光直寫技術成本較低。相比絲網印刷和光化學法而言，無需制備模板，無需特殊氣氛保護。其設備成本比電子束離子束低很多。同時由于是加成法制備，所以能節省材料降低污染。激光光束不會造成類似電子束離子束一樣的負面效應。并且激光直寫適用的范圍廣。可以用于高分子材料、半導體材料、金屬材料和陶瓷材料等的加工制備。目前已經發展起來的主要有激光化學氣相沉積、激光誘導液相化學鍍和激光誘導固相反應沉積等方式。利用該技術已經可以實現在無掩膜條件下自由沉積制備線寬很窄的微納結構。已經不同材料的加工與制備，比如金、銀、銅和鋁等?，F有的激光直寫技術研究將注意力主要放在如何減少線寬增加其導電性，而忽略了其粘附強度的問題。所以目前激光直寫制備的結構與基體連接強度比較低。該不足也限制了激光直寫技術在實際應用的推廣。

針對該問題，本發明公開一種銀漿前驅液的配制以及一種激光直寫技術，特別涉及一種柔性基體上激光原位還原制備高粘結強度銀電極的方法。本發明公開的銀漿前驅液制備方法簡單快捷，無需加熱等條件。所使用激光直寫技術能一步完成銀納米材料的原位還原與燒結。無需復雜的化學處理、昂貴的設備以及繁瑣的工藝過程。該方法制備的銀電極可用于柔性顯示、微納傳感制備等各個領域，將有很好的實際應用前景。

技術實現要素：

本發明的目的在于提供一種簡單快捷的銀漿前驅液制備配方進而利用激光原位還原制備銀電極的方法。省略現有的激光直寫電極需要提前合成制備相應納米顆?；蛘呒{米線等納米材料的步驟。并且解決現有激光直寫所獲得的電極與基體粘結強度不高的問題。提供一種柔性基體上利用激光在塑料基體背面進行掃描一步完成銀納米材料的原位還原與燒結的激光直寫制備電極的方法。

本發明目的通過如下措施來達到的，其具體工藝流程包括以下步驟：

(1)首先將硝酸銀、檸檬酸三鈉和聚乙烯吡咯烷酮(PVP)制備成銀漿前驅液；

(2)將選用的塑料基體清洗烘干后放入等離子清洗儀中進行表面清洗處理；

(3)之后將所制備的銀漿前驅液旋涂于需要制備銀電極的步驟(2)的塑料基體的正面上，放入烘箱中加熱烘干(優選50℃)。

(4)采用納米激光(優選405-808納米激光)在塑料基體背面進行掃描制備銀電極，使納米激光從塑料背面入射聚焦于塑料基體與銀漿前驅液接觸界面處進行掃描制備銀電極，完成所需電極直寫后用去離子水清洗掉多余的銀漿即可獲得所需銀電極。

所述激光直寫銀漿前驅液中添加PVP，PVP含量百分含量為硝酸銀質量的1％-30％，優選5-10％。硝酸銀、檸檬酸三鈉的摩爾比優選3:1。

所述的塑料基體可以是各種常用塑料基體，如PC、PI、PDMS、PMMA等塑料基體中的一種。

采用本發明方法，利用3M膠帶進行粘附力測試，可承受至少五十次粘附測試。并且其具有良好的導電率及可彎曲性能。經過1500次彎曲測試后其電阻率只有5.2％的增加。本發明公開的銀漿前驅液制備方法簡單快捷。

與現有技術相比：

①本發明不需要合成制備銀納米顆粒或者納米線等納米材料銀漿，只需簡單配比混合，不需要加熱、油浴、真空等條件就可制備出用于激光直寫的銀前驅溶液。

②同現有合成方法相比，本發明選用常規合成銀納米材料的硝酸銀、檸檬酸三鈉試劑的基礎上加入了聚乙烯吡咯烷酮(PVP)。

③同現有激光直寫技術相比，本發明利用激光在塑料背面進行掃描制備銀電極。

④同現有激光直寫技術相比，首先本發明所制備銀電極時能一步完成銀納米材料的原位還原與燒結。并且本發明在塑料基體上所制備的銀電極與基體的粘結強度很高，同時具有操作簡單、省時高效的優點。

附圖說明

圖1，激光直寫裝置示意圖

圖2，未添加PVP(a1)和添加PVP(b1)制備的電極清洗前照片；未添加PVP(a2)和添加PVP(b2)清洗后照片

圖3，激光正面掃描(a)和激光背面掃描(b)對塑料基體損傷程度的SEM圖片

圖4，所制備銀電極低倍(a)和高倍(b)SEM圖片，XRD(c)圖片，以及實物照片(d)

圖5，3M膠帶粘附50次后電極實物照片(a)及彎曲測試電阻變化結果(b)

圖6，所制備電極用于柔性顯示效果圖。a)正常狀態下LED點亮效果圖，b)彎曲狀態下LED點亮效果圖

具體實施方式

首先有必要在此指出的是本實施例只用于對本發明進行進一步說明，不能理解為對本發明保護范圍的限制。

實施例1：激光直寫技術在PC柔性塑料基體上制備高粘結強度銀電極

1)選取聚碳酸酯(PC)作為柔性基體。將0.3毫米厚PC薄膜切成5cm×5cm小片。放入去離子水中超聲清洗表面。清洗完取出用壓縮空氣吹干放入200W等離子體清洗機中，設置氧氣注入速率為20L/min。處理90秒后待用。

2)將3克檸檬酸三鈉和250毫克PVP溶于100毫升去離子水中，另外將5.0克硝酸銀溶于80毫升水中。將100毫升的檸檬酸三鈉和PVP混合溶液至于磁力攪拌器上攪拌，此時將80毫升硝酸銀溶液逐漸導入到混溶溶液中。繼續攪拌一小時獲得銀漿前驅液。

3)之后將所制備的銀漿前驅液旋涂于需要制備銀電極的塑料柔性基體上。放入烘箱中加熱至五十攝氏度直至烘干。

4)選用405納米激光在按附圖1所示將激光從塑料背面入射聚焦于塑料與銀漿前驅液接觸界面處進行掃描制備銀電極。所選用激光為連續激光。激光功率為1W。

5)完成所需電極直寫制備后用去離子水清洗掉多余的銀漿即可獲得所需銀電極。

實施例2

具體步驟見實施例1，只是將250毫克PVP改為500毫克PVP，同樣得到實施例1的效果。