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在电子技术领域中引入纳米技术为很多需求创造了机会，例如小尺寸、薄层、柔性和高精度图形制作。喷墨打印技术作为电子学领域的一种相对较新的技术，具有高精度位移和高精度出墨体积控制，为实现纳米墨水在聚合物基底上的高精度沉积带来了许多可能性，基底表面性质、墨水物化性质、沉积工艺等沉积层均会产生直接影响。

为了探索沉积层均匀结构的合适制备条件，Peter Lukacs等人用JP-6n和 UTDAgIJ 2款纳米银墨水在7种不同基底上用压电喷墨打印（MicroFab Jetlab 4xl-a喷墨打印系统）的方式制备测试图案，如图1所示，图案由具有不同尺寸和方向的线和点组成，这些线和点将检测沉积工艺的缺点。2款纳米银墨水在3种类型的聚合物基底（PI、PET和PEN）和4种类型的刚性基底（951 LTCC、9K7 LTCC 、玻璃和氧化铝）上沉积的测试图案的烧结条件如表1所示。

▲ 图1 测试图案 (20×7mm)。

▲ 表1 2种墨水在7种基底上的烧结条件汇总。

图2展示了不同温度下JP-6n及UTDAgIJ在PI（A）、 PET（B）、PEN（C）和Glass（D）基底上的沉积层轮廓横截面，从研究结果可知，2种纳米银墨水具有不同的扩散特性，沉积厚度也有差异，随着基底温度升高咖啡环效应越显著。

▲ 图2 JP-6n及UTDAgIJ在不同温度下，(A). PI Kapton® HN；(B). PET Mylar® A；(C). PEN Teonex® Q 51；(D). Glass基底的沉积层轮廓横截面。

为了说明基底温度对最终形状的影响，图3显示了在50℃、70℃、90℃时，PEN基底上沉积的线的3D轮廓，经过调整以实现平滑的边缘。基底温度在50℃时，线的中心层的厚度明显大于边缘的厚度，不足以实现沉积结构所需的均匀性。在90℃时，出现典型的咖啡环效应。在70℃时，是沉积结构均匀性的理想情况。

▲ 图3 50℃、70℃、90℃时沉积在PEN基底Teonex® Q 51上的线的3D轮廓。

通过点的3D轮廓说明了不同基底温度对纳米墨水均匀性的影响，如图4所示。可以看出，越高的基底温度，形成的银基点直径会越小，所以选择打印的基底温度既要追求图案精度，还要满足材料沉积的均匀性。70℃的基底温度对于在整个体积中保持均匀性的结构的产生是理想的。 

通过改变基底的温度，分析了两种银基纳米墨水在柔性聚合物上的固化形态，证明了喷墨打印技术中基底高温产生的咖啡环效应的理论，对沉积结构的均匀性产生了不利影响；虽然更高的基底温度允许打印更精确的结构，但高温基底又会对银基点的直径做出限制，且没有保持整个结构的均匀性。研究可知，喷墨打印工艺选取基底的温度需要在追求图案精度和图案均一性二者之间取平衡点，从而实现所需要的高精度、高均匀性图形。