納米銅導電油墨工藝及應用研究.pdf

1、印刷電子的發(fā)展使得導電油墨越來越受到人們的重視,納米金屬基導電油墨由于具有低燒結溫度、微細尺寸加工能力和適于柔性印刷等特點成為電子封裝制造領域十分重要的材料,國內外對導電油墨的研究集中于納米銀導電油墨,國內在導電油墨技術領域和國外有一定的差距,銅導電性優(yōu)良,并且成本比銀低,但是容易氧化,如何解決納米銅的抗氧化問題并研究配制納米銅基導電油墨顯得十分有意義。
　　本文介紹了一款納米銅基導電油墨配制方法,納米銅粒子采用激光復合加熱法制備

2、,制備的納米銅進行有機包覆防止氧化、提高分散性能,處理后的納米銅和溶劑混合再經球磨機研磨和超聲分散后制成導電油墨。
　　測試配制的導電油墨性能,結果如下:油墨中分散的銅粒子直徑在78～98nm之間,平均粒徑88nm,導電油墨中固含量質量分數為15～40％,納米銅導電油墨通過噴墨打印和刮墨-掩膜光刻印刷,印刷油墨層燒結后,其厚度通過表面粗糙度儀和銅膜剖面的SEM照片測量為1～3μm左右,用四探針法測量銅膜電阻率約為2～5×10-5Ω

3、cm,比純銅電阻率大一個數量級,導電油墨在聚酰亞胺薄膜上的附著力利用10×10劃格法測試,結果顯示無銅膜脫落,附著力優(yōu)良。
　　聚酰亞胺薄膜上印刷納米銅油墨線路在冷熱沖擊(-40℃保溫30分鐘～80℃保溫30分鐘,共10次循環(huán))實驗中未發(fā)生失效。
　　著重研究了噴墨印刷、刮墨-掩膜光刻印刷工藝,利用掩膜光刻法可以制作出最細線寬25μm的線路,噴墨打印工藝簡單,直接能根據CAD文件印刷出線路,但是噴墨打印對導電油墨性能要求嚴格

4、,而且容易堵塞噴頭。
　　納米銅導電油可以采用熱燒結、激光燒結、紫外燒結和微波燒結,其中紫外燒結是較為理想的燒結工藝,其燒結速度快,能最大限度減小銅的氧化;熱燒結需要時間長,還需要在真空或者氣氛保護下燒結;激光燒結線路表面粗糙,邊緣不齊整;微波燒結需要將印刷油墨提前預燒,否則油墨層吸收微波能力有限,加熱速度緩慢導致燒結效果不理想。SEM照片顯示燒結后的銅膜存在一定的孔隙。
　　利用納米銅基導電油墨在聚酰亞胺柔性板上印刷高頻和