[发明专利]激光诱导还原烧结氧化铜油墨制备柔性铜电路的方法

说明书

本发明涉及电子器件散热的技术领域，更具体地，涉及激光诱导还原烧结氧化铜油墨制备柔性铜电路的方法，包括：S10.以前体材料CuO NP、分散剂PVP及还原剂EG配制CuO纳米油墨，其中m_{CuO NP}：m_EG＝1.33～2.28，m_{CuO NP}：m_PVP＝1.85～3.08；S20.制备CuO纳米涂层：将步骤S10中配制得到的CuO纳米油墨旋涂至高分子基材膜上，干燥得到CuO纳米涂层；S30.制备柔性铜电路：采用飞秒激光加工系统诱导步骤S20干燥后的CuO纳米涂层还原烧结得到Cu阵列，对高分子基材膜表面进行漂洗去除未加工区域剩余的CuO NP，得到柔性铜电路。本发明采用飞秒激光加工系统对CuO纳米涂层还原烧结得到柔性铜电路，可获得结构致密、分辨率高、附着性好、电阻率低的Cu电路阵列，该方法工艺简单、控制精确度高、环保性好，生产成本低。

技术领域

本发明涉及微型电子产品的技术领域，更具体地，涉及激光诱导还原烧结氧化铜油墨制备柔性铜电路的方法。

背景技术

随着柔性可拉伸微型电子产品市场及应用的显著增长，电子器件与柔性基材相结合的快速低成本方法受到国内外的广泛关注。近年来，电子器件与柔性基材相结合的方式广泛应用于如电池、传感器、照明设备、显示器、机器人和自动化设备、储能设备，通过不同的印刷方法将无机纳米材料整合到柔性衬底上，以制备柔性电子器件的研究取得了重大进展。传统的氧化铟锡喷镀法作为玻璃上加工电路图案常用方法，存在导电性低、高成本、对材料尺寸有所限制等不可忽视的缺点；同样，电子印刷法也有诸多弊端：导电性低、粘附强度有限、分辨率低等。

中国专利CN109270798A公开了一种飞秒激光直写氧化铜微结构的方法以及铜离子墨水，其采用飞秒激光对铜离子墨水制备的铜离子薄膜诱导还原得到预期电路图案。上述方案虽然可便捷地制备导电图案，缩减时间人员成本及提高制造效率，然而，上述方案中采用的铜离子墨水采用水作为溶剂，在激光加工过程中所采用的激光参数，均对铜电路的致密性、铜电路的分辨率产生不良影响。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中的不足，提供一种激光诱导还原烧结氧化铜油墨制备柔性铜电路的方法，可制备高分辨率柔性电路阵列，且铜电路阵列的结构致密。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：

提供一种激光诱导还原烧结氧化铜油墨制备柔性铜电路的方法，包括以下步骤：

S10.以前体材料CuO NP、分散剂PVP及还原剂EG配制CuO纳米油墨，其中m_CuONP：m_EG＝1.33～2.28，m_CuONP：m_PVP＝1.85～3.08；

S20.制备CuO纳米涂层：将步骤S10中配制得到的CuO纳米油墨旋涂至高分子基材膜上，干燥得到CuO纳米涂层；

S30.制备柔性铜电路：采用飞秒激光加工系统诱导步骤S20干燥后的CuO纳米涂层还原烧结得到Cu阵列，对高分子基材膜表面进行漂洗去除未加工区域剩余的CuO NP，得到柔性铜电路。

本发明的激光诱导还原烧结氧化铜油墨制备柔性铜电路的方法，采用飞秒激光加工系统对CuO纳米涂层还原烧结得到柔性铜电路，可获得分辨率高、附着性好、电阻率低的Cu电路阵列；且本发明采用飞秒激光诱导还原烧结，工艺简单，控制精确度高，环保性好；另外，以CuO NP作为原料，相比于贵金属纳米颗粒、Cu纳米颗粒，可较大程度降低生产成本。

优选地，步骤S10中，按以下步骤配制CuO纳米油墨：

S11.在加热、磁力搅拌和超声振荡的共同作用下，将PVP和EG多次分批混合均匀得到分散剂溶液；