片状铜基导电油墨烧结工艺对导电性影响研究

作     者：叶雨昊 徐晓雪 郭兴祥 卢云梅 李伟 丁昶 孙士昭 闫慧 YE Yuhao;XU Xiaoxue;GUO Xingxiang;LU Yunmei;LI Wei;DING Chang;SUN Shizhao;YAN Hui

作者机构：天津理工大学材料科学与工程学院天津300380 山东省济南市章丘区农业农村局济南250200 天津市威曼生物材料有限公司天津301600 

出 版 物：《功能材料》 (Journal of Functional Materials)

年 卷 期：2022年第53卷第2期

页      面：2197-2202页

核心收录：

学科分类：08[工学] 080501[工学-材料物理与化学] 0805[工学-材料科学与工程（可授工学、理学学位）] 

基　　金：天津市自然科学基金项目(18JCQNJC73600,18JCQNJC02500) 国家级大学生创新创业项目(201910060031) 天津理工大学校级大学生创新创业项目(202010060045) 

主　　题：铜片 低温烧结 Vc水溶液 导电油墨 烧结工艺 

摘      要：为解决成本低廉的铜基导电油墨在空气中、低温烧结时极易氧化而限制其在柔性电子器件领域广泛应用的问题,探究烧结工艺对其导电性的影响。以微米级片状铜粉溶入混合有机溶剂制备导电油墨,以毛笔直书的方法制备导电图案,并在空气中对导电图案进行操作简便的红外烧结,同时对其表面进行多次喷涂抗坏血酸(Vc)的水溶液并进行热压处理,结果发现,随Vc水溶液喷涂次数增加和红外烧结时间延长,导电图案的电阻率呈下降趋势,经45 min的烧结后从3.7×10^(2)Ω·cm下降到1.2×10^(-5)Ω·cm,XRD分析证实导电图案喷涂去离子前后均为纯铜峰。对Vc水溶液作用机理研究证实,在烧结温度约50℃及pH值4.0的酸性环境下,图案电阻率逐渐降低且保持良好稳定性,证实Vc提供了良好的还原性环境。通过SEM观察发现,烧结过程中Vc水溶液喷涂及热压处理的协同作用可以使铜片的连结更加致密,这有助于其导电性及粘附性的进一步提高。在室温、空气中,对低温烧结制备的片状铜基导电油墨图案进行多次喷涂Vc水溶液烧结及热压协同处理,能够有效降低其电阻率同时大幅提高其烧结组织的致密性,实现其在柔性电子器件等领域的广泛应用。