对线形和点形连续波绿色激光烧结CuO墨水在具有不同导热性的基板上的比较研究

科学领域:

• 材料科学 材料科学 材料科学
• 纳米技术 纳米技术
• 增材制造 增材制造 增材制造

背景情况:

• 铜 (Cu) 连接器和电气的墨水制造对于灵活的电子产品至关重要.
• 氧化铜 (CuO) 纳米粒子墨水为直接写入金属化提供了一个有前途的途径.
• 激光烧结提供了一种精确的方法,用于将CuO转化为导电性Cu.

研究的目的:

• 为了研究CuO纳米粒子墨水的激光烧结,用于导电的Cu片制造.
• 探索激光参数和基板特性对烧结结果的影响.
• 为优化各种基板的工艺,包括玻璃,聚胺 (PI) 和聚乙烯四甲酸 (PET) 薄膜.

主要方法:

• 使用CW和调制功率 (点模式) 配置的532nm连续波 (CW) 激光器.
• 研究了激光照射重叠对选择性区域烧结的影响.
• 在不同的基板上检查了不同厚度 (≤3.24微米和>5.02微米) 的CuO油墨层.
• 探索了使用银 (Ag) 介层对PET等具有挑战性的基板的使用.

主要成果:

• 在玻璃和PI基板上实现了导电性Cu,其电阻率为3.50μΩ·cm.
• 发现激光照射重叠对于形成至关重要,特别是对于较厚的CuO层 (>5.02微米).
• 证明较薄层 (≤3.24μm) 由于高效的传热,需要较少或不需要重叠.
• 鉴定了PET基板的挑战,原因是热导率低和玻璃过渡温度低,由Ag介层减轻.
• 观察到点模式激光照射降低了表面孔隙性,并改善了与线性烧结相比的边缘完整性.

结论:

• CuO纳米粒子墨水的激光烧结是制造导电Cu片的可行方法.
• 工艺参数,特别是激光重叠和基板特性,显著影响烧结质量和导电性.
• 点模式激光烧结提供了对形态和边缘定义的卓越控制.
• 开发的方法显示了灵活电子的潜力,具有克服基板限制的策略.