一種微納銅線結(jié)構(gòu)及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及微納銅線制造領(lǐng)域，特別是涉及一種微納銅線結(jié)構(gòu)及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]微納銅線在電子材料、導電材料、催化材料等眾多領(lǐng)域具有廣泛的應用，目前微納銅線制備多采用加成法和傳統(tǒng)印刷銅線法。
[0003]如圖1所示，加成法即先在基底材料上采用濺射或者印刷的方式涂覆一層種子層油墨，一般為特種油墨或者銀漿，再采用電鍍或者化學鍍的方法在種子層油墨上電鍍金屬銅，從而制備導電銅線。然而，采用傳統(tǒng)的加成法制備微納銅線，由于電鍍銅漿時，銅的側(cè)向沒有任何限制，加成法在銅電鍍過程中除了往上生長外，還會往側(cè)面淀積。這對于大尺寸電路可以接受，但對于小線寬的電路(線寬<10um)時候就會嚴重影響線寬，從而難以保證微納銅線的精度，影響使用。
[0004]此外，傳統(tǒng)制備銅線的方法還包括以下兩種:
[0005]第一種為在已經(jīng)覆銅的基底表面做顯影刻蝕，如圖2所示。這種顯影刻蝕方法的工藝較復雜，廢水廢料污染嚴重。
[0006]第二種為采用銅漿料直接進行絲網(wǎng)印刷，如圖3所示。這種絲網(wǎng)印刷的缺點是無法形成細線條，并且成本高昂。
[0007]可見，傳統(tǒng)制備銅線具有工藝生產(chǎn)過程復雜，原材料浪費嚴重，消耗非常大，產(chǎn)生的污水廢料嚴重污染環(huán)境，而且成本較高等缺點。
[0008]針對以上問題，本發(fā)明提出了一種全新的基于壓印和加成的方法，可以實現(xiàn)一種環(huán)保高效低成本的微納銅線網(wǎng)絡(luò)及其制備方法。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]鑒于以上所述現(xiàn)有技術(shù)的缺點，本發(fā)明的目的在于提供一種微納銅線結(jié)構(gòu)及其制備方法，用于解決現(xiàn)有技術(shù)中微納銅線結(jié)構(gòu)制備的線寬難以控制或工藝復雜、材料浪費嚴重及成本過高等問題。
[0010]為實現(xiàn)上述目的及其他相關(guān)目的，本發(fā)明提供一種微納銅線結(jié)構(gòu)的制備方法，至少包括以下步驟:
[0011]I)提供一基底，于所述基底表面形成柔性材料層，于所述柔性材料層表面形成有多個凹槽結(jié)構(gòu)；
[0012]2)于各凹槽結(jié)構(gòu)中形成種子層；
[0013]3)采用電鍍或化學鍍的方法于各凹槽結(jié)構(gòu)內(nèi)填充導電銅材料。
[0014]作為本發(fā)明的微納銅線結(jié)構(gòu)的制備方法的一種優(yōu)選方案，步驟I)包括以下步驟:
[0015]1-1)提供一基底，于所述基底表面形成柔性材料層；
[0016]1-2)提供一表面具有凸起結(jié)構(gòu)的模具，藉由該模具采用壓印的方法于所述柔性材料層表面形成有多個凹槽結(jié)構(gòu)。
[0017]作為本發(fā)明的微納銅線結(jié)構(gòu)的制備方法的一種優(yōu)選方案，所述多個凹槽結(jié)構(gòu)呈獨立分布或呈網(wǎng)絡(luò)狀互聯(lián)分布。
[0018]作為本發(fā)明的微納銅線結(jié)構(gòu)的制備方法的一種優(yōu)選方案，所述凹槽結(jié)構(gòu)的深度為I微米?5微米，寬度為I微米?20微米。
[0019]作為本發(fā)明的微納銅線結(jié)構(gòu)的制備方法的一種優(yōu)選方案，所述基底為剛性基底或柔性基底，所述剛性基底包括金屬基底、玻璃基底及陶瓷基底，所述柔性基底包括PET柔性基底及PI柔性基底。
[0020]作為本發(fā)明的微納銅線結(jié)構(gòu)的制備方法的一種優(yōu)選方案，步驟2)采用濺射法或刮印法于各凹槽中形成種子層，所述種子層為銅、金屬催化油墨、銀漿或可被光還原的溴化銀。
[0021]本發(fā)明還提供一種微納銅線結(jié)構(gòu)，包括:
[0022]基底；
[0023]柔性材料層，結(jié)合于所述基底表面，所述柔性材料層表面形成有多個凹槽結(jié)構(gòu)；
[0024]種子層，結(jié)合于各凹槽結(jié)構(gòu)底部；
[0025]導電銅材料，填充于各凹槽結(jié)構(gòu)中。
[0026]作為本發(fā)明的微納銅線結(jié)構(gòu)的一種優(yōu)選方案，所述基底為剛性基底或柔性基底，所述剛性基底包括金屬基底、玻璃基底及陶瓷基底，所述柔性基底包括PET柔性基底及PI柔性基底。
[0027]作為本發(fā)明的微納銅線結(jié)構(gòu)的一種優(yōu)選方案，所述柔性材料層為UV膠層。
[0028]作為本發(fā)明的微納銅線結(jié)構(gòu)的一種優(yōu)選方案，所述多個凹槽結(jié)構(gòu)呈獨立分布或呈網(wǎng)絡(luò)狀互聯(lián)分布。
[0029]作為本發(fā)明的微納銅線結(jié)構(gòu)的一種優(yōu)選方案，所述凹槽結(jié)構(gòu)的深度為I微米?5微米，寬度為I微米?20微米。
[0030]作為本發(fā)明的微納銅線結(jié)構(gòu)的一種優(yōu)選方案，所述種子層為銅、金屬催化油墨、銀漿或可被光還原的溴化銀。
[0031]如上所述，本發(fā)明提供一種微納銅線結(jié)構(gòu)及其制備方法，所述制備方法包括步驟:I)提供一基底，于所述基底表面形成柔性材料層，于所述柔性材料層表面形成有多個凹槽結(jié)構(gòu)；2)于各凹槽結(jié)構(gòu)中形成種子層；3)采用電鍍或化學鍍的方法于各凹槽結(jié)構(gòu)內(nèi)填充導電銅材料。本發(fā)明的有益效果在于:在線寬間距變化方面，相對于以往的加成法，本發(fā)明可以將銅的側(cè)向淀積限制在UV膠的結(jié)構(gòu)內(nèi)，保證銅線寬度的變化很小。在經(jīng)濟成本方面，相對于傳統(tǒng)的銅刻蝕方法或者銀漿印刷方式，可以減少復雜的生產(chǎn)工序，減少原材料的使用，污水排放量也會大大減少，具有極大的環(huán)保經(jīng)濟效益。此外，本發(fā)明提出的電鍍或者化學鍍成本極低，制程浪費小，且具有卷到卷生產(chǎn)的優(yōu)勢。
【附圖說明】
[0032]圖1顯示為現(xiàn)有技術(shù)中的采用傳統(tǒng)的加成法形成的微納銅線的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0033]圖2顯示為現(xiàn)有技術(shù)中的采用傳統(tǒng)的顯影法形成的微納銅線的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0034]圖3顯示為現(xiàn)有技術(shù)中的采用傳統(tǒng)的純油墨印刷法形成的微納銅線的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0035]圖4?7顯示為本發(fā)明的微納銅線結(jié)構(gòu)的制備方法各步驟所呈現(xiàn)的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0036]元件標號說明
[0037]101 基底
[0038]102 柔性材料層
[0039]103 凹槽結(jié)構(gòu)
[0040]104 種子層
[0041]105 導電銅材料
【具體實施方式】
[0042]以下通過特定的具體實例說明本發(fā)明的實施方式，本領(lǐng)域技術(shù)人員可由本說明書所揭露的內(nèi)容輕易地了解本發(fā)明的其他優(yōu)點與功效。本發(fā)明還可以通過另外不同的【具體實施方式】加以實施或應用，本說明書中的各項細節(jié)也可以基于不同觀點與應用，在沒有背離本發(fā)明的精神下進行各種修飾或改變。
[0043]請參閱圖4?圖7。需要說明的是,本實施例中所提供的圖示僅以示意方式說明本發(fā)明的基本構(gòu)想，遂圖式中僅顯示與本發(fā)明中有關(guān)的組件而非按照實際實施時的組件數(shù)目、形狀及尺寸繪制，其實際實施時各組件的型態(tài)、數(shù)量及比例可為一種隨意的改變，且其組件布局型態(tài)也可能更為復雜。
[0044]如圖4?圖7所示，本實施例提供一種微納銅線結(jié)構(gòu)的制備方法，包括步驟:
[0045]如圖4?5所示，首先進行步驟I)，提供一基底101，于所述基底101表面形成柔性材料層102，于所述柔性材料層102表面形成有多個凹槽結(jié)構(gòu)103。
[0046]具體地，包括以下步驟:
[0047]如圖4所示進行步驟1-1)，提供一基底101，于所述基底101表面形成柔性材料層102。
[0048]作為示例，所述基底101為剛性基底或柔性基底，所述剛性基底包括金屬基底、玻璃基底及陶瓷基底，所述柔性基底包括PET柔性基底及PI柔性基底。所述基底可以依據(jù)使用環(huán)境進行選擇，如需要絕緣剛性基底時，可以選在如陶瓷基底或玻璃基底，如需要導電剛性基底，則可以選擇金屬基底，在某些需要彎曲使用的場合，可以選擇使用PET柔性基底。在本實施例中，所述基底為PET柔性基底。
[0049]作為示例，所述柔性材料層102的材料為UV膠等，在本實施例中，采用旋涂法于所述基底表面形成所述UV膠層。另外需要說明的是，UV膠又稱光敏膠、紫外光固化膠，它可作為油漆、涂料、油墨等的膠料使用。UV是英文Ultrav1let Rays的縮寫，即紫外光線。紫外線(UV)是肉眼看不見的，是可見光以外的一段電磁輻射，波長在10?400nm的范圍。UV膠的固化原理是UV固化材料中的光引發(fā)劑(或光敏劑)在紫外線的照射下吸收紫外光后產(chǎn)生活性自由基或陽離子，引發(fā)單體聚合、交聯(lián)和接支化學反應，使粘合劑在數(shù)秒鐘內(nèi)由液態(tài)轉(zhuǎn)化為固態(tài)。
[0050]如圖5所示進行步驟1-2)，提供一表面具有凸起結(jié)構(gòu)的模具，藉由該模具采用壓印的方法于所述柔性材料層102表面形成有多個凹槽結(jié)構(gòu)103。
[0051]作為示例，所述多個凹槽結(jié)構(gòu)103呈獨立分布或呈網(wǎng)絡(luò)狀互聯(lián)分布。在本實施例中，所述多個凹槽結(jié)構(gòu)103呈網(wǎng)絡(luò)狀互聯(lián)分布，所述網(wǎng)絡(luò)狀可以為矩形網(wǎng)格狀或菱形