CN112768137B - 一种具有窄沟道的电极的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种具有窄沟道的电极的制备方法，包括以下步骤：根据设计的图形在基材上制备凹槽，在所述基材上涂覆导电浆料，之后进行闪灯烧结，得到具有窄沟道的电极，所述窄沟道位于所述凹槽中。本发明的一种具有窄沟道的电极的制备方法，其采用闪灯烧结技术，使浆料中的金属或量子点等材料吸收释放光能，在瞬间温度达到400℃以上，导致基体的聚合物薄膜表层发生熔融收缩，制备得到具有窄沟道的电极，方便、快速、安全、成本低，且制备得到的沟道窄。
Description
技术领域
本发明属于印刷电子技术领域，具体涉及一种具有窄沟道的电极的制备方法。
背景技术
窄沟道电极的制备方法有很多，例如光刻、印刷以及基于真空系统的方法（如蒸镀、溅射等）。由于印刷法制备有着大通量、低成本的优势，所以近些年发展非常迅速。在印刷法中，传统的丝网印刷由于成本低、产量大是制备印刷电路的主要方法。但是传统丝网印刷由于网版参数、浆料以及印刷设备的限制，印刷沟道为60 μm以内的图形会很困难。
发明内容
有鉴于此，为了克服现有技术的缺陷，本发明的目的是提供一种具有窄沟道的电极的制备方法，其能够快速且方便的制备得到20-80μm窄沟道的电极。
为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种具有窄沟道的电极的制备方法，包括以下步骤：根据设计的图形在基材上制备凹槽，在所述基材上涂覆导电浆料，之后进行闪灯烧结，得到具有窄沟道的电极，所述窄沟道位于所述凹槽中。
根据本发明的一些优选实施方面，所述闪灯烧结中照射的能量为0.1-20J/cm2，所述闪灯烧结的时间为0.1-10ms，所述闪灯烧结中照射采用的为氙灯。
氙灯烧结技术可以在瞬间完成金属或量子点等材料浆料的烧结，并且对于聚合物基材没有明显的破坏作用。闪灯烧结的过程中会导致印刷线条边缘的熔边现象，该现象是由于金属或量子点等材料吸收氙灯释放的光能，在瞬间温度达到400 ℃以上，使得基体的聚合物薄膜表层发生熔融收缩，其收缩程度约为10-30μm，采用此原理可以很好地制备具有窄沟道的电极。且氙灯烧结可以很好地避免铜的氧化，更加适用于铜浆的应用。
根据本发明的一些优选实施方面，所述导电浆料为包含铜、银、金、铂、碳材料、锡合金、量子点中的一种、两种或多种的浆料。铜、银、金、铂、碳材料、锡合金、量子点等为粉末颗粒状或片状分散在浆料中，具有吸光性，可以将光能转化为热能。材料为粉末状时，平均粒径为0.1-0.5μm；材料为片状时，平均粒径为5-10μm，以使得在闪灯烧结时，材料能够更好的吸光转化为热能，完成烧结。其中碳材料为石墨烯、碳纳米管等，锡合金为锡铋合金、锡银铜合金等。
根据本发明的一些优选实施方面，所述导电浆料包括铜浆、银浆、碳浆、金浆、铂浆中的一种，碳浆即为包含了石墨烯和/或碳纳米管的浆料。
根据本发明的一些优选实施方面，所述导电浆料中包含溶剂，所述闪灯烧结前具有用于将所述溶剂去除的预烘步骤。溶剂去除后，导电浆料在基材上形成导电薄膜，其厚度为0.1-30μm。构成膜的物质具有吸光性，可以将光能转化为热能。
在本发明的一些实施例中，溶剂优选为乙二醇、乙二醇甲醚、二乙二醇乙醚醋酸酯等，对应的预烘参数为100 ℃下烘10min。
根据本发明的一些优选实施方面，所述凹槽的制备为采用刀片在所述基材上划开形成、激光雕刻或压印形成。凹槽的深度为100-500μm，宽度为100-300μm。
根据本发明的一些优选实施方面，所述基材的玻璃化温度小于或等于100℃。
根据本发明的一些优选实施方面，所述基材包括PET、PEN、PP、PC、PU中的一种。
根据本发明的一些优选实施方面，所述涂覆为采用印刷或涂布的方式将所述导电浆料覆盖于所述基材上。
根据本发明的一些优选实施方面，所述印刷方式包括丝网印刷、柔版印刷、凹版印刷、转印中的一种。
在本发明的一些实施例中，具有窄沟道的电极的制备方法具体包括以下步骤：
1）根据设计的图形在基体上开设出凹槽；
2）制备导电浆料，并将所述导电浆料涂覆于基材上，预烘，得到导电薄膜；
3）采用氙灯进行闪灯烧结，得到具有窄沟道的电极。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明的一种具有窄沟道的电极的制备方法，其采用闪灯烧结技术，使浆料中的金属或量子点等材料吸收释放光能，在瞬间温度达到400 ℃以上，导致基体的聚合物薄膜表层发生熔融收缩，制备得到具有窄沟道的电极，方便、快速、安全、成本低，且制备得到的沟道窄。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明优选实施例中步骤2）的示意图一；
图2为本发明优选实施例中步骤2）的示意图二；
图3为本发明优选实施例中步骤3）的示意图；
图4为本发明优选实施例中1中制备得到的窄沟道的放大图；
附图中：基材-1，导电薄膜-2，凹槽-3，沟道-4。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明的技术方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。
实施例1
如图1-4所示，本实施例中的具有窄沟道的电极的制备方法，包括以下步骤：
1）制备导电浆料
本实施例中的导电浆料为铜浆，铜浆的成分以及具体的制备过程可以参照专利201810186271.9、名称为：一种适用于氙灯烧结的铜导电浆料及其制备方法中所公开的内容。
2）形成导电薄膜
如图1所示，在PET基材上采用刀片划开得到凹槽，本实施例中凹槽的深度为100μm，宽度为20μm。
在PET基材上采用丝网印刷工艺印刷步骤1）中制备得到的铜浆，如图2所示。
80 ℃预烘去除铜浆中的溶剂，使得铜浆在PET基材表面形成铜膜，本实施例中铜膜的厚度为5μm。铜膜具有吸光性，可以将光能转化为热能。凹槽处为窄沟道所处的位置。
3）闪灯烧结
采用氙灯进行闪灯烧结，烧结时能量控制为1.5J/cm2，时间为1ms。如图3所示，得到具有窄沟道图形的电极。
本实施例中最终得到的窄沟道的图片如图4所示，图中的沟道的宽度约为20μm。
实施例2
如图1-4所示，本实施例中的具有窄沟道的电极的制备方法，包括以下步骤：
1）制备导电浆料
本实施例中的导电浆料为银浆，银浆的成分以及具体的制备过程可以参照专利201810180178.7、名称为：一种印刷导电银浆及其制备方法中所公开的内容。
2）形成导电薄膜
如图1所示，在PEN基材上采用激光雕刻得到凹槽，本实施例中凹槽的深度为300μm，宽度为30μm。
在PEN基材上采用丝网印刷工艺印刷步骤1）中制备得到的银浆，如图2所示。
100 ℃预烘去除银浆中的溶剂，使得银浆在PEN基材表面形成银膜，本实施例中银膜的厚度为10μm。银膜具有吸光性，可以将光能转化为热能。凹槽处为窄沟道所处的位置。
3）闪灯烧结
采用氙灯进行闪灯烧结，烧结时能量控制为5J/cm2，时间为2ms。如图3所示，得到具有窄沟道（30μm左右）图形的电极。
实施例3
如图1-4所示，本实施例中的具有窄沟道的电极的制备方法，包括以下步骤：
1）制备导电浆料
本实施例中的导电浆料为金浆。
2）形成导电薄膜
如图1所示，在PP基材上采用激光雕刻得到凹槽，本实施例中凹槽的深度为400μm，宽度为60μm。
在PP基材上采用柔板印刷工艺印刷步骤1）中制备得到的金浆，如图2所示。
100 ℃预烘去除金浆中的溶剂，使得金浆在PP基材表面形成金膜，本实施例中金膜的厚度为15μm。金膜具有吸光性，可以将光能转化为热能。凹槽处为窄沟道所处的位置。
3）闪灯烧结
采用氙灯进行闪灯烧结，烧结时能量控制为10J/cm2，时间为4ms。如图4所示，得到具有窄沟道（50μm左右）图形的电极。
本发明的一种具有窄沟道的电极的制备方法，其采用闪灯烧结技术，使浆料中的金属或量子点等材料吸收释放光能，在瞬间温度达到400 ℃以上，导致基体的聚合物薄膜表层发生熔融收缩，制备得到具有窄沟道的电极，方便、快速、安全、成本低，且制备得到的沟道窄。
上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围，凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种具有窄沟道的电极的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：根据设计的图形在基材上制备凹槽，在所述基材上涂覆导电浆料，之后进行闪灯烧结，得到具有窄沟道的电极，所述窄沟道位于所述凹槽中；所述窄沟道的宽度为20-80μm。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述闪灯烧结中照射的能量为0.1-20J/cm2，照射的时间为0.1-10ms，照射采用的为氙灯。
3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述导电浆料为包含铜、银、金、铂、碳材料、锡合金中的一种、两种或多种的浆料。
4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述导电浆料包括铜浆、银浆、碳浆、金浆、铂浆中的一种。
5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述导电浆料中包含溶剂，所述闪灯烧结前具有用于将所述溶剂去除的预烘步骤。
6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述凹槽的制备为采用刀片在所述基材上划开形成、激光雕刻或压印形成。
7.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述基材的玻璃化温度小于或等于100℃。
8.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，所述基材包括PET、PEN、PP、PC、PU中的一种。
9.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述涂覆为采用印刷方式或涂布方式将所述导电浆料覆盖于所述基材上。
10.根据权利要求9所述的制备方法，其特征在于，所述印刷方式包括丝网印刷、柔版印刷、凹版印刷、转印中的一种。
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