一种掩膜法静电纺一体化铜导电膜层及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种掩膜法静电纺一体化铜导电膜层，包括在陶瓷基板上覆盖有印刷电路的掩膜，该印刷电路的掩膜刻有电路形状网络，该印刷电路的掩膜上覆盖有一层纺丝前驱体。本发明专利技术还公开了该种掩膜法静电纺一体化铜导电膜层的制备方法，步骤包括：1)配制金属离子溶液；2)制备纺丝前驱体溶液；3)进行静电纺丝处理；4)真空干燥；5)利用管式炉在氮气气氛下对一体化铜导电膜层进行高温处理，即得掩膜法静电纺一体化铜导电膜层。本发明专利技术的制备方法简单易行，本发明专利技术的产品具有优良的导电性能。本发明专利技术的产品具有优良的导电性能。本发明专利技术的产品具有优良的导电性能。

【技术实现步骤摘要】
一种掩膜法静电纺一体化铜导电膜层及其制备方法


[0001]本专利技术属于导电膜层
，涉及一种掩膜法静电纺一体化铜导电膜层，本专利技术还涉及该种掩膜法静电纺一体化铜导电膜层的制备方法。

技术介绍

[0002]随着材料、化工和微电子等领域对电子元件的导电性能和传热效率要求的提高，使得传统材料难以满足技术发展的需要，因此需要研制具有优良的导电性能、热导率高且稳定性好的新材料。
[0003]复合纳米纤维以其优异的光学、电学、催化等特性，在材料科学的诸多领域有重要的应用前景。在众多制备纳米材料的方法中，静电纺丝技术具有成本低、操作方便、能够制备连续的不同形貌结构的纳米纤维而被广泛的应用。通过严格控制工艺条件和准确的配比各个元素之间的化学计量比配制出符合纺丝条件的前驱体溶液，成功的制备出直径均匀，形貌良好，连续性良好的纳米纤维。静电纺丝法可制备出单管、多管、芯-壳结构等多种复合结构的纳米纤维，因此是制备纳米纤维的一种具有广阔应用前景的制备方法。
[0004]导电浆料来源于传统的陶瓷业和涂料工业，是一种具有一定流变性和触变性的糊状物。导电浆料是由导电相、粘结相及有机载体三相构成，三者按一定比例均匀混合，再经过丝网印刷技术印刷于玻璃片或陶瓷等基片上，经过激光、高温烧结或烘干等固化工艺制成导电膜，应用于电子元器件。但印刷时浆料黏度增大易造成堵塞丝网；挥发大量集中的话，烘干烧结后易造成膜层表面微裂纹和孔洞等缺陷；挥发太慢的话，丝网印刷后不宜烘干，导致烧结后有缺陷。
[0005]因此，亟需研制一种一体化的方式，制备出导电性能优异、低成本且生产效率高的掩膜法静电纺一体化铜导电膜层。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的是提供一种掩膜法静电纺一体化铜导电膜层，解决了现有技术在导电膜层制备过程中繁琐、复杂的工艺对导电膜层性能产生不利影响，以及膜层制备方法过程复杂、生产成本高的问题。
[0007]本专利技术的另一目的是提供该种掩膜法静电纺一体化铜导电膜层的制备方法。
[0008]本专利技术采用的技术方案是，一种掩膜法静电纺一体化铜导电膜层，包括在陶瓷基板上覆盖有印刷电路的掩膜，该印刷电路的掩膜刻有电路形状网络，该印刷电路的掩膜上覆盖有一层导电膜层。
[0009]本专利技术采用的另一技术方案是，一种掩膜法静电纺一体化铜导电膜层的制备方法，按照以下步骤实施：
[0010]步骤1：配制金属离子溶液，
[0011]分别称取1-10克的聚丙烯腈、1-6克的硝酸银、1-6克的葡萄糖，在10-30ml的DMF中按顺序依次加入聚丙烯腈、硝酸银、葡萄糖；
[0012]上述三种组分溶解充分后在室温下再搅拌10-15h，得到金属离子溶液；
[0013]步骤2：制备纺丝前驱体溶液，
[0014]将1-10克的硝酸铜颗粒与步骤1制得的金属离子溶液一起加入10-50ml的混合溶剂中，室温下搅拌10-60min；再加入粒径为1-5um的超细玻璃粉0.1-0.2克，室温下电磁搅拌10-20h，电磁搅拌的转速为800～2000rpm，得到纺丝前驱体溶液；
[0015]步骤3：进行静电纺丝处理，
[0016]将纺丝前驱体溶液装入静电纺丝设备的注射器中，通过控制单元调好各项参数，进行纺丝；纺丝前驱体溶液均匀覆盖在印刷电路的掩膜上，从而获得具有电路形状的铜导电膜层；
[0017]步骤4：真空干燥，
[0018]将制备好的铜导电膜层从接收单元上取下，真空干燥24小时，成为一体化铜导电膜层；
[0019]步骤5：烧结处理，
[0020]利用管式炉在氮气气氛下对一体化铜导电膜层进行高温处理，即得掩膜法静电纺一体化铜导电膜层。
[0021]本专利技术的有益效果是，包括以下几个方面：
[0022]1)采用简单易行且成本低廉的静电纺丝技术制备导电性能优异的银/铜复合纳米纤维，且纤维薄膜面电阻值低，硝酸银纤维结构并均匀的包覆在硝酸铜表面，有利于解决铜粉的易团聚和抗氧化性差的问题。
[0023]2)创新性的改进了传统导电膜层的制备工艺，对旋涂参数、烘烤条件及辅助组分种类等因素进行优化，将传统陶瓷基板直接附在接收屏上形成导电薄膜一体化制备能够有效地提高内核铜粉颗粒的导电性，且使这些铜金属颗粒表面获得新的物理化学性能和力学性能。
[0024]3)目前市场上导电膜层其价格偏高，制作工艺复杂，本专利技术采用掩膜法静电纺一体化铜导电膜层降低了生产成本。且所选用的原料来源广泛，成本低廉、制备工艺较为简单，实用范围广。
附图说明
[0025]图1是本专利技术方法步骤3所采用的静电纺丝设备在使用状态示意图。
[0026]图中，1.驱动单元，2.推进器，3.纺丝前驱体溶液，4.陶瓷基板，5.接收单元。
具体实施方式
[0027]下面结合附图和具体实施方式对本专利技术进行详细说明。
[0028]本专利技术掩膜法静电纺一体化铜导电膜层的结构是，包括在陶瓷基板上覆盖有印刷电路的掩膜，该印刷电路的掩膜刻有电路形状网络，该印刷电路的掩膜上覆盖有一层纺丝前驱体。
[0029]纺丝前驱体的组分含量是，每一个质量体积单元由1-10克的聚丙烯腈、1-6克的硝酸银、1-6克的葡萄糖、1-10克的硝酸铜、10-30ml的DMF、无水乙醇与去离子水的混合溶剂10-50ml、0.1-0.2克超细玻璃粉组成。
[0030]本专利技术掩膜法静电纺一体化铜导电膜层的制备方法，按照以下步骤实施：
[0031]步骤1：配制金属离子溶液，
[0032]分别称取1-10克的聚丙烯腈、1-6克的硝酸银、1-6克的葡萄糖，在10-30ml的DMF中按顺序依次加入聚丙烯腈、硝酸银、葡萄糖，注意每种组分加入后都需搅拌均匀直至充分溶解后方可加入下一种组分；
[0033]上述三种组分溶解充分后在室温下再搅拌10-15h，直至溶液澄清没有气泡，得到金属离子溶液(即无颗粒型混合金属离子溶液)；
[0034]步骤2：制备纺丝前驱体溶液，
[0035]配制质量比为8：3的无水乙醇与去离子水的混合溶剂，将1-10克的硝酸铜颗粒与步骤1制得的金属离子溶液一起加入10-50ml的混合溶剂中，室温下搅拌10-60min；再加入粒径为1-5um的超细玻璃粉0.1-0.2克(作为粘结剂)，室温下电磁搅拌10-20h，电磁搅拌的转速为800～2000rpm，得到纺丝前驱体溶液；
[0036]步骤3：进行静电纺丝处理，
[0037]参照图1，在长5cm
×
宽5cm
×
厚2mm的陶瓷基板4上粘结印刷电路的掩膜，并在印刷电路的掩膜上刻出电路形状网络，利用导电胶将陶瓷基板4与铜箔连接为一体作为接收单元5，接收单元5与推进器2正对，推进器2内腔中加注有纺丝前驱体溶液3，推进器2与驱动单元1驱动连接，推进器2另外与控制单元通过信号线控制连接。
[0038]利用上述静电纺丝设备进行纺丝，具体过程是：将纺丝前驱体溶液3装入注射器2中本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种掩膜法静电纺一体化铜导电膜层，其特征在于：包括在陶瓷基板上覆盖有印刷电路的掩膜，该印刷电路的掩膜刻有电路形状网络，该印刷电路的掩膜上覆盖有一层纺丝前驱体。2.根据权利要求1所述的掩膜法静电纺一体化铜导电膜层，其特征在于：所述的纺丝前驱体的组分含量是，每一个质量体积单元由1-10克的聚丙烯腈、1-6克的硝酸银、1-6克的葡萄糖、1-10克的硝酸铜、10-30ml的DMF、无水乙醇与去离子水的混合溶剂10-50ml、0.1-0.2克超细玻璃粉组成。3.一种掩膜法静电纺一体化铜导电膜层的制备方法，其特征在于，按照以下步骤实施：步骤1：配制金属离子溶液，分别称取1-10克的聚丙烯腈、1-6克的硝酸银、1-6克的葡萄糖，在10-30ml的DMF中按顺序依次加入聚丙烯腈、硝酸银、葡萄糖；上述三种组分溶解充分后在室温下再搅拌10-15h，得到金属离子溶液；步骤2：制备纺丝前驱体溶液，将1-10克的硝酸铜颗粒与步骤1制得的金属离子溶液一起加入10-50ml的混合溶剂中，室温下搅拌10-60min；再加入粒径为1-5um的超细玻璃粉0.1-0.2克，室温下电磁搅拌...

【专利技术属性】
技术研发人员：屈银虎，王钰凡，高浩斐，张红，何炫，张学硕，
申请(专利权)人：西安工程大学，
类型：发明
国别省市：