在接收基质上形成电导体图案的方法技术

在接收基质（１１０）上通过激光烧蚀转移法形成电导体图案的方法包括形成导电材料的金属纳米粒子。形成供体基质（４５）。在供体基质的第一侧上沉积脱模材料层（７５）。金属纳米粒子被沉积在脱模材料之上。金属纳米粒子层与接收基质接触放置。图案被写入到由供体基质和接收基质形成的夹层上，使纳米粒子层（９０）的金属纳米粒子退火并转移到接收基质，从而在接收基质上形成电导体的图案。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术一般涉及在接收基质上形成导体的图案，特别是涉及通过对 金属纳米粒子退火并将其从供体基质转移到接收基质上而在接收基质上形成导体。
技术介绍
通常需要印刷大面积的具有至少一侧尺寸为1-1000微米的导体的电路。实现这种类型的电路印刷的一种方法是采用真空沉积。然而，该 方法的操作成本高且仅适合成批处理。另 一构造电路的方法是使用金属纳米粒子进行喷墨印刷图案来形成导体。该方法在S. Molesa等的 "High-quality inkjet-printed multilevel interconnects and inductive components on plastic for ultra-low-cost RFID applications." University of California, Berkeley中进行了讨论。与这种技术相关联的一些问题是，该项技术依赖于基质，很难获得小于100微米 的侧向尺寸，且粒子必须经整体加热而退火，而这可导致基质变形。喷 墨沉积的另一问题是其通常需要多通道来沉积适当量的金属，而这减少 了产量。在以下两份参考文章中示出了对解决整体加热问题的尝试，包括使 用高能量的激光来退火纳米粒子。N. R. Bien等；"Microstucturing by printing and laser curing of nanoparticle solutions" Applied Physics Letters, 82巻，20期，2003年5月19日，3529-3531页；和J. Chung等；"Conductor micros加ctures by laser curing of printed gold nanoparticle ink" Applied Physics Letters, 84巻，5期，2004年2月2日，801-803页.作为示例的金 纳米粒子在可见光谱中具有低吸收，导致低的加热效率。由于写速度 低，这种低的加热效率在商业应用中存在问题。Yang等的共同未决美国专利申请10/881,301公开了在基质上形成 电导体图案的方法，该方法是在基质上由溶液涂布混合有光吸收染料的 金属纳米粒子，然后选择性地用激光对金属纳米粒子进行退火而形成导 电材料。美国专利6,770,549公开了通过触点粘结转移而将形成有图案的薄 膜金属层从供体基质转移到接收基质的方法。在该方法中，预图案化的 金属层通过昂贵的方法，例如真空沉积和采用遮光板或照相平版印刷术 方法的溅射而在供体基质上形成。从供体基质到接收基质的激光诱导的材料的热转移已在许多现有 技术中公开，包括美国专利4,948,778; 5,171,650; 5,244,770; 5,256,506; 5,691,098, 5,800,960; 5,981,136; 6,097,416; 6,099,994; 6,190,826; 6,582,877和6,866,979,以及美国专利申请2004/0029039, 2004/0028942 和2003/018638。然而，它们均未示出如在本专利技术中公开的能够同时实 施激光诱导的热转移和对被转移材料进行退火的方法或工艺。
技术实现思路
简言之，根据本专利技术的一方面，在接收基质上形成电导体图案的方 法包括形成导电材料的金属纳米粒子。形成供体基质。在供体基质的第 一侧上沉积光吸收材料层。将金属纳米粒子沉积在光吸收材料之上。金 属纳米粒子层与接收基质接触放置。图案被写入到由供体基质和接收基质形成的夹层上，使纳米粒子层的金属纳米粒子退火并转移到接收基 质，从而在接收基质上形成电导体的图案。根据本专利技术的一个实施方案，供体元件包括供体基质、红外线(IR) 吸收层、纳米粒子层；其中，纳米粒子层的一部分受到激光辐射并受热， 而从供体基质分离并转移到接收基质上，而纳米粒子层的未受激光辐射 的部分保持对供体基质的附着。在下面给出的优选实施方案的详细描述中，本专利技术及其目的和优点 将更为清晰。附图说明图1示出了用于对纳米粒子层进行退火并从供体基质转移到接收基 质的装置的示意图。图2示出了本专利技术的供体基质的横截面图。图3示出了本专利技术的供体元件的横截面图。图4a和4b示出了本专利技术的部分纳米粒子层发生了退火并转移到接 收基质上的供体元件的横截面图。图5示出了用于本专利技术的替代打印头的横截面图。图6示出了用于本专利技术的替代打印头的横截面图。图7示出了用于本专利技术的替代打印头的横截面图。具体实施例方式金属纳米粒子最为显著的特征之一是尺寸依赖性的表面熔点下 降。(Ph.Buffat等；"Size effect on the melting temperature of gold particles" Physical Review A, 13巻，6期，1976年6月，2287-2297页；A. N. Goldstein 等"Melting in Semiconductor Nanocrystals" Science, 256巻，1002年6月5 日，1425-1427页；和K. K. Nanda等；"Liquid-drop model for the size-dependent melting of low-dimensional systems" Physical Review, A 66 (2002), 013208-1至013208-8页.)该性能可使得金属纳米粒子熔化或烧 结成具有良好导电性的多晶膜。(D. Huang; "Plastic-Compatible Low Resistance Printable Gold Nanoparticle Conductors for Flexible Electronic" Journal of the Electrochemical Society, 150巻，7期，2003年7月，摘要)收基质上形成电导体图案的方法。通常在供体基质的第 一侧上沉积脱模 材料层。金属纳米粒子被沉积在脱模材料之上。金属纳米粒子层与接收 基质接触放置。图案被写入到由供体基质和接收基质形成的夹层上，使 納米粒子层的金属纳米粒子退火并转移到接收基质，从而在接收基质上 形成电导体的图案。在优选的实施方案中，可溶液加工的金属纳米簇与光吸收染料在溶 剂中配制。将该材料涂布在IR吸收层之上形成薄膜。金属纳米粒子层 与接收基质接触放置，激光被用于在由供体基质和接收基质形成的夹层 上进行写入，使纳米粒子层的金属纳米粒子退火并转移到接收基质上形 成需要的图案。本专利技术将特别地涉及形成本专利技术装置的部分，或更直接与本专利技术装 置协作的元件。应当理解的是，未具体示出或描述的元件可采取本领域 技术人员熟知的各种形式。极管激光器，这是由于它在小尺寸f低花费、稳定性、；可靠'"、耐久性 和易调制方面具有显著的优势。在实际中，在可以使用任何激光来加热涂布的元件之前，元件必须含有红外吸收材料，例如金属、颜料如炭黑、或在美国专利4,973,572中描述的花青类红外吸收染料、或在以下美国 专利中描述的其它材料4,948,777; 4,950,640; 4,950,639; 4,948,776; 4,942,141; 4,9本文档来自技高网...

【技术保护点】
在接收基质上形成电导体图案的方法，包括：形成导电材料的金属纳米粒子；形成供体基质；在所述供体基质的第一侧上沉积光吸收材料层；在所述光吸收材料上沉积所述金属纳米粒子；将所述金属纳米粒子层与所述接收基质接 触放置；以及用激光器在由所述供体基质和所述接收基质形成的夹层上写入图案，使所述纳米粒子层的金属纳米粒子退火并转移到所述接收基质，从而在所述接收基质上形成所述电导体的图案。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：K阮，Z杨，
申请(专利权)人：伊斯曼柯达公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]