[发明专利]一种适用于精密3D打印的导电铜浆及其制备方法和应用

权利要求书

1.一种适用于精密3D打印的导电铜浆，其特征在于，

包括纳米铜颗粒以及分散制剂；其中，

所述纳米铜颗粒表面包覆有配体；

所述纳米铜颗粒的粒径为50-500nm；

所述分散制剂由粘结剂、保护剂以及有机溶剂组成。

2.根据权利要求1所述的适用于精密3D打印的导电铜浆，其特征在于，

所述粘接剂包括纤维素衍生物、环氧树脂、酚醛树脂、丙烯酸树脂、聚酰胺树脂中的任意一种或多种的组合。

3.根据权利要求1所述的适用于精密3D打印的导电铜浆，其特征在于，

所述保护剂包括硫醇、化学通式为OH-X-NH₂，X为2≤碳数≤6的伯醇胺、化学通式为NH-(Y-OH)₂，Y为2≤碳数≤6的仲醇胺、抗坏血酸、草酸、甲酸中的任意一种或多种的组合。

4.根据权利要求1所述的适用于精密3D打印的导电铜浆，其特征在于，

所述有机溶剂包括2≤碳数≤12的单/多元醇、化学通式为N-(Z-OH)₃，Z为2≤碳数≤6的叔醇胺、乙二醇单甲醚、二丙二醇甲醚、三乙二醇二甲醚中的任意一种或多种的组合。

5.根据权利要求1所述的适用于精密3D打印的导电铜浆，其特征在于，

所述导电铜浆的粘度区间为10Pa·s~1000Pa·s；

烧结后电阻率＜50μΩ·cm；

在0~-5℃环境下存放1年维持电阻率变化幅度＜8%；

烧结后粘附性能满足ASTM D3359-2017测试标准5B性能。

6.如权利要求1~5中任意一项所述适用于精密3D打印的导电铜浆的制备方法，其特征在于，

包括以下步骤：

（1）将铜前驱体溶液逐步加入到含配体的还原剂溶液中，使得铜前驱体在还原过程中成核与生长非同步进行，最终获得铜纳米颗粒分散液；

（2）将铜纳米颗粒分散液经分离、洗涤以及干燥后，得到纳米铜颗粒；

（3）将纳米铜颗粒与分散制剂混合后得到所述导电铜浆。

7.根据权利要求6所述的适用于精密3D打印的导电铜浆的制备方法，其特征在于，

所述步骤（1）中铜前驱体溶液浓度为1-7.5mol/L；

铜前驱体溶液的加入速度为0.2-10ml/min。

8.根据权利要求6所述的适用于精密3D打印的导电铜浆的制备方法，其特征在于，

所述步骤（1）中铜前驱体与还原剂的物质的量之比为1：（1-6）。

9.根据权利要求6或7或8所述的适用于精密3D打印的导电铜浆的制备方法，其特征在于，

所述步骤（1）中：

所述铜前驱体包括五水合硫酸铜、甲酸铜、氢氧化铜、醋酸铜、氯化铜、硝酸铜、硫化铜、柠檬酸铜、乙酰丙酮铜中的一种或多种的组合；

所述还原剂包括水合肼、次磷酸、次磷酸钠、亚磷酸钠、硼氢化钠、硼氢化钾、连二亚硫酸钠、甲醛、抗坏血酸、柠檬酸、草酸中的一种或多种的组合；

所述配体包括聚丙烯酸、聚乙烯吡咯烷酮中的任意一种或两种的组合。

10.如权利要求1~5中任意一项所述适用于精密3D打印的导电铜浆，或者通过如权利要求6~9中任意一项所述的制备方法制备得到的适用于精密3D打印的导电铜浆可实现≥1μm尺度高精密3D打印，在精密3D打印、精密光学、微纳芯片、印刷电子领域中的应用。