Published July 3, 2018 | Version v1
Publication Open

Copper conductive patterns through spray-pyrolysis of copper-diethanolamine complex solution

Creators

  • 1. Chulalongkorn University
  • 2. Hokkaido University

Description

A simple and low-cost method to fabricate copper conductive patterns at low temperature is critical for printed electronics. Low-temperature spray-pyrolysis of copper-alkanolamine complex solution shows high potential for this application. However, the produced copper patterns exhibit a granular structure consisting of connected fine copper particles. In this work, low-temperature spray-pyrolysis of copper formate-diethanolamine complex solution under N2 flow at a temperature of 200 °C was investigated. The effects of spraying conditions on microstructure and electrical properties of the patterns were examined. Our results revealed that the spraying rate is a critical parameter determining the degree of sintering and electrical resistivity of the patterns. A low spraying rate facilitates sintering, and hence well-sintered copper patterns with the lowest resistivity of 6.12 μΩ.cm (3.6 times of bulk copper) on a polyimide substrate could be fabricated.

⚠️ This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%

Translated Description (Arabic)

طريقة بسيطة ومنخفضة التكلفة لتصنيع أنماط موصلة للنحاس في درجة حرارة منخفضة أمر بالغ الأهمية للإلكترونيات المطبوعة. يُظهر الانحلال الحراري للرش منخفض درجة الحرارة لمحلول مجمع النحاس والألكانولامين إمكانات عالية لهذا التطبيق. ومع ذلك، فإن أنماط النحاس المنتجة تظهر بنية حبيبية تتكون من جزيئات نحاسية دقيقة متصلة. في هذا العمل، تم التحقيق في الانحلال الحراري للرش منخفض درجة الحرارة لمحلول مركب فورمات النحاس - ثنائي إيثانول أمين تحت تدفق N2 عند درجة حرارة 200 درجة مئوية. تم فحص آثار ظروف الرش على البنية المجهرية والخصائص الكهربائية للأنماط. كشفت نتائجنا أن معدل الرش هو معلمة حاسمة تحدد درجة التلبيد والمقاومة الكهربائية للأنماط. يسهل معدل الرش المنخفض التلبيد، وبالتالي يمكن تصنيع أنماط النحاس الملبدة جيدًا بأقل مقاومة تبلغ 6.12 ميكرو أوم. سم (3.6 مرات من النحاس السائب) على ركيزة بوليميد.

Translated Description (French)

Une méthode simple et peu coûteuse pour fabriquer des motifs conducteurs en cuivre à basse température est essentielle pour l'électronique imprimée. La pyrolyse par pulvérisation à basse température de la solution de complexe cuivre-alcanolamine présente un potentiel élevé pour cette application. Cependant, les motifs de cuivre produits présentent une structure granulaire constituée de fines particules de cuivre connectées. Dans ce travail, la pulvérisation-pyrolyse à basse température d'une solution de complexe formiate de cuivre-diéthanolamine sous flux de N2 à une température de 200 °C a été étudiée. Les effets des conditions de pulvérisation sur la microstructure et les propriétés électriques des motifs ont été examinés. Nos résultats ont révélé que la vitesse de pulvérisation est un paramètre critique déterminant le degré de frittage et la résistivité électrique des motifs. Une faible vitesse de pulvérisation facilite le frittage, et donc des motifs en cuivre bien frittés avec la plus faible résistivité de 6,12 μΩ.cm (3,6 fois le cuivre en vrac) sur un substrat en polyimide pourraient être fabriqués.

Translated Description (Spanish)

Un método simple y de bajo coste para fabricar patrones conductores de cobre a baja temperatura es fundamental para la electrónica impresa. La pirólisis por pulverización a baja temperatura de la solución de complejo de cobre-alcanolamina muestra un alto potencial para esta aplicación. Sin embargo, los patrones de cobre producidos exhiben una estructura granular que consiste en partículas de cobre finas conectadas. En este trabajo, se investigó la pirólisis por pulverización a baja temperatura de la solución de complejo de formiato de cobre-dietanolamina bajo flujo de N2 a una temperatura de 200 °C. Se examinaron los efectos de las condiciones de pulverización sobre la microestructura y las propiedades eléctricas de los patrones. Nuestros resultados revelaron que la velocidad de pulverización es un parámetro crítico que determina el grado de sinterización y la resistividad eléctrica de los patrones. Una baja velocidad de pulverización facilita la sinterización y, por lo tanto, se podrían fabricar patrones de cobre bien sinterizados con la resistividad más baja de 6,12 μΩ.cm (3,6 veces el cobre a granel) sobre un sustrato de poliimida.

Files

journal.pone.0200084&type=printable.pdf

Files (9.6 MB)

⚠️ Please wait a few minutes before your translated files are ready ⚠️ Note: Some files might be protected thus translations might not work.
Name Size Download all
md5:b10bb746db7f974ddcd5414475ec264c
9.6 MB
Preview Download

Additional details

Additional titles

Translated title (Arabic)
أنماط موصلة للنحاس من خلال الانحلال الحراري للرذاذ لمحلول مركب النحاس- دايثانولامين
Translated title (French)
Motifs conducteurs en cuivre par pulvérisation-pyrolyse d'une solution de complexe cuivre-diéthanolamine
Translated title (Spanish)
Patrones conductores de cobre a través de la pirólisis por pulverización de la solución del complejo de cobre-dietanolamina

Identifiers

Other
https://openalex.org/W2809801035
DOI
10.1371/journal.pone.0200084

Is supplement to
https://openalex.org/W4245431472 (Other)
https://openalex.org/W2351260752 (Other)
https://openalex.org/W2301809316 (Other)
https://openalex.org/W2116650279 (Other)
https://openalex.org/W2048696163 (Other)
https://openalex.org/W2035902159 (Other)
https://openalex.org/W2023028114 (Other)
https://openalex.org/W2017500505 (Other)
https://openalex.org/W1992000849 (Other)
https://openalex.org/W1985766365 (Other)

GreSIS Basics Section

Is Global South Knowledge
Yes
Country
Thailand

References

  • https://openalex.org/W1211461324
  • https://openalex.org/W1764403624
  • https://openalex.org/W1964205608
  • https://openalex.org/W1971859011
  • https://openalex.org/W1977223526
  • https://openalex.org/W1982147603
  • https://openalex.org/W1982575651
  • https://openalex.org/W1993938403
  • https://openalex.org/W1994486358
  • https://openalex.org/W1999124078
  • https://openalex.org/W2005046798
  • https://openalex.org/W2008644753
  • https://openalex.org/W2010613509
  • https://openalex.org/W2012606450
  • https://openalex.org/W2014656606
  • https://openalex.org/W2023988791
  • https://openalex.org/W2029866024
  • https://openalex.org/W2036714536
  • https://openalex.org/W2039881946
  • https://openalex.org/W2039944333
  • https://openalex.org/W2041386636
  • https://openalex.org/W2051218346
  • https://openalex.org/W2068027184
  • https://openalex.org/W2076888495
  • https://openalex.org/W2090711326
  • https://openalex.org/W2113418581
  • https://openalex.org/W2119294367
  • https://openalex.org/W2296392178
  • https://openalex.org/W2331358674
  • https://openalex.org/W2332289728
  • https://openalex.org/W2333543924
  • https://openalex.org/W2339374750
  • https://openalex.org/W2472543963
  • https://openalex.org/W2478481606
  • https://openalex.org/W2513578954
  • https://openalex.org/W2532245594
  • https://openalex.org/W2563202602
  • https://openalex.org/W2564692924
  • https://openalex.org/W2600634668
  • https://openalex.org/W2784129834