[發(fā)明專利]一種變線寬的柔性可拉伸導(dǎo)線及其制備方法

有效

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• 申請日: 2017-11-23
• 公開（公告）號: CN107978578B
• 公開（公告）日: 2020-02-21
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 蘇業(yè)旺;李爽;劉浩
• 申請（專利權(quán)）人: 中國科學院力學研究所
• 主分類號: H01L23/49
• 分類號: H01L23/49;H01L21/48
• 代理公司: 北京和信華成知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11390
• 代理人: 胡劍輝

本發(fā)明公開了一種變線寬的柔性可拉伸導(dǎo)線及其制備方法，可以在保持可拉伸性的同時減小導(dǎo)線自身的電阻從而提高導(dǎo)線在力學性能、電學性能和熱學性能三者間平衡調(diào)節(jié)的可行性。包括：導(dǎo)電膜和絕緣襯底，導(dǎo)電膜與絕緣襯底層疊設(shè)置，導(dǎo)電膜位于上層；導(dǎo)線彎曲變形較小導(dǎo)線段的導(dǎo)電膜的寬度大于彎曲變形較大導(dǎo)線段的導(dǎo)電膜的寬度；導(dǎo)線彎曲變形較小導(dǎo)線段的絕緣襯底的寬度等于或大于該段導(dǎo)電膜的寬度；彎曲變形較大導(dǎo)線段的絕緣襯底的寬度等于或大于該段導(dǎo)電膜的寬度，同時小于或等于彎曲變形較小導(dǎo)線段的絕緣襯底的寬度；導(dǎo)電膜的最大寬度部分與最小寬度部分之間通過平滑的過渡曲線連接；導(dǎo)線輪廓為蛇形蜿蜒的曲線形。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于柔性電子器件的結(jié)構(gòu)設(shè)計技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種變線寬的柔性可拉伸導(dǎo)線及其制備方法。

背景技術(shù)

目前柔性電子器件正在逐步產(chǎn)業(yè)化，在柔性顯示、運動監(jiān)測以及醫(yī)療、能源等領(lǐng)域都有重要應(yīng)用。柔性電子與傳統(tǒng)IC技術(shù)一樣，制造工藝和裝備也是柔性電子技術(shù)發(fā)展的主要驅(qū)動力。

柔性可拉伸性導(dǎo)線可以提高電子器件在不可展曲面上的貼合性。同時，柔性可拉伸導(dǎo)線已發(fā)展了島橋結(jié)構(gòu)和分形結(jié)構(gòu)這兩種常見的電路結(jié)構(gòu)，在給定的導(dǎo)線空間內(nèi)，這些電路結(jié)構(gòu)可以實現(xiàn)柔性可拉伸導(dǎo)線足夠的可拉伸性能。

然而，當在電子器件或者電路結(jié)構(gòu)中，使用的柔性可拉伸導(dǎo)線本身很細時，其電阻過大，會產(chǎn)生發(fā)燙的現(xiàn)象，甚至導(dǎo)致器件不能正常工作。而對于本身很細的柔性可拉伸導(dǎo)線在電子器件或者電路結(jié)構(gòu)中使用時，其力學性能、電學性能和熱學性能間的平衡調(diào)節(jié)比較難實現(xiàn)，甚至無法調(diào)節(jié)，尤其對于高能量的器件，此為目前柔性可拉伸導(dǎo)線在實際應(yīng)用中存在的一個難題。而且，目前本領(lǐng)域還未找到一種合適的可拉伸導(dǎo)線，具有較好的拉伸性能的同時電阻不會過大。

中國專利(CN105038249A)公開了一種可拉伸的導(dǎo)電復(fù)合材料及其制備方法與應(yīng)用，該可拉伸的導(dǎo)電復(fù)合材料是通過棉花負載銀納米線后，用PDMS包裹起來形成的能夠拉伸的導(dǎo)電復(fù)合材料。但是由于納米銀受本身的塑性和延展性的限制，該可拉伸的導(dǎo)電復(fù)合材料的延展性依然不能滿足對拉伸性能要求較高的一些特殊領(lǐng)域。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的一個目的在于提供一種變線寬的柔性可拉伸導(dǎo)線，該變線寬的柔性可拉伸導(dǎo)線可以在保持可拉伸性的同時減小導(dǎo)線自身的電阻，從而提升整個電子器件或者電路結(jié)構(gòu)的電學性能和熱學性能，提高柔性可拉伸導(dǎo)線在力學性能、電學性能和熱學性能三者間平衡調(diào)節(jié)時的可行性。

本發(fā)明的另一個目的在于提供制備所述變線寬的柔性可拉伸導(dǎo)線的方法。

為了達到上述目的，本發(fā)明的具體技術(shù)方案如下：

一種變線寬的柔性可拉伸導(dǎo)線，所述導(dǎo)線輪廓為蛇形蜿蜒的曲線形，包括：導(dǎo)電膜和絕緣襯底，所述導(dǎo)電膜與所述絕緣襯底疊加設(shè)置；

所述可拉伸導(dǎo)線包括彎曲變形較小導(dǎo)線段和彎曲變形較大導(dǎo)線段，所述可拉伸導(dǎo)線彎曲變形較小導(dǎo)線段的所述導(dǎo)電膜的寬度大于彎曲變形較大導(dǎo)線段的所述導(dǎo)電膜的寬度；所述導(dǎo)線彎曲變形較小導(dǎo)線段的所述絕緣襯底的寬度等于或大于該段所述導(dǎo)電膜的寬度；

彎曲變形較大導(dǎo)線段的所述絕緣襯底的寬度等于或大于該段所述導(dǎo)電膜的寬度，同時小于或等于彎曲變形較小導(dǎo)線段的所述絕緣襯底的寬度；

所述導(dǎo)電膜的最大寬度部分與最小寬度部分之間通過平滑的過渡曲線連接。

進一步地，還包括封裝所述導(dǎo)電膜和絕緣襯底的彈性封裝薄膜，所述彈性封裝薄膜為Ecoflex薄膜或Silbione薄膜。

進一步地，所述導(dǎo)線彎曲變形較小導(dǎo)線段的所述導(dǎo)電膜的最大寬度，大于或等于所述導(dǎo)線彎曲變形較大導(dǎo)線段的所述導(dǎo)電膜的最小寬度的倍數(shù)，所述倍數(shù)范圍為1-20。

進一步地，所述變線寬的柔性可拉伸導(dǎo)線為“U”形，所述過渡曲線的曲率半徑大于所述導(dǎo)電膜最小寬度部分的曲率半徑，小于所述導(dǎo)電膜最大寬度部分的曲率半徑。