[發明專利]一種可延展的柔性射頻微帶線及其制備方法

有效

• 申請號: 201911043606.2
• 申請日: 2019-10-30
• 公開（公告）號: CN110797617B
• 公開（公告）日: 2021-07-06
• 發明（設計）人: 潘泰松;彭越禹;陳思宏;谷雨;顏卓程;高敏;林媛
• 申請（專利權）人: 電子科技大學
• 主分類號: H01P3/10
• 分類號: H01P3/10;H01P3/18;H01P11/00
• 代理公司: 電子科技大學專利中心 51203
• 代理人: 吳姍霖

本發明提供了一種可延展的柔性射頻微帶線及其制備方法，屬于柔性電子技術領域。本發明制備的柔性射頻微帶線采用可延展的金屬折線層、可延展的柔性介電層、可延展的周期陣列層共3層的三明治結構。一方面，該發明實現了比較好的信號傳輸性能，在0～3GHz內的信號質量能夠得到保障；另一方面，該發明實現了比較好的延展性，且在20％的拉伸范圍內信號不會發生明顯的衰減，綜上所述，本發明未來將會在無線通信和生物電子醫療領域大放異彩。

技術領域

本發明屬于柔性電子技術領域，具體涉及一種可延展的柔性射頻微帶線及其制備方法。

背景技術

微帶線被廣泛應用在手機電路中，一般有兩個方面的作用：一是把高頻信號進行較有效地傳輸；二是與其他固體器件如電感、電容等構成一個匹配網絡，使信號輸出端與負載很好地匹配，功率可以被盡可能少地被線路消耗，而盡可能多地傳遞至負載。傳統的微帶線結構是由支在剛性介質基片上的單一導體帶構成的微波傳輸線，基片的另一面制作有接地金屬平板，它是微波集成電路的基礎，被廣泛應用于微波集成電路和高速脈沖電路。其優點是小型、重量輕、頻帶寬、可靠性高、成本低以及易與固體器件連接，便于微波組件和系統的集成化，但目前的微帶線都是限于剛性介質基片，其基本結構從上至下依次為銅層、電介質層和銅層，因此這樣的結構不具有可延展性。

柔性電子是一種技術的通稱，是指將有機/無機材料電子器件制作在柔性/可延性基板上的新興電子技術。目前，柔性電子涵蓋了有機電子、塑料電子、生物電子、納米電子、印刷電子等，包括RFID、柔性顯示、有機電致發光(OLED)顯示與照明、化學與生物傳感器、柔性光伏、柔性邏輯與存儲、柔性電池、可穿戴設備等多種應用。相對于傳統電子，柔性電子具有更大的靈活性，能夠在一定程度上適應不同的工作環境，滿足設備的形變要求。但是，相應的技術要求同樣制約了柔性電子的發展：首先，柔性電子體現在不損壞本身電子性能的基礎上的延展性，因此對電路的制作材料提出了新的挑戰和要求；其次，柔性電子器件的性能相對于傳統的電子器件來說仍然不足。

近年來，柔性電子領域的研究異常火熱，使得該領域的發展日新月異并取得了長足的進展。對于可延展的柔性射頻微帶線，一方面，傳統的微帶線結構將變得可以延展，這將極大程度上提高微帶線的使用靈活性，拓寬應用范圍；另一方面，柔性的電子設備不僅實現了良好的生物兼容性，而且還能夠兼具微帶線本身頻帶寬的信號傳輸性能。因此，柔性射頻微帶線在可穿戴電子設備領域以及無線通信技術(例如：藍牙、Zigbee、NFC)中有著廣闊的應用前景，將柔性電子和微帶線相結合可以進一步地令二者互相取長補短，相得益彰。但目前并沒有柔性微帶線的制備工藝的出現。

發明內容

針對背景技術所存在的問題，本發明的目的在于提供一種可延展的柔性射頻微帶線及其制備方法。該可延展的柔性射頻微帶線包括三層結構，其中，將剛性介質基片替換成可延展的柔性介電層，由可延展周期陣列層和可延展金屬折線層共同限定電磁波在介電層中傳播，實現了微帶線電路的可延展性能，且在0～3GHz的頻率范圍內信號也不會發生明顯地衰減。

為實現上述目的，本發明的技術方案如下：

一種可延展的柔性射頻微帶線，其特征在于，所述柔性射頻微帶線從下往上依次為可延展周期陣列層、可延展柔性介電層和可延展金屬折線層；所述可延展周期陣列層與可延展金屬折線層均由金屬和有機聚合物組成，兩層都由有機聚合物與可延展柔性介電層相連接，可延展周期陣列層與可延展金屬折線層的兩端通過射頻接線端子實現電氣互連。

進一步地，所述可延展周期陣列層由基本陣列單元周期排列組成，所述可延展周期陣列層包括圖案區和圖案區兩側的空白區，所述圖案區由基本陣列單元由基本圖形依次旋轉90°、 180°和270°得到，所述基本圖形由第一長條形和第二長條形通過倒角連接構成，所述第一長條形與水平線之間的夾角α為15°～60°，第一長條形與第二長條形之間的夾角β為180°-2α，所述第一長條形和第二長條形的寬度相同，為0.2～3mm，所述第一長條形未與第二長條形接觸的一端作為旋轉中心，基本陣列單元長度L0為1～10mm。