[發(fā)明專利]可拉伸電路及其加工方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202011167047.9
• 申請日: 2020-10-27
• 公開（公告）號: CN112399707A
• 公開（公告）日: 2021-02-23
• 發(fā)明（設計）人: 李霆鈺;孔德圣
• 申請（專利權）人: 南京大學
• 主分類號: H05K1/09
• 分類號: H05K1/09;H05K1/18;H05K3/10;H05K3/32
• 代理公司: 福建如浩律師事務所 35223
• 代理人: 劉開林

本發(fā)明屬于可拉伸電路加工技術領域，具體涉及一種利用液態(tài)金屬作為電路導線以及焊接材料的彈性可拉伸電路及其加工方法，所述可拉伸電路包括依次疊加設置的彈性基底、液態(tài)電路層、電子元器件層及封裝層；所述電子元器件層由多個接于所述液態(tài)電路層之上的電子元器件所形成，各所述電子元器件的底部及其相鄰焊腳之間設置有填膠層，以提升電路拉伸性能和穩(wěn)定性。本發(fā)明基于液態(tài)金屬電路，還增加設計了所述填膠層，這種設計可以實現(xiàn)大拉伸狀態(tài)下的電氣連接穩(wěn)定。

技術領域

本發(fā)明屬于可拉伸電路加工技術領域，具體涉及一種利用液態(tài)金屬作為電路導線以及焊接材料的彈性可拉伸電路及其加工方法。

背景技術

可拉伸電子領域，一般采用兩種策略可以用來實現(xiàn)可拉伸性，分別是材料創(chuàng)新或/和結構設計；而，利用液態(tài)金屬構造可拉伸電路則是材料創(chuàng)新方式中的其中一種。以液態(tài)金屬為基礎的可拉伸電路加工技術的關鍵在于液態(tài)金屬與元器件之間的有效機電接口連接技術，以保證電路的在拉伸過程中的穩(wěn)定性和可靠性。

然而，當前液態(tài)金屬焊接技術主要依靠液態(tài)金屬與元器件的焊腳之間的合金反應潤濕，在大拉伸狀態(tài)下，存在由于液態(tài)金屬的流動導致焊腳之間短路的問題。

因此，如何解決上述技術問題是本領域技術人員需要解決的重要技術問題之一。

發(fā)明內(nèi)容

為解決上述問題，本發(fā)明提供一種可拉伸電路，其包括依次疊加設置的彈性基底、液態(tài)電路層、電子元器件層及封裝層，其中：

電子元器件層由多個接于所述液態(tài)電路層之上的電子元器件所形成，各所述電子元器件的對應位置設置有填膠層，以提升電路拉伸性能和穩(wěn)定性；

所述對應位置包括所述電子元器件的安裝位及其相鄰焊腳安裝位之間。

可拉伸電路的加工方法，所述可拉伸電路為上述的可拉伸電路，其包括如下加工步驟：

步驟一：選取對液態(tài)金屬不具有粘附性的材料作為彈性的彈性基底，在所述彈性基底上利用對液態(tài)金屬具有粘附性的材料制作電路圖案；

步驟二：先于所述電路圖案中電子元器件的安裝位，以及電子元器件相鄰焊腳安裝位之間填充膠體，再將液態(tài)金屬粘附在所述電路圖案上得到液態(tài)金屬電路，形成液態(tài)電路層，并將所需電子元器件適配的裝于所述安裝位處形成電子元器件層；或，先將液態(tài)金屬粘附在所述電路圖案上得到液態(tài)金屬電路，形成液態(tài)電路層，并將所需電子元器件適配的裝于所述安裝位處，形成電子元器件層，再于所述電路圖案中電子元器件的安裝位，以及電子元器件相鄰焊腳安裝位之間填充膠體；

步驟三：固化填充膠體，形成填膠層，以獲得完整的電路；

步驟四：將完整的電路封裝，制得可拉伸電路成品。

進一步優(yōu)選的：所述彈性基底上通過真空蒸鍍或磁控濺射依次設置粘附層及潤濕層，并利用紅外激光刻蝕多余的潤濕層和粘附層，形成電路圖案。

進一步優(yōu)選的：所述粘附層厚度為10nm，所述潤濕層厚度為100nm。

進一步優(yōu)選的：所述彈性基底為TPU溶液倒在玻璃片上自然揮發(fā)所形成；或，所述彈性基底為在改性的玻璃片上固化硅橡膠混合液得到。

進一步優(yōu)選的：所述粘附層為金屬鉻層，潤濕層為金屬銅層。

進一步優(yōu)選的：步驟二中所述的膠體由加入疏水白炭黑的紫外光固化膠配成；或，步驟二中所述的膠體由加入疏水白炭黑的硅橡膠配成。

進一步優(yōu)選的：步驟二具體操作是：在質(zhì)量比為1％-5％的NaOH溶液或3％-16％的鹽酸溶液中將液態(tài)金屬沉積在具有電路圖案的所述潤濕層上，用去離子水清洗，并烘干，以獲得液態(tài)金屬電路。