CN210143156U - 一种电路基材、柔性薄膜电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种电路基材、柔性薄膜电路，涉及微电子技术领域。本实用新型提供的电路基材包括：第一柔性基材；第二柔性基材；液态金属线路，所述液态金属线路位于所述第一柔性基材和所述第二柔性基材之间；其中，所述第一柔性基材具有非粘性状态和粘性状态，所述第一柔性基材在干燥时处于非粘性状态，接触第一液体后处于粘性状态。本实用新型的技术方案能够简单方便地制作及使用柔性薄膜电路。

Description

一种电路基材、柔性薄膜电路

技术领域

本实用新型涉及微电子技术领域，尤其涉及一种电路基材、柔性薄膜电路。

背景技术

传统的电路集成于PCB板上，制作PCB板的过程复杂，需要开料、钻孔、沉铜、外形电路、图形电镀、蚀刻、中测、阻焊等繁琐的制作工序，要实现其功能前的生产加工周期长、生产成本高。

随着印刷电子技术的不断进步，以液态金属为代表的导电流体使得直写、打印等电路直印技术成为了可能。但仍然需要使用液态金属直写笔、液态金属打印机等设备才可以制作电路，电路的制作仍然较为复杂。

而且现有的电路都封闭在固定的产品中，无法满足用户对电路使用场景和目的的多样化需求。

实用新型内容

本实用新型提供一种电路基材、柔性薄膜电路，可以简单方便地制作及使用柔性薄膜电路。

第一方面，本实用新型提供一种电路基材，采用如下技术方案：

所述电路基材包括：

第一柔性基材；

第二柔性基材；

液态金属线路，所述液态金属线路位于所述第一柔性基材和所述第二柔性基材之间；

其中，所述第一柔性基材具有非粘性状态和粘性状态，所述第一柔性基材在干燥时处于非粘性状态，接触第一液体后处于粘性状态。

可选地，所述第一柔性基材包括绝缘主体和分散于所述绝缘主体中的淀粉粉末和/或蜜蜡粉末。

可选地，所述第二柔性基材具有致密状态和疏松状态，所述第二柔性基材在干燥时处于致密状态，接触第二液体后处于疏松状态，允许所述第一液体通过所述第二柔性基材。

可选地，所述第二柔性基材为均质结构，所述第二柔性基材可全部溶解于所述第二液体。

进一步地，所述第二柔性基材为PVB膜、PVP膜、PVA膜、海藻酸钠膜、明胶膜、壳聚糖膜、PEO膜或者PEG膜。

可选地，所述第二柔性基材包括多孔结构和填充于所述多孔结构的孔洞内的填充结构，所述填充结构可溶解于所述第二液体。

可选地，所述电路基材还包括：至少一个电阻和至少一个发光二极管，所述至少一个电阻和所述至少一个发光二极管均位于所述第一柔性基材和所述第二柔性基材之间，且均与所述液态金属线路连接。

第二方面，本实用新型提供一种柔性薄膜电路，采用如下技术方案：

所述柔性薄膜电路由以上任一项所述的电路基材制成，所述柔性薄膜电路包括：

处于粘性状态的第一柔性基材；

液态金属线路，所述液态金属线路位于所述第一柔性基材上；

电池，所述电池粘贴于所述第一柔性基材上，且与所述液态金属线路连接；

至少一个电阻，所述至少一个电阻位于所述第一柔性基材上，且与所述液态金属线路连接；

至少一个发光二极管，所述至少一个发光二极管位于所述第一柔性基材上，且与所述液态金属线路连接。

第三方面，本实用新型提供一种柔性薄膜电路的制作方法，采用如下技术方案：

所述柔性薄膜电路的制作方法，用于制作以上所述的柔性薄膜电路，所述柔性薄膜电路的制作方法包括：

步骤S1、提供一电路基材；

步骤S2、使所述电路基材中的所述第一柔性基材接触第一液体，处于粘性状态；

步骤S3、在处于粘性状态的所述第一柔性基材上粘贴电池，所述电池与所述液态金属线路连接。

可选地，所述步骤S2包括：

向所述电路基材中的所述第二柔性基材上喷第二液体，所述第二液体与第一液体相同，或者包括所述第一液体，使所述第二柔性基材处于疏松状态；

所述第二液体通过处于疏松状态的所述第二柔性基材，到达所述第一柔性基材，使所述第一柔性基材处于粘性状态。

本实用新型提供了一种电路基材、柔性薄膜电路及其制作方法，其中，该电路基材包括第一柔性基材、第二柔性基材和位于二者之间的液态金属线路，该电路基材中已经有液态金属线路，因此，使用该电路基材制作柔性薄膜电路的过程简单，且由于第一柔性基材在干燥时处于非粘性状态，接触第一液体后处于粘性状态，通过使第一柔性基材接触第一液体即可将使用该电路基材制作的柔性薄膜电路粘贴于目标位置处，使得柔性薄膜电路的使用简单方便，有利于满足用户对柔性薄膜电路的使用场景和目的的多样化需求。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例提供的电路基材的俯视图一；

图2为本实用新型实施例提供的图1沿AA’方向的截面示意图；

图3为本实用新型实施例提供的电路基材的俯视图二；

图4为本实用新型实施例提供的图3沿AA’方向的截面示意图；

图5为本实用新型实施例提供的柔性薄膜电路的结构示意图；

图6为本实用新型实施例提供的柔性薄膜电路的制作方法的流程图。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

需要说明的是，在不冲突的情况下本实用新型实施例中的各技术特征均可以相互结合。

本实用新型实施例提供了一种电路基材，具体地，如图1、图2、图3和图4所示，图1为本实用新型实施例提供的电路基材的俯视图一，图2为本实用新型实施例提供的图1沿AA’方向的截面示意图，图3为本实用新型实施例提供的电路基材的俯视图二，图4为本实用新型实施例提供的图3沿AA’方向的截面示意图，该电路基材包括第一柔性基材1、第二柔性基材2和液态金属线路3，液态金属线路3位于第一柔性基材1和第二柔性基材2之间；其中，第一柔性基材1具有非粘性状态和粘性状态，第一柔性基材1在干燥时处于非粘性状态，接触第一液体后处于粘性状态。

由于该电路基材中已经有液态金属线路3，因此，使用该电路基材制作柔性薄膜电路的过程简单，且由于第一柔性基材1在干燥时处于非粘性状态，接触第一液体后处于粘性状态，通过使第一柔性基材1接触第一液体即可将使用该电路基材制作的柔性薄膜电路粘贴于目标位置处，使得柔性薄膜电路的使用简单方便，有利于满足用户对柔性薄膜电路的使用场景和目的的多样化需求。

本实用新型实施例中，第一柔性基材1的结构可以有多种，针对不同的结构可以选用对应的第一液体，以使第一柔性基材1在能够在接触第一液体后处于粘性状态。第一柔性基材1在由非粘性状态转变为粘性状态的过程中，可以发生物理变化和/或化学变化，本实用新型实施例对此不进行限定，只要其还能起到固定其上的液态金属线路3的作用即可。

在一个例子中，第一柔性基材1包括绝缘主体和分散于绝缘主体中的淀粉粉末和/或蜜蜡粉末。绝缘主体可以包括植物纤维、水溶性树脂等。具有此结构的第一柔性基材1，接触水后，其中的淀粉粉末和/或蜜蜡粉末会溶解在水中，进而呈现出粘性，使第一柔性基材1处于粘性状态。基于此，水或者任何含有水的液体均可以作为以上所述的第一液体，使得第一液体的选择范围广，且生物相容性较好，有利于进一步简化柔性薄膜电路的使用方法，进一步满足用户对柔性薄膜电路的使用场景和目的的多样化需求。

在又一个例子中，第一柔性基材1包括多个微胶囊，微胶囊的囊壁可溶于第一液体，且无粘性，微胶囊的囊芯具有粘性。具有此结构的第一柔性基材1在接触第一液体后，微胶囊的囊壁溶解，释放出微胶囊的囊芯，进而使第一柔性基材1处于粘性状态。

在再一个例子中，第一柔性基材1包括均匀混合的两种组分，两种组分可在接触第一液体后会发生化学反应，生成具有粘性的物质。具有此结构的第一柔性基材1在接触第一液体后，两种组分发生化学反应，生成具有粘性的物质，进而使第一柔性基材1处于粘性状态。

需要说明的是，本实用新型实施例中液态金属线路3中所采用的“液态金属”为熔点在300℃以下的合金或者金属单质，或者以上所述的金属单质或者合金作为主要成分的导电混合物。

可选地，液态金属中的合金或者金属单质可以为镓单质、铟单质、锡单质、汞单质、镓铟合金、镓铟锡合金、镓锡合金、镓锌合金、镓铟锌合金、镓锡锌合金、镓铟锡锌合金、镓锡镉合金、镓锌镉合金、铋铟合金、铋锡合金、铋铟锡合金、铋铟锌合金、铋锡锌合金、铋铟锡锌合金、铋铟锡铅合金、铋锡镉合金、铋铅锡合金、铋锡铅镉合金、锡铅合金、锡铜合金、锡锌合金、锡锌铜合金、锡银铜合金中的一种或几种。

优选地，本实用新型实施例中液态金属为镓铟共晶合金与银包铜粉的混合物，以使得液态金属具有较好的电学性能，且具有合适的粘度，不会随重力作用而移动。液态金属中银包铜粉所占的质量百分比可以为8％。

液态金属线路3的具体走向可以根据实际需要进行选择，例如，以实现电路功能为主要目的时，可尽可能地简化液态金属线路3，以节约材料，以装饰作为主要目的时，可以对液态金属线路3进行设计使其呈现出具有美感的图案。

本实用新型实施例中，第二柔性基材2可以有许多结构，只要能满足在电路基材未使用时，能够有效地保护液态金属线路3即可，电路基材使用时，第二柔性基材2可以保持原结构不变，也可以被去除，也可以结构发生变化。

在一个例子中，第二柔性基材2具有稳定的结构，即在电路基材使用前后，第二柔性基材2的结构不发生任何的变化。具有此结构的电路基材使用过程中，需要在靠近第一柔性基材1的一侧喷第一液体，以使第一柔性基材1与第一液体接触，进而处于粘性状态，然后将电路基材粘贴至目标位置处。

在此例子中，第二柔性基材2上可以设置有至少一个安装开口，以便于后续其他结构(如发光二极管、电源、电阻等)的安装。

在又一个例子中，第二柔性基材2具有致密状态和疏松状态，第二柔性基材2在干燥时处于致密状态，接触第二液体后处于疏松状态，允许第一液体通过第二柔性基材2。具有此结构的电路基材使用过程中，可以先将电路基材放置在目标位置处，然后在靠近第二柔性基材1的一侧先喷第二液体，使第二柔性基材2由致密状态变为疏松状态，然后使第一液体通过第二柔性基材2到达第一柔性基材1(第一液体可以包括在第二液体内，也可以单独提供)，使第一柔性基材1处于粘性状态，实现电路基材的粘贴，避免了粘贴位置不准确等情况的出现。

进一步地，第二柔性基材2接触第二液体后处于疏松状态可以有多种。

第一种，第二柔性基材2包括多孔结构和填充于多孔结构的孔洞内的填充结构，填充结构可溶解于第二液体，第二柔性基材2接触第二液体后，填充结构被溶解，得到处于疏松状态的第二柔性基材2；此时，第二柔性基材2上也可以设置有至少一个安装开口，以便于后续其他结构(如发光二极管、电源、电阻等)的安装。

第二种，第二柔性基材2为均质结构，第二柔性基材2可全部溶解于第二液体，第二柔性基材2接触第二液体后，全部被溶解，以溶质的形式存在与第二液体中，进而呈现出疏松状态。

可选地，第二柔性基材2由可溶于水的材料或者可溶于醇的材料制成，以使得第二液体的选择范围广，且生物相容性较好。示例性地，第二柔性基材2为PVB(聚乙烯醇缩丁醛，polyvinyl butyral)膜、PVP(聚乙烯吡咯烷酮，polyvinyl pyrrolidone)膜、PVA(聚乙烯醇，polyvinyl alcohol)膜、海藻酸钠膜、明胶膜、壳聚糖膜、PEO(聚氧化乙烯，Polyethylene oxide)膜或者PEG(聚乙二醇，polyethylene glycol)膜等。其中，海藻酸钠、明胶、壳聚糖为水溶性材料，即可溶于水，PVB、PEG为醇溶性材料，即可溶于醇，PVP、PVA、PEO既可以溶于水又可以溶于醇。

可选地，本实用新型实施例中，如图3和图4所示，电路基材还包括：至少一个电阻5和至少一个发光二极管4，各电阻5和各发光二极管4均位于第一柔性基材1和第二柔性基材2之间，且均与液态金属线路3连接，以进一步简化使用电路基材制作柔性薄膜电路的方法。

另外，电阻5的设置还可以有效避免在柔性薄膜电路的工作过程中流经发光二极管4的电流过大，可以避免发光二极管4发热过高。电阻5可以为分压电阻也可以为限流电阻。发光二极管4的具体数量可以根据柔性薄膜线路中选用的电池的电压以及实际需要进行选择，如3V的电池可承载1～10个发光二极管，5V的电池可以承载高达50个发光二极管。当然，电路基材还可以根据实际需要包括其他电学元件。

以上发光二极管4可以为市面上发售的普适的发光二极管4，如0805封装的发光二极管、0603封装的发光二极管、0402封装的发光二极管、5050封装的发光二极管等。当针对3V或5V的电池，且电阻5为分压电阻时，其可以选定为阻值为300Ω～500Ω的0805以下的封装贴片电阻。

另外，如图1和图3所示，本实用新型实施例中的电路基材还包括电池焊盘6和正负极标识(图中“+”和“-”)，电池焊盘6和正负极标识均位于第一柔性基材1和第二柔性基材2之间，以便于在电路基材上粘贴电池，制作柔性薄膜电路。电池焊盘6和正负极标识可以使用和液态金属线路3同样的液态金属制成，以简化电路基材的制作方法。

为了便于本领域技术人员制作以上所述的电路基材，本实用新型实施例提供几种电路基材的制作方法。

在一个例子中，在干燥的第一柔性基材1，即处于非粘性状态的第一柔性基材1上印刷液态金属线路3；待液态金属线路3印刷完成后，在液态金属线路3上进行发光二极管4、电阻5等元件的贴片操作；封上处于液态的第二柔性基材2的材料；然后放入50℃～80℃的鼓风干燥箱中进行风干；最后待第二柔性基材2干燥后，得到电路基材。

在又一个例子中，在湿润的第一柔性基材1，即处于粘性状态的第一柔性基材1上使用点胶阀将液态金属点出，得到液态金属线路3；待液态金属线路3点出完成后，在液态金属线路3上进行发光二极管4、电阻5等元件的贴片操作；封上处于液态的第二柔性基材2的材料；然后放入50℃～80℃的鼓风干燥箱中进行风干；最后待第一柔性基材1和第二柔性基材2均干燥后，得到电路基材。

在再一个例子中，在某种疏液态金属的基材表面(如不锈钢表面)通过印刷或点胶阀的方式制作液态金属线路3，在液态金属线路3上封上处于液态的第二柔性基材2的材料；然后通过对疏液态金属的基材表面进行加热，加速处于液态的第二柔性基材2的材料的干燥速度；待第二柔性基材2干燥后，揭下第二柔性基材2，液态金属线路3会转印到第二柔性基材2上；在液态金属线路3上进行发光二极管4、电阻5等元件的贴片操作；然后对第二柔性基材2上的液态金属线路3封装上处于液态的第一柔性基材1的材料；在加热的不锈钢板上或在鼓风干燥箱内进行烘干，待第一柔性基材1干燥后，得到电路基材。

此外，本实用新型实施例提供了一种柔性薄膜电路，柔性薄膜电路由以上任一项所述的电路基材制成，具体地，如图5所示，图5为本实用新型实施例提供的柔性薄膜电路的结构示意图，该柔性薄膜电路包括：

处于粘性状态的第一柔性基材1；

液态金属线路3，液态金属线路3位于第一柔性基材1上；

电池7，电池7粘贴于第一柔性基材1上，且与液态金属线路3连接；

至少一个电阻5，各电阻5位于第一柔性基材1上，且与液态金属线路3连接；

至少一个发光二极管4，各发光二极管4位于第一柔性基材1上，且与液态金属线路3连接。

需要说明的是，以上所述的各电阻5和各发光二极管4可以集成于电路基材中，也可以为将电路基材粘贴至目标位置处之后，在第一柔性基材1仍处于粘性状态时，将各电阻5和各发光二极管4粘贴至对应位置上后得到的。

若所选用的电路基材中的第二柔性基材全部可溶解于第二液体中时，由电路基材制成的柔性薄膜电路中不包括第二柔性基材，若所选用的电路基材中的第二柔性基材部分可溶解于第二液体时，由电路基材制成的柔性薄膜电路中还包括处于疏松状态的第二柔性基材，若所选用的电路基材中的第二柔性基材具有稳定的结构时，由电路基材制成的柔性薄膜电路中还包括该第二柔性基材。

此外，本实用新型实施例还提供了一种柔性薄膜电路的制作方法，用于制作以上所述的柔性薄膜电路，具体地，如图6所示，图6为本实用新型实施例提供的柔性薄膜电路的制作方法的流程图，柔性薄膜电路的制作方法包括：

步骤S1、提供一电路基材；

此处所述的电路基材可以为之前所述的任一种电路基材，其具体结构此处不再进行赘述。

步骤S2、使电路基材中的第一柔性基材接触第一液体，处于粘性状态；

可选地，步骤S2包括：

向电路基材中的第二柔性基材上喷第二液体，第二液体与第一液体相同，或者包括第一液体，使第二柔性基材处于疏松状态；

第二液体通过处于疏松状态的第二柔性基材，到达第一柔性基材1，使第一柔性基材1处于粘性状态。

步骤S3、在处于粘性状态的第一柔性基材上粘贴电池，电池与液态金属线路连接。

电路基材中的第一柔性基材包括绝缘主体和分散于绝缘主体中的淀粉粉末和/或蜜蜡粉末，第二柔性基材为藻酸钠、明胶、壳聚糖、PVP、PVA或者PEO时，第一液体和第二液体可以均为水；电路基材中的第一柔性基材包括绝缘主体和分散于绝缘主体中的淀粉粉末和/或蜜蜡粉末，第二柔性基材为PVB、PEG、PVP、PVA或者PEO时，第二液体可以为乙醇溶液(如医用酒精)，第一液体为水，第一液体可以为单独提供的水，也可以为第二液体中包含的水。

以上所述的柔性薄膜电路的制作方法也可以理解为用户使用之前所述的电路基材的使用方法。用户可以在任何需要的位置处(如人体皮肤上)使用之前所述的电路基材制作所需的柔性薄膜电路。当得到的柔性薄膜电路位于人体皮肤上时，柔性薄膜电路可以起到装饰、生理参数监测等效果。

在一个例子中，电路基材包括第一柔性基材、第二柔性基材、液态金属线路、至少一个电阻、至少一个发光二极管和电池焊盘，第一柔性基材包括绝缘主体和分散于绝缘主体中的淀粉粉末和/或蜜蜡粉末，第二柔性基材为藻酸钠、明胶、壳聚糖、PVP、PVA或者PEO，在人体皮肤上使用之前所述的电路基材制作柔性薄膜电路时，柔性薄膜电路的具体制作过程包括：

将电路基材的第一柔性基材朝下贴在皮肤上；

对第二柔性基材喷水；

第二柔性基材溶解消除，第一柔性基材沾水后处于粘性状态，粘附在皮肤上，进而起到将液态金属线路固定在皮肤上的作用；

在第一柔性基材还未完全脱水仍然处于粘性状态时，在电池焊盘处粘贴电池，即可使各发光二极管开始发光。

在又一个例子中，电路基材包括第一柔性基材、第二柔性基材、液态金属线路、至少一个电阻、至少一个发光二极管和电池焊盘，第一柔性基材包括绝缘主体和分散于绝缘主体中的淀粉粉末和/或蜜蜡粉末，第二柔性基材为PVB、PEG、PVP、PVA或者PEO，在人体皮肤上使用之前所述的电路基材制作柔性薄膜电路时，柔性薄膜电路的具体制作过程包括：

将电路基材的第一柔性基材朝下贴在皮肤上；

对第二柔性基材喷医用酒精，即35％～75％浓度的酒精；

第二柔性基材溶解消除，第一柔性基材沾医用酒精中的水后处于粘性状态，粘附在皮肤上，进而起到将液态金属线路固定在皮肤上的作用；

在第一柔性基材还未完全脱水仍然处于粘性状态时，在电池焊盘处粘贴电池，即可使各发光二极管开始发光。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。

Claims (8)

1.一种电路基材，其特征在于，包括：

第一柔性基材；

第二柔性基材；

液态金属线路，所述液态金属线路位于所述第一柔性基材和所述第二柔性基材之间；

其中，所述第一柔性基材具有非粘性状态和粘性状态，所述第一柔性基材在干燥时处于非粘性状态，接触第一液体后处于粘性状态。

2.根据权利要求1所述的电路基材，其特征在于，所述第一柔性基材包括绝缘主体和分散于所述绝缘主体中的淀粉粉末和/或蜜蜡粉末。

3.根据权利要求1或2所述的电路基材，其特征在于，所述第二柔性基材具有致密状态和疏松状态，所述第二柔性基材在干燥时处于致密状态，接触第二液体后处于疏松状态，允许所述第一液体通过所述第二柔性基材。

4.根据权利要求3所述的电路基材，其特征在于，所述第二柔性基材为均质结构，所述第二柔性基材可全部溶解于所述第二液体。

5.根据权利要求4所述的电路基材，其特征在于，所述第二柔性基材为PVB膜、PVP膜、PVA膜、海藻酸钠膜、明胶膜、壳聚糖膜、PEO膜或者PEG膜。

6.根据权利要求3所述的电路基材，其特征在于，所述第二柔性基材包括多孔结构和填充于所述多孔结构的孔洞内的填充结构，所述填充结构可溶解于所述第二液体。

7.根据权利要求1所述的电路基材，其特征在于，还包括：至少一个电阻和至少一个发光二极管，所述至少一个电阻和所述至少一个发光二极管均位于所述第一柔性基材和所述第二柔性基材之间，且均与所述液态金属线路连接。

8.一种柔性薄膜电路，由如权利要求1～7任一项所述的电路基材制成，其特征在于，所述柔性薄膜电路包括：

处于粘性状态的第一柔性基材；

液态金属线路，所述液态金属线路位于所述第一柔性基材上；

电池，所述电池粘贴于所述第一柔性基材上，且与所述液态金属线路连接；

至少一个电阻，所述至少一个电阻位于所述第一柔性基材上，且与所述液态金属线路连接；

至少一个发光二极管，所述至少一个发光二极管位于所述第一柔性基材上，且与所述液态金属线路连接。

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