一種柔性印制電路的制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及柔性印制電路制備方法，尤其涉及一種可以在平面、曲面或立體表面一次成型的柔性印制電路的制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]傳統(tǒng)的印制電路板加工一般采用硬質(zhì)銅箔基板，隨著現(xiàn)代設(shè)備外觀及應(yīng)用場景的多樣化發(fā)展，電子加工對重量輕、厚度薄、可彎曲、可拉伸的柔性電路產(chǎn)生了大量的需求。并且，柔性電路在液晶顯示屏、數(shù)碼相機(jī)、手機(jī)、筆記本電腦等便攜式電子設(shè)備中均具有良好的應(yīng)用前景。傳統(tǒng)的硬質(zhì)電路無法滿足上述要求，因而，擁有加工簡單、成本低廉等特征的柔性電路已然成為業(yè)界迫切需求的產(chǎn)品。
[0003]目前柔性印制電路板常用基材是PI(聚酰亞胺)覆銅板，其可以自由彎曲、卷繞、折疊，可依照空間布局要求任意安排，可以在三維空間任意移動和伸縮，可以達(dá)到元器件裝配和導(dǎo)線連接的一體化；還具有良好散熱性和可焊性以及易于裝連、綜合成本較低等優(yōu)點。但同時也具有一次性初始成本高，制作工藝復(fù)雜，伸縮性有限等缺點。
[0004]近年來，一些研究以PDMS ( 二甲基硅氧烷)硅膠為柔性電路基材，通過在PDMS直寫、掩模噴印或刻蝕出槽道，再填充導(dǎo)電流體的方式將電路印制在PDMS基材上，為柔性電路的制造提供了新的選擇。但是，由于PDMS等柔性材料表面彈性和摩擦力較大，在其表面上不易通過打印方式實現(xiàn)導(dǎo)電流體的直寫，更難以印制復(fù)雜電路。而在掩模的輔助下，雖然可以通過噴涂、涂抹等方式繪制相對復(fù)雜的電路，但由于導(dǎo)電流體材料較強(qiáng)的流動性以及對基底較弱的潤濕性特點，無法確保加工電路的精度。而通過模版在PDMS刻蝕出槽道的方法，在PDMS與模版分離時，由于槽道承載力的變化容易發(fā)生尺寸收縮形變和精細(xì)結(jié)構(gòu)的損壞。
[0005]另外，一些特殊應(yīng)用的場合，要求電路分布為不同空間位面的立體結(jié)構(gòu)，但上述技術(shù)只能依靠多塊憑借，無法加工出一次直接成型的立體表面印制電路。
[0006]由于傳統(tǒng)PDMS柔性電路的加工方法無法從根本上解決上述問題，進(jìn)而使得一般PDMS柔性電路的加工環(huán)節(jié)更為繁瑣、耗時，成本也將大大提升，難以實現(xiàn)真正的批量生產(chǎn)與大規(guī)模應(yīng)用。因此，針對以上不足，本發(fā)明提供了一種操作簡單、成本低廉的柔性可拉伸的平面、曲面或立體表面印制電路的制備方法。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007](一)要解決的技術(shù)問題
[0008]本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是與現(xiàn)有的PDMS柔性電路相比，本發(fā)明提供了一種操作簡單、成本低廉的柔性可拉伸的平面、曲面或立體表面印制電路的制備方法。
[0009]( 二)技術(shù)方案
[0010]為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種柔性印制電路的制備方法。該方法包括以下步驟:
[0011]S1:繪制，在轉(zhuǎn)印基底材料的表面上，用導(dǎo)電流體材料繪制圖案；
[0012]S2:成型，在所述表面上添加可固化柔性材料，作為成型基底材料；
[0013]S3:轉(zhuǎn)印，待所述成型基底材料固化后，將轉(zhuǎn)印基底材料去除；
[0014]S4:封裝，在所述成型基底材料上添加封裝材料，完成封裝。
[0015]優(yōu)選地，將所述步驟S4完成的柔性電路，通過埋植、穿通、堆疊方式實現(xiàn)連通的多層柔性電路的制備。
[0016]優(yōu)選地，所述的印制電路在多層堆疊時，各層間的連通方式是在層與層之間插入固體導(dǎo)電物；或在轉(zhuǎn)印過程中預(yù)先將固體導(dǎo)電物連接于所述成型基底材料中；或埋植固體導(dǎo)電或非導(dǎo)電物，待成型過程后抽出，從而形成層與層之間連接的孔道。
[0017]優(yōu)選地，所述印制電路為二維平面電路，或曲面電路，或線路分布于多個不同平面、曲面的立體電路。
[0018]優(yōu)選地，所述表面為二維平面或曲面；所在位置為所述轉(zhuǎn)印基底材料的薄片表面或平板表面，或由所述轉(zhuǎn)印基底材料所形成的立體形狀物的各個內(nèi)、外表面，或由所述轉(zhuǎn)印基底材料薄片或平板貼合于預(yù)設(shè)立體形狀物的內(nèi)、外表面。
[0019]優(yōu)選地，所述導(dǎo)電流體材料為隨所述轉(zhuǎn)印基底材料、所述成型基底材料的形變、拉伸產(chǎn)生對應(yīng)的形變、拉伸，并保持所述步驟SI中的所述圖案中電路的通斷及局部相對幾何關(guān)系不發(fā)生變化的材料。
[0020]優(yōu)選地，所述轉(zhuǎn)印基底材料為對所述導(dǎo)電流體材料有高附著性，并保持繪制所述步驟SI中的所述圖案的流體不發(fā)生多余流動的材料。
[0021]優(yōu)選地，所述成型基底材料為具有柔性的；可以液態(tài)形式在所述轉(zhuǎn)印基底材料上進(jìn)行覆蓋、包裹或填充，并固化成型的；對所述導(dǎo)電流體材料有高附著性，并可與所述轉(zhuǎn)印基底材料相分離的材料。
[0022]優(yōu)選地，所述封裝材料為與所述成型基底材料相同或相近的膠紙材料，或塑料、橡膠薄膜柔性封閉材料。
[0023]優(yōu)選地，所述導(dǎo)電流體材料為鎵、汞、鎵銦、鎵銦錫室溫液態(tài)金屬，或石墨烯、碳納米管、金屬納米顆粒制成的導(dǎo)電流體；所述轉(zhuǎn)印基底材料為PVC塑料；所述成型基底材料為PDMS硅膠；所述封裝材料為PDMS硅膠或硫化硅橡膠。
[0024](三)有益效果
[0025]本發(fā)明的上述技術(shù)方案具有如下優(yōu)點:所需材料易于制備，制作工藝簡單、成本低廉，不需用粘合劑即可得到具有良好柔性和拉伸性的柔性電路，且得到的液態(tài)金屬電路容易修復(fù)。和已有的PDMS柔性電路相比，本發(fā)明不僅可以通過更加簡單的方法制作出圖形更為復(fù)雜的單層或多層電路，還可以實現(xiàn)平面、曲面以及一次成型的立體印制電路，適用范圍更為廣泛。
【附圖說明】
[0026]圖1是本發(fā)明提供的柔性印制電路的制備方法的方法流程圖；
[0027]圖2 (a)、圖2 (b)、圖2 (C)、圖2 (d)、圖2 (e)是本發(fā)明提供的在簡單平面上的柔性印制電路的制備方法示意圖；
[0028]圖3是本發(fā)明提供的多層柔性印制電路的制備方法示意圖；
[0029]圖4(a)是本發(fā)明提供的在立體表面上的柔性印制電路的制備方法示意圖；
[0030]圖4(b)是本發(fā)明提供的在立體表面上的柔性印制電路的制備方法的A-A剖面示意圖。
[0031]圖中:1:PVC塑料薄片；2:液態(tài)金屬電路；3:模具；4 =PDMS硅膠；5:固體埋植物；6:連通孔；7:立體成型基底。
【具體實施方式】
[0032]下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明的【具體實施方式】作進(jìn)一步詳細(xì)描述。以下實施例用于說明本發(fā)明，但不用來限制本發(fā)明的范圍。
[0033]如圖1所示，本發(fā)明提供的柔性印制電路的制備方法的方法流程圖。
[0034]該制備方法包括以下步驟:
[0035]S1:繪制，在轉(zhuǎn)印基底材料的表面上，用導(dǎo)電流體材料繪制圖案；
[0036]S2:成型，在表面上添加可固化柔性材料，作為成型基底材料；其中，表面為二維平面或曲面；所在位置為轉(zhuǎn)印基底材料的薄片表面或平板表面，或由所述轉(zhuǎn)印基底材料所形成的立體形狀物的各個內(nèi)、外表面，或由所述轉(zhuǎn)印基底材料薄片或平板貼合于預(yù)設(shè)立體形狀物的內(nèi)、外表面。
[0037]S3:轉(zhuǎn)印，待所述成型基底材料固化后，將轉(zhuǎn)印基底材料去除；
[0038]S4:封裝，在所述成型基底材料上添加封裝材料，完成封裝。
[0039]進(jìn)一步地，將步驟S4完成的柔性電路，通過埋植、穿通、堆疊方式實現(xiàn)連通的多層柔性電路的制備。其中，印制電路在多層堆疊時，各層間的連通方式是在層與層之間插入固體導(dǎo)電物；或在轉(zhuǎn)印過程中預(yù)先將固體導(dǎo)電物連接于所述成型基底材料中；或埋植固體導(dǎo)電或非導(dǎo)電物，待成型過程后抽出，從而形成層與層之間連接的孔道。
[0040]進(jìn)一步地，印制電路為二維平面電路，或曲面電路，或線路分布于多個不同平面、曲面的立體電路。
[0041]進(jìn)一步地，導(dǎo)電流體材料為隨轉(zhuǎn)印基底材料、成型基底材料的形變、拉伸產(chǎn)生對應(yīng)的形變、拉伸，并保持步驟Si中的圖案中電路的通斷及局部相對幾何關(guān)系不發(fā)生變化的材料。其中，導(dǎo)電流體材料為鎵、汞、鎵銦、鎵銦錫等室溫液態(tài)金屬，或石墨烯、碳納米管、金屬納米顆粒制成的導(dǎo)