[发明专利]柔性可拉伸电路及其制造方法

说明书

本申请提供了一种柔性可拉伸电路及其制造方法。该柔性可拉伸电路包括柔性衬底，柔性衬底的材料包括聚酰亚胺、聚对苯二甲酸乙二醇酯中的至少一者；金属导线，金属导线设置于柔性衬底上，且金属导线为蛇形导线；元器件，元器件连接于金属导线；封装部，封装部将柔性衬底、金属导线和元器件封装成整体结构，封装部的材料包括聚二甲基硅氧烷。柔性可拉伸电路的制造方法包括：制备柔性衬底；在柔性衬底上沉积金属层；构建柔性基底，柔性基底的材料包括聚二甲基硅氧烷；将金属层转印至柔性基底；图案化金属层；集成元器件；以及封装柔性衬底、金属导线和元器件。

技术领域

本申请涉及柔性电子产业，尤其涉及柔性可拉伸电路及其制造方法。

背景技术

随着信息技术的不断发展，电子设备已被应用于生活中的方方面面。其中，组成电子设备的基本构成单元是印刷电路板。在某些特殊的领域，如医疗电子设备领域、仿真机器人领域等，普通的印刷电路板由于其硬质、刚性的特点，无法适应柔性的应用场景。

现有的FPC(Flexible Printed Circuit，柔性印刷电路板)是以聚酰亚胺或聚酯薄膜为基材而制备成的一种具有柔性、尤其是极好的可弯折性，同时具有布线密度高、厚度低、重量小等优点的一体化印刷电路板。相对于硬质电路板来说，FPC可以极大地减小电路整体的体积，且由于具有弯曲的能力，可以很好地适应柔性的应用场景，得以在柔性电子设备中被模块化地集成应用。

但是，FPC仍是不可拉伸的，在应用于人体健康医疗、人体健康监测领域时，不能很好地与人体集成。例如，当人体组织由于运动而发生拉伸变形时，FPC因为不能发生共形的拉伸变形，会导致界面脱离。在应用于人体植入式的柔性电子系统领域时，FPC植入人体后，由于不具备拉伸能力，FPC的变形和肌肉等生物组织的变形不一致，也会对人体组织产生很大的作用力，使植入者产生不适感。

CN111556644B公开了一种柔性可拉伸的透明覆铜板，依次包括支撑基材；分离层，采用PE、PVC、PDMS中的至少一种制成；剥离层，采用PVA、PE中的至少一种制成；基层，采用PDMS制成，PDMS单体和固化剂的比例为1-30：1；粘附层，采用PDMS制成，PDMS单体和固化剂的比例为20-80：1；金属层，设置为电路板状。在使用时，以分离层为过渡，将剥离层、基层、粘附层以及金属层进行剥离使用。

上述现有技术中的技术方案具有如下缺点：

(1)上述现有技术实质提供了一种带有导线图案的可拉伸柔板，不具有完备的电学功能。现如今，各种各样的柔性化的电子元器件被研发出来了，如应用有机材料制成的可拉伸的显示屏、柔性传感器、柔性能量存储器等等。柔性电子器件有着优良的机械性能，柔性可延展，且在变形的状态下，整个系统的电学功能仍能稳定地保持。然而，如何制备系统级的可拉伸电路，将各类有机、无机的柔性电子元器件和成熟的商用芯片集成，构建具有完备电路功能的一体化柔性可拉伸的电路，仍是一个挑战。

(2)上述现有技术将已经制备好的金属层(铜箔)压印到柔性基底上。这一步骤有着很多问题，例如：(a)传统微电子加工中金属层一般为几百纳米，若金属层采用此种较薄的厚度，在压印的时候，由于金属太薄，结构刚度低，很容易产生较大的局部变形，稳定性差，压印完后的金属层很容易产生局部机械损伤，甚至局部裂纹等情况。之后通过该低质量的金属层加工金属导线时，金属导线可能会存在局部电学断路，或者产品在使用时因为机械损伤导致金属导线很容易断裂，使得最终产品的可靠性差，成品率低。(b)若提高金属层的厚度，即提高金属层的结构刚度，压力不会产生机械损伤，但是在用光刻工艺制备金属导线图案时却会产生问题。光刻图案的精度是和刻蚀层的厚度有很大关系，当金属层的厚度较大时，刻蚀层的侧面腐蚀效应会非常明显，进而导致实际刻蚀图案变更细，对于非常精细的图案来说(例如宽度几微米的导线)，图案很可能被直接被刻蚀掉，即金属层较厚时会导致精度低，或称无法刻蚀出高精度的导线。

发明内容

为了改善或解决背景技术中提出的至少一个问题，本申请提供了柔性可拉伸电路及其制造方法。