电互连薄片制造技术

本发明专利技术涉及用于形成柔性电子电路(更具体地用于形成包括诸如集成电路之类的刚性电子元件的电路)的可弯曲电互连薄片。该薄片包括柔性基板和用于连接各电子元件的可拉伸导电迹线。弹性层被置于基板和迹线之间。本发明专利技术还涉及包括可弯曲电互连薄片的电子电路。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】本专利技术涉及包括柔性基板和可拉伸导电迹线的电互连薄片。现有技术传统上，例如通过在覆铜层压FR4(阻燃玻璃增强环氧树脂)中蚀刻图案，在刚性印刷电路板上制作用于电子电路的互连。刚性电路板为电子元件提供机械保护以防止损坏，尤其是防止由弯曲力引起的损坏。柔性电互连例如由塑料薄片(例如聚酯纤维或聚酰亚胺薄片)上的铜迹线制成。这样的互连被用于把例如印刷机和扫描仪中的移动部分电连接到该装置的固定部分中的电子器件。通常，这样的互连不包括电子元件而是仅包括导电迹线。当前，存在对在某种程度上可弯曲的柔性电子器件即功能性电子器件的不断增加的需求。柔性电子器件可以用于可穿戴产品，例如用于在衣物中集成电子器件。尽管可以把一些电子元件(例如OLED(有机发光二极管))制成柔性的，但通常这样的元件(例如IC(集成电路))是刚性的。为了获得可弯曲器件，器件的刚性元件被放置在包括连接各刚性元件的导电迹线的柔性基板上。对于某些应用来说，器件仅仅可弯曲是不够的，它应该也是可拉伸的，这意味着器件可以伸长和/或缩短。当例如在衣物中合并器件时，可拉伸器件是优选的。在把薄器件附连到与该器件的厚度相比很厚的弯曲结构时，也可以发生这样的器件的拉伸。在制作柔性电子器件时遇到的问题之一是，附连到基板的相对较厚的铜迹线与柔性基板相比是刚性的，且这样的厚的附连铜迹线是不可拉伸的。柔性电路板是公知的，例如从国际专利申请WO2012/131352中获悉。该文档公开了由柔性聚氨酯基板和导电铜迹线制成的电路板。迹线包括在柔性基板受到张力时允许这些迹线伸长而不被破坏的弹性部分。此外，还公开了这些迹线可被夹在两个聚氨酯基板之间以便隔离铜迹线。在国际专利申请WO2010/086034中，认为柔性电子电路板具有这样的缺点：其中刚性器件通过这样的可拉伸迹线连接的电子器件倾向于容易在迹线连接到刚性器件的点处断裂。WO2010/086034公开了包括用于连接刚性电子元件的导电铜迹线的可拉伸结构。更特别地，该结构包括半过渡部分。该半过渡结构具有处于电子元件的杨氏模量和可拉伸结构的柔性部分的杨氏模量之间的中间水平的杨氏模量，其允许减少在可拉伸结构的柔性部分和电子元件之间的应变间隙。该半过渡结构由铜以及通常用作柔性电子系统的基板的可弯曲但不可拉伸的材料制成。US2004192082公开了通过在橡胶或塑料基板上的平坦导电膜中蚀刻导体图案来形成的可拉伸互连。导电膜或从所述膜形成的导线被随机弯曲或者组织成波纹，以便使得该膜更加可拉伸。US2004243204公开了具有之字形或波浪形的电路线路的可拉伸电子电路。这允许该电路在电路线路的纵向方向拉伸。根据现有技术的电互连薄片状态的缺点在于，在薄片被弯曲时，这样的薄片的铜迹线在与该薄片机械连接的电子元件上施加局部的力。这样的力可能器件例如通过使在迹线和器件之间的机械连接断开而损坏器件。专利技术概述本专利技术的目的是提供一种电互连薄片以得到改善的柔性电子电路的。更具体的目的是减少由弯曲引起的对器件的损坏的风险。本专利技术的这种目的由一种电互连薄片来实现，该电互连薄片包括柔性基板和可拉伸导电迹线，其特征在于，被置于基板和迹线之间的弹性层，其机械地连接迹线和基板。弹性层具有将减少电子元件被附连到迹线的位置处的应力的效果。被置于基板和迹线之间的弹性层(该弹性层机械地连接迹线和基板)的优点在于，由于弹性层是有弹性的，即比柔性基板更没刚性，因此该弹性层减轻了由例如施加在基板上的弯曲力引起的应力。这种减轻的效果在于，电子元件被附连到迹线的位置处的应力与没有这样的弹性层的电互连薄片相比时电子元件减少了。减少应力使得包括迹线和电子元件的电路较不易受到由变形(例如基板的弯曲或热膨胀)引起的机械损坏。因此，根据本专利技术的电互连薄片允许制造改善的柔性电子电路。在实施例中，弹性层电绝缘。附图简述图1示出电互连薄片的横截面。图2示出图1中所示出的电互连薄片的俯视图。图3示出电互连薄片的另一实施例的俯视图。图4A示出优选的单个迹线的示例。图4B示出多个优选迹线的示例。图5示出电子电路的横截面。图6示出电子电路的俯视图。图7示出包括集成电路的电子电路的俯视图。详细描述本专利技术图1和图2中示出了电互连薄片的示意图。图1是包括可拉伸导电迹线(3)的这样的薄片的实施例的横截面，且图2是同一实施例的俯视图。电互连薄片(1)包括夹在柔性基板(2)和可拉伸导电迹线(3)之间的弹性层(4)。柔性基板本身是已知的。在这里，柔性基板指可以以比基板的厚度小数千倍的最小容许弯曲半径弯曲的基板。基板的最小容许弯曲半径指不引起基板的机械损坏(例如塑性变形或断裂)的最小弯曲半径。最小容许弯曲半径甚至可比基板的厚度小数百倍。用于柔性电子电路和器件的柔性基板通常由非导电的材料(例如塑料)制成。柔性基板(2)可以是由例如PET(聚对苯二甲酸乙二醇酯)、PI(聚酰亚胺)、PEEK(聚醚醚酮)、PEN(聚萘二甲酸乙二醇酯)、PC(聚碳酸酯)、HDPE(高密度聚乙烯)或PP(聚丙烯)之类的热塑性聚合物制成的塑料薄片。由热塑性聚合物制成的基板可以包括用于得到改善的热属性、机械属性或其他属性的添加剂。基板的厚度取决于制成基板的材料和所要求的柔性的量等等。所要求的弯曲半径可以小于5厘米。通常，用于柔性电子器件的塑料基板具有在2微米和500微米之间、更具体地是在10微米和300微米之间、且更具体地是在20微米和150微米之间的厚度。图2中的电互连薄片的俯视图示出薄片的这一实施例包括四个可拉伸导电迹线，这些迹线彼此电隔离。这些迹线的第一端(311、312、313、314)可以用于放置具有供电连接的四引脚的单个电子元件。这四个第一端也可以用于放置各自具有两个引脚的两个电子元件。应明白，端的数量不必等于引脚的数量。一些引脚可以不连接到端，或者多个引脚可以连接到单个端。这些迹线的第二端(321、322、323、324)可以用于把一个或多个电子元件连接到电子电路的其他部分或用于实现与例如电源或元件的外部连接。这样的连接可例如通过焊接、使用导电粘合剂的粘贴或使用夹具或插头的夹住来实现。可拉伸导电迹线(3)由选自导电材料组的材料制成的组。迹线可以例如由金属制成，例如层压在柔性基板上的金属薄片或以另外方式均匀沉积的金属层，例如通过涂覆或化学或物理气相沉积或(电)镀。为了获得迹线的期望图案，应通过例如化学蚀刻、机械切割、激光烧蚀或用本文档来自技高网...

【技术保护点】
电互连薄片(1)，其包括由基板材料制成的柔性基板(2)和可拉伸导电迹线(3)，其特征在于，置于所述基板和所述迹线之间的弹性层(4)，所述弹性层(4)机械连接所述迹线和所述基板，所述弹性层(4)具有比所述基板材料的杨氏模量低的杨氏模量。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2013.09.04 EP 13182992.11.电互连薄片(1)，其包括由基板材料制成的柔性基板(2)和可拉伸导电
迹线(3)，其特征在于，置于所述基板和所述迹线之间的弹性层(4)，所述弹性
层(4)机械连接所述迹线和所述基板，所述弹性层(4)具有比所述基板材料的杨
氏模量低的杨氏模量。
2.如权利要求1所述的电互连薄片(1)，其特征在于，所述弹性层(4)是
电绝缘的。
3.如权利要求1或2所述的电互连薄片，其特征在于，所述柔性基板由热塑
性聚合物制成。
4.如权利要求3所述的电互连薄片，其特征在于，所述热塑性聚合物选自由
PET、PI、PEEK、PC、HDPE、PP和PEN组成的组。
5.如前述权利要求中的任一项所述的电互连薄片，其特征在于，所述弹性层
由橡胶制成。
6.如权利要求5所述的电互连薄片，其特征在于，所述橡胶是聚氨酯或有机
硅。
7.如前述权利要求中的任一项所述的电互连薄片，其特征在于，所述弹性层
的刚度少于所述柔性基板的刚度的1％(百分之一)。
8.如前述权利要求中...

【专利技术属性】
技术研发人员：D·A·范登安德，R·H·L·科斯特司，J·范登布兰德，
申请(专利权)人：荷兰应用自然科学研究组织TNO，IMEC非营利协会，
类型：发明
国别省市：荷兰;NL