柔性可延展的电子器件的制造方法技术

本公开涉及一种柔性可延展的电子器件的制造方法，包括：在硬质衬底上制备出电子器件的功能区中至少一个功能单元；在硬质衬底上制造功能单元之间的第一互连线和功能区之间的第二互连线得到功能层；将临时衬底粘附在功能层上；利用临时衬底将功能层从硬质衬底转移至对象的为非可展曲面分目标区域；去除临时衬底后对功能层表面进行封装形成封装层，得到集成在目标区域上的电子器件。本公开实施例所提供的柔性可延展的电子器件的制造方法，可以将大面积电子器件集成到对象的具有非可展曲面的目标区域上，实现电子器件与对象之间的紧密贴合，且制造工艺简单、成本低、效率高、速度快、适用范围广。

Manufacturing methods of flexible and malleable electronic devices

【技术实现步骤摘要】
柔性可延展的电子器件的制造方法
本公开涉及柔性电子
，尤其涉及一种柔性可延展的电子器件的制造方法。
技术介绍
随着科技的不断进步，柔性电子器件越来越多的被应用到各行业中。将大面积柔性电子器件直接集成在非可展曲面上是柔性电子器件较为重要的一类应用。例如，将电子器件集成到球状对象上形成球状天线，在生物体心脏的表面包裹大面积心电电极，在手术球囊上集成大面积的柔性电子器件阵列等等。为解决实现大面积的柔性电子器件集成到已有的具有非可展曲面的对象表面的问题，相关技术中，采用3D打印、气球辅助转印、3D打印与模筑结合等方式实现大面积的柔性电子器件与非可展曲面的对象表面的集成。但其存在加工工艺复杂、价格昂贵、所能够实现的集成的柔性电子器件的面积有限、柔性电子器件与对象表面贴合度差等问题。
技术实现思路
有鉴于此，本公开提出了一种柔性可延展的电子器件的制造方法，以解决上述技术问题。根据本公开的一方面，提供了一种柔性可延展的电子器件的制造方法，所述方法包括：在硬质衬底上制备出所述电子器件的多个功能单元，所述电子器件包括多个功能区，每个功能区分别包括至少一个功能单元；在所述硬质衬底上制造用于实现所述功能单元之间的连接的第一互连线和实现所述功能区之间的连接的第二互连线，得到功能层，所述功能层的形状与集成所述电子器件的对象的表面的目标区域相匹配；将预先制备好的临时衬底粘附在所述功能层上，所述临时衬底的形状与所述功能层的形状相匹配；利用所述临时衬底将所述功能层从所述硬质衬底转移至所述目标区域；去除所述临时衬底；对放置于所述目标区域处的功能层表面进行封装形成封装层，得到集成在所述对象的目标区域上的电子器件，其中，所述对象的表面中至少所述目标区域为非可延展曲面。在一种可能的实现方式中，所述方法还包括：在将所述功能层转移至所述目标区域之前，在所述目标区域制备粘附层，以利用所述粘附层将所述功能层固定放置在所述目标区域处。在一种可能的实现方式中，在硬质衬底上制备出所述电子器件的多个功能单元，包括：在所述硬质衬底上生成牺牲层；在所述牺牲层上制备所述多个功能单元，其中，利用所述临时衬底将所述功能层从所述硬质衬底转移至所述目标区域，包括：去除所述牺牲层，利用所述临时衬底使所述功能层从所述硬质衬底上脱离下来；利用临时衬底将所述功能层转移至所述目标区域。在一种可能的实现方式中，所述临时衬底的材料包括温度敏感型粘附材料，其中，去除所述临时衬底，包括：调整所述临时衬底的温度，以使所述临时衬底与所述功能层分离，去除所述临时衬底。在一种可能的实现方式中，所述临时衬底的材料包括水溶性粘附材料，其中，去除所述临时衬底，包括：利用水使所述临时衬底与所述功能层分离，去除所述临时衬底。在一种可能的实现方式中，所述功能单元包括以下至少一种：压力传感单元、应变传感单元、温度传感单元、能量转换单元、电极、天线线圈、加速度传感器、湿度传感器，其中，所述能量转换单元包括压电转换单元、光电转换单元、超声换能单元。在一种可能的实现方式中，所述第一互连线和/或所述第二互连线的形状为可延展形状，所述可延展形状包括蛇形和分形中的任一种，封装所述功能层表面的材料为柔性材料。在一种可能的实现方式中，所述功能层中功能区呈条带状排布、块状条带排布、块状非条带排布中的至少一种，所述临时衬底的平面形状包括花瓣状、锯齿状、齿梳状、螺旋状中的至少一种。在一种可能的实现方式中，所述方法还包括：在进行封装之前，利用所述第二互连线制造所述电子器件的输入端和/或输出端。在一种可能的实现方式中，所述方法还包括：在进行封装之前，在所述功能层上安装预设装置，所述装置与所述第二互连线相连。本公开实施例所提供的柔性可延展的电子器件的制造方法，可以将大面积电子器件集成到对象的具有非可展曲面的目标区域上，实现电子器件与对象之间的紧密贴合，且制造工艺简单、成本低、效率高、速度快、适用范围广。根据下面参考附图对示例性实施例的详细说明，本公开的其它特征及方面将变得清楚。附图说明包含在说明书中并且构成说明书的一部分的附图与说明书一起示出了本公开的示例性实施例、特征和方面，并且用于解释本公开的原理。图1示出根据本公开一实施例的柔性可延展的电子器件的制造方法的流程图。图2示出根据本公开一实施例的柔性可延展的电子器件的制造方法的流程示意图。图3、图4、图5示出根据本公开一实施例的柔性可延展的电子器件的制造方法中临时衬底的平面形状示意图。图6示出根据本公开一实施例的柔性可延展的电子器件集成于对象后的示意图。具体实施方式以下将参考附图详细说明本公开的各种示例性实施例、特征和方面。附图中相同的附图标记表示功能相同或相似的元件。尽管在附图中示出了实施例的各种方面，但是除非特别指出，不必按比例绘制附图。在这里专用的词“示例性”意为“用作例子、实施例或说明性”。这里作为“示例性”所说明的任何实施例不必解释为优于或好于其它实施例。另外，为了更好的说明本公开，在下文的具体实施方式中给出了众多的具体细节。本领域技术人员应当理解，没有某些具体细节，本公开同样可以实施。在一些实例中，对于本领域技术人员熟知的方法、手段、元件和电路未作详细描述，以便于凸显本公开的主旨。为进一步说明本公开所提供技术方案对本领域带来的现实意义，先对相关技术中解决上述技术问题所提供的方式进行描述，其中，为便于说明以球状对象作为具有非可展曲面的对象的示例。非可展曲面是指对象的表面不能够展成平面，如球面、椭球面。对于3D打印技术，可以利用具有五轴自由度的3D打印技术直接在如球状对象的表面进行打印，实现球状天线的制备。但是，五轴3D技术是一种复杂、昂贵的加工技术，且需要操作人员具备专业的编程能力，以对打印所用喷头的空间运动轨迹进行设置。并且，对于需要直接在球状对象表面集成如压力传感器等打印技术无法打印的电子器件时，3D打印技术便不再能够满足实际需求。对于气球辅助转印技术，可以先将电子器件转移到气球表面，而后将带有电子器件的气球压在球状对象表面的目标区域，利用气球容易变形的特点，使得气球表面的电子器件能与目标区域的贴合，将电子器件转印到球状对象表面。但是，利用气球每一次只能进行小面积电子器件的转印，无法满足整个球状对象表面或者大部分球状对象表面的集成需求。对于3D打印与模筑结合的技术，可以先利用3D打印技术打印出与球状对象表面的目标区域相同的3D模型而，而后在该模型表面采用浇筑的方式形成一层柔性薄膜，将电子器件集成到柔性薄膜上，而后利用柔性薄膜具有一定变形能力的特点，将带有电子器件的柔性薄膜套装包覆在球状对象的目标区域。但是，实现过程复杂，柔性薄膜与球状对象表面贴合度差，且为保证贴合程度同样难以实现大面积电子器件的集成。图1示出本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种柔性可延展的电子器件的制造方法，其特征在于，所述方法包括：/n在硬质衬底上制备出所述电子器件的多个功能单元，所述电子器件包括多个功能区，每个功能区分别包括至少一个功能单元；/n在所述硬质衬底上制造用于实现所述功能单元之间的连接的第一互连线和实现所述功能区之间的连接的第二互连线，得到功能层，所述功能层的形状与集成所述电子器件的对象的表面的目标区域相匹配；/n将预先制备好的临时衬底粘附在所述功能层上，所述临时衬底的形状与所述功能层的形状相匹配；/n利用所述临时衬底将所述功能层从所述硬质衬底转移至所述目标区域；/n去除所述临时衬底；/n对放置于所述目标区域处的功能层表面进行封装形成封装层，得到集成在所述对象的目标区域上的电子器件，/n其中，所述对象的表面中至少所述目标区域为非可展曲面。/n

【技术特征摘要】
1.一种柔性可延展的电子器件的制造方法，其特征在于，所述方法包括：
在硬质衬底上制备出所述电子器件的多个功能单元，所述电子器件包括多个功能区，每个功能区分别包括至少一个功能单元；
在所述硬质衬底上制造用于实现所述功能单元之间的连接的第一互连线和实现所述功能区之间的连接的第二互连线，得到功能层，所述功能层的形状与集成所述电子器件的对象的表面的目标区域相匹配；
将预先制备好的临时衬底粘附在所述功能层上，所述临时衬底的形状与所述功能层的形状相匹配；
利用所述临时衬底将所述功能层从所述硬质衬底转移至所述目标区域；
去除所述临时衬底；
对放置于所述目标区域处的功能层表面进行封装形成封装层，得到集成在所述对象的目标区域上的电子器件，
其中，所述对象的表面中至少所述目标区域为非可展曲面。


2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
在将所述功能层转移至所述目标区域之前，在所述目标区域制备粘附层，以利用所述粘附层将所述功能层固定放置在所述目标区域处。


3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在硬质衬底上制备出所述电子器件的多个功能单元，包括：
在所述硬质衬底上生成牺牲层；
在所述牺牲层上制备所述多个功能单元，
其中，利用所述临时衬底将所述功能层从所述硬质衬底转移至所述目标区域，包括：
去除所述牺牲层，利用所述临时衬底使所述功能层从所述硬质衬底上脱离下来；
利用临时衬底将所述功能层转移至所述目标区域。


4.根据权利要求1所述的...

【专利技术属性】
技术研发人员：冯雪，陈颖，
申请(专利权)人：清华大学，浙江清华柔性电子技术研究院，
类型：发明
国别省市：北京;11