一种可控的可拉伸双螺旋微导线的加工方法及其装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种可控的可拉伸双螺旋微导线的加工方法及其装置，包括共轴喷嘴、微导线生成腔和分隔板，所述分隔板将所述微导线生成腔从上至下分隔为微流腔、紫外光固化腔和螺旋加工腔，所述分隔板开设有通孔；所述共轴喷嘴有两个均设置在所述微流腔内，所述共轴喷嘴的出口与通孔位置相对应，使所述共轴喷嘴喷出的微导线依次经过紫外光固化腔和螺旋加工腔；通过模仿植物卷须的生长过程，加工出具有良好可拉伸性的双螺微导线，以解决现有双螺旋微天线加工装置加工效率低、成本高，结构复杂，操作困难的问题。

Machining method and device of a controllable double helix micro wire

【技术实现步骤摘要】
一种可控的可拉伸双螺旋微导线的加工方法及其装置
本专利技术涉及微电子制造
，特别是一种可控的可拉伸双螺旋微导线的加工方法及其装置。
技术介绍
双螺旋结构是大自然在亿万年的进化中所形成的巧妙结构，小到生物基因的载体DNA的双螺旋、人体肌腱组织的蛋白质纤维束、植物的卷须，大到电话线、重型机械的弹簧、大跨度桥梁的绳索等，螺旋结构尤其是多级螺旋结构，在众多应用中体现出线性结构无可比拟的高韧性、可拉伸等优点，具有广阔的实际应用前景。现有专利中，如美国专利US7337012B2通过利用液体或者膏体形式的导电材料挤压填充进预先加工好的沉底中的微流道制造出可拉伸聚合物，这是一种常用的制造特殊形状导线的加工方法，但是因为高精度的微流道衬底加工难度大、导线形状的调整与改变需要依赖于注塑模板的重造而造成加工成本较高，其使用的液体或膏体远大于铜线的电阻率(3倍～10倍)，应用前景相对较小；在现有文献中，如国外文献(ScreenPrintingofMultilayeredHybridPrintedCircuitBoardsonDifferentSubstrates.IEEETransactionsonComponents,PackagingandManufacturingTechnology,2015.5(3):p.415-421.)报道了通过在柔性基材上丝网印刷银金属油墨和UV丙烯酸基油墨制造多层混合印刷电路板的过程，该器件在实际应用中具有可弯曲的特点，但是几乎不能拉伸，难以应用在具有拉伸需求的器件上。综上所述，亟需进一步研发新的技术，开发可应用在适合可拉伸柔性电子基板上的稳固连接的可拉伸微导线。
技术实现思路
针对上述缺陷，本专利技术的目的在于提出一种可控的可拉伸双螺旋微导线的加工装置，以解决现有双螺旋微天线加工装置加工效率低、成本高，结构复杂，操作困难的问题。本专利技术的另一个目的在于提出一种可控的可拉伸双螺旋微导线的加工方法，通过模仿植物卷须的生长过程，加工出具有良好可拉伸性的双螺微导线。为达此目的，本专利技术采用以下技术方案：一种可控的可拉伸双螺旋微导线的加工装置，包括共轴喷嘴、微导线生成腔和分隔板，所述分隔板将所述微导线生成腔从上至下分隔为微流腔、紫外光固化腔和螺旋加工腔，所述分隔板开设有通孔；所述共轴喷嘴有两个均设置在所述微流腔内，所述共轴喷嘴的出口与通孔位置相对应，使所述共轴喷嘴喷出的微导线依次经过紫外光固化腔和螺旋加工腔。优选的，两所述共轴喷嘴的喷嘴出口端之间的距离为30～100μm；所述共轴喷嘴的管道轴线C与水平面的夹角为25°～50°。优选的，所述共轴喷嘴包括内嵌管和外套管，所述内嵌管与所述外套管共轴设置并且内嵌于所述外套管中，所述内嵌管和所述外套管的下部均为收缩喷嘴。优选的，所述外套管的收缩喷嘴的直径为30～200μm，所述内嵌管的收缩喷嘴直径为5～100μm；且所述外套管的收缩喷嘴直径与内嵌管的收缩喷嘴直径的比例为5：1。优选的，所述分隔板为不透光分隔板。优选的，所述螺旋加工腔内设置有第一光源和第二光源，所述第一光源和所述第二光源设置在所述微导线的两侧；所述第一光源和所述第二光源与两所述微导线所在的平面的夹角成30°～60°，且所述第一光源和所述第二光源所发出的光线与所述微导线垂直。优选的，所述的可控的可拉伸双螺旋微导线的加工装置的双螺旋微导线的加工方法，包括以下步骤：S1：制备导电浆料和功能水凝胶；S2：将导电浆料置于两内嵌管内，将功能水凝胶置于两外套管内；S3：对内嵌管中的导电浆料和外套管中的功能水凝胶施加压力，使导电浆料和功能水凝胶分别从两共轴喷嘴内挤出形成两长条状的微导线；所述微导线的外层为水凝胶层，所述微导线的内层为导电层；S4：微导线进入紫外光固化腔，在紫外光固化腔内使紫外光对微导线的外层进行固化处理；S5：固化处理后的微导线进入螺旋加工腔，在螺旋加工腔内的光源对两根微导线进行照射，使两根微导线由相互平行状态变为盘旋缠绕状态，形成一根双螺旋微导线。优选的，步骤S3中，对所述功能水凝胶施加压力的大小为50～55psi，对所述导电浆料施加压力的大小为50～55psi。优选的，步骤S4中，所述紫外光的波长为365nm～405nm，功率为10mW。优选的，所述螺旋加工腔内设置有第一光源和第二光源，所述第一光源和所述第二光源设置在所述微导线的两侧；所述第一光源和所述第二光源与两所述微导线所在的平面的夹角成30°～60°，且所述第一光源和所述第二光源所发出的光线与所述微导线垂直；所述第一光源和所述第二光源所发射的连续波激光的功率为200mW～600mW，波长为532nm。本专利技术的有益效果：通过紫外光固化腔对两根从共轴喷嘴中不断的挤出的微导线(轴向运动)进行固化处理；经过固化处理后的微导线进入螺旋加工腔，在螺旋加工腔内的光源对两根微导线进行照射，使微导线仿照卷须的顶端在空间中通过自转形成环状，即可使两根微导线分别产生偏心运动(绕中心轴的环状运动)，同时两根相互盘旋的微导线提供了各自盘旋所需的支撑力，依靠离心力的相互叠加进而形成双螺旋状结构；通过模仿卷须植物生长的过程对微导线进行加工，从而生成可拉伸的双螺旋微导线，该方法操作简单，加工完成后的双螺旋微导线具有较好的可拉伸性。附图说明图1是本专利技术的一个实施例的结构示意图；图2是本专利技术的第一光源和第二光源与微导线所在平面的夹角的示意图；图3是本专利技术的图1中A部分的放大示意图；图4是本专利技术的实施例1加工的双螺旋微导线的示意图；图5是本专利技术的实施例2加工的双螺旋微导线的示意图。其中：1、内嵌管；2、外套管；3、导电浆料；4、功能水凝胶；5、紫外光固化腔；6、螺旋加工腔；7、第一光源；8、第二光源；9、导电层；10、水凝胶层；11、微流腔；12、微导线；13、双螺旋微导线；14、共轴喷嘴；15、微导线生成腔；16、分隔板；C、管道轴线；D、平面。具体实施方式下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本专利技术的技术方案。如图1所示，一种可控的可拉伸双螺旋微导线的加工装置，包括共轴喷嘴14、微导线生成腔15和分隔板16，所述分隔板16将所述微导线生成腔15从上至下分隔为微流腔11、紫外光固化腔5和螺旋加工腔6，所述分隔板16开设有通孔；所述共轴喷嘴14有两个均设置在所述微流腔11内，所述共轴喷嘴14的出口与通孔位置相对应，使所述共轴喷嘴14喷出的微导线12依次经过紫外光固化腔5和螺旋加工腔6。微导线生成腔15分为上、中、下三层腔体，各层腔体相互配合对螺旋微天线进行加工节省了生产时间、便于装置维护；通过紫外线固化腔对的微导线12进行加工，使微导线12在初步固化成形的同时还具备了可弯曲性，方便后续对螺旋加工腔6对微导线12的螺旋结构的加工；进一步的说明，加工装置通过对共轴喷嘴14内物料施加的压力，使本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种可控的可拉伸双螺旋微导线的加工装置，其特征在于：包括共轴喷嘴、微导线生成腔和分隔板，所述分隔板将所述微导线生成腔从上至下分隔为微流腔、紫外光固化腔和螺旋加工腔，所述分隔板开设有通孔；/n所述共轴喷嘴有两个均设置在所述微流腔内，所述共轴喷嘴的出口与通孔位置相对应，使所述共轴喷嘴喷出的微导线依次经过紫外光固化腔和螺旋加工腔。/n

【技术特征摘要】
1.一种可控的可拉伸双螺旋微导线的加工装置，其特征在于：包括共轴喷嘴、微导线生成腔和分隔板，所述分隔板将所述微导线生成腔从上至下分隔为微流腔、紫外光固化腔和螺旋加工腔，所述分隔板开设有通孔；
所述共轴喷嘴有两个均设置在所述微流腔内，所述共轴喷嘴的出口与通孔位置相对应，使所述共轴喷嘴喷出的微导线依次经过紫外光固化腔和螺旋加工腔。


2.根据权利要求1所述的可控的可拉伸双螺旋微导线的加工装置，其特征在于：两所述共轴喷嘴的喷嘴出口端之间的距离为30～100μm；所述共轴喷嘴的管道轴线C与水平面的夹角为25°～50°。


3.根据权利要求1所述的可控的可拉伸双螺旋微导线的加工装置，其特征在于：所述共轴喷嘴包括内嵌管和外套管，所述内嵌管与所述外套管共轴设置并且内嵌于所述外套管中，所述内嵌管和所述外套管的下部均为收缩喷嘴。


4.根据权利要求3所述的可控的可拉伸双螺旋微导线的加工装置，其特征在于：所述外套管的收缩喷嘴的直径为30～200μm，所述内嵌管的收缩喷嘴直径为5～100μm；且所述外套管的收缩喷嘴直径与内嵌管的收缩喷嘴直径的比例为5：1。


5.根据权利要求1所述的可控的可拉伸双螺旋微导线的加工装置，其特征在于：所述分隔板为不透光分隔板。


6.根据权利要求1所述的可控的可拉伸双螺旋微导线的加工装置，其特征在于：所述螺旋加工腔内设置有第一光源和第二光源，所述第一光源和所述第二光源设置在所述微导线的两侧；
所述第一光源和所述第二光源与两所述微导线所在的平面的夹角成30°～60°，且所述第一光源和所述第二光源所发...

【专利技术属性】
技术研发人员：丁树权，陈云，陈新，高健，贺云波，赵铌，侯茂祥，张揽宇，汪正平，
申请(专利权)人：广东工业大学，
类型：发明
国别省市：广东;44