一种电路制作方法及电路制作设备技术

本发明专利技术提供了一种电路制作方法及电路制作设备，涉及印刷电子制造技术领域，方法包括：步骤S1、提供一透明基材；透明基材的第一面上附着有粘附液态金属的表面改性层；表面改性层上附着有液态金属层；步骤S2、提供一光源，光源自所述透明基材的第二面按照预设图形透射至透明基材第一面上的表面改性层，破坏表面改性层相应区域与液态金属层之间的连接稳定性；步骤S3、去除液态金属层上连接不稳定的液态金属，液态金属层上剩余的液态金属构成电路。本发明专利技术中利用光束形成目标图案，避开了液态金属的表面张力较大的特性，可以满足更为精细的液态金属电路的制备；另一方面，照射光束相比直接的液态金属打印而言，效率得到了极大的提升。

【技术实现步骤摘要】
一种电路制作方法及电路制作设备
本专利技术属于印刷电子制造
，尤其涉及一种电路制作方法及电路制作设备。
技术介绍
随着印刷电子技术的不断进步，以液态金属为代表的导电流体使得直写、打印等电路直印技术成为了可能。在现有的液态金属直写和打印中，液态金属墨水浸润和粘附在有机聚合物基材表面实现导电线路的单层印制。目前液态金属电路的制作主要依赖于直写等打印等方式实现，导致液态金属柔性电子电路的制造效率低、制造过程复杂。另一方面，由于液态金属的表面张力大的特性，使液态金属无法通过极细的墨道，导致直写笔的出墨方式无法满足对于精细程度要求更高的液态金属电路的制作。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术的一个目的是提出一种电路制备方法,以解决现有技术中液态金属柔性电子电路的制造效率低、制造过程复杂、无法满足高精度电路制作的问题。在一些说明性实施例中，所述电路制作方法，包括：步骤S1、提供一透明基材；所述透明基材的第一面上附着有粘附液态金属的表面改性层；所述表面改性层上附着有液态金属层；步骤S2、提供一光源，所述光源自所述透明基材的第二面按照预设图形透射至所述透明基材第一面上的所述表面改性层，破坏所述表面改性层相应区域与所述液态金属层之间的连接稳定性；步骤S3、去除所述液态金属层上连接不稳定的液态金属，所述液态金属层上剩余的液态金属构成电路。在一些可选地实施例中，所述光源为皮秒激光束；所述表面改性层为非透明材质；步骤S2中通过所述皮秒激光束透射至所述表面改性层，刻蚀所述表面改性层相应区域，实现破坏所述表面改性层相应区域与所述液态金属层之间的连接稳定性。在一些可选地实施例中，所述光源为纳秒激光束；所述表面改性层为耐高温的非透明材质；步骤S2中通过所述纳秒激光束透射至所述表面改性层，刻蚀所述表面改性层相应区域，实现破坏所述表面改性层相应区域与所述液态金属层之间的连接稳定性。在一些可选地实施例中，所述表面改性层为均匀混合有微胶囊的胶体，所述微胶囊的囊芯为液态金属的腐蚀溶液；步骤S2中所述透明基材的第二面朝上，液态金属层朝下放置，通过所述纳秒激光束透射至所述表面改性层，破坏所述表面改性层相应区域内的微胶囊的囊壁，释放其内的所述腐蚀溶液，通过重力作用与下方液态金属接触以腐蚀液态金属。在一些可选地实施例中，所述光源包括紫外光束；所述透明基材为抗老化材质；步骤S2中通过紫外光束透射至所述表面改性层，使所述表面改性层相应区域老化，实现破坏所述表面改性层相应区域与所述液态金属层之间的连接稳定性。在一些可选地实施例中，步骤S3中通过振动去除所述液态金属层上连接不稳定的液态金属。在一些可选地实施例中，所述表面改性层为绝缘材质；步骤S3中通过施加在所述透明基材和所述液态金属层上的同一种电荷所产生的电子斥力的作用下，去除所述液态金属层上连接不稳定的液态金属。本专利技术的另一个目的在于提出一种电路制作设备，以解决现有技术中存在的技术问题。在一些说明性实施例中，所述电路制作设备，包括：固定机构，用以夹紧固定透明基材；设于透明基材上方的第一涂覆机构、第二涂覆机构和光源；其中，所述第一涂覆机构用以涂覆形成表面改性层；所述第二涂覆机构用以涂覆形成液态金属层；所述光源用以提供作用在表面改性层上的光束；旋转机构，与所述固定机构连接，用以翻转所述透明基材；控制机构，用以驱动第一涂覆机构、第二涂覆机构或光源在透明基材上进行相应的作业。在一些可选地实施例中，所述固定机构包括：施加正/负电荷的导电夹具，所述夹具至少紧固透明基材相对的两端；所述电路制作设备，还包括：用以接触液态金属层的导电探针，施加与所述导电夹具相同性质的电荷。在一些可选地实施例中，所述电路制作设备，还包括：振动机构，与所述固定机构连接，用于去除所述液态金属层上连接不稳定的液态金属。与现有技术相比，本专利技术具有如下优势：本专利技术通过表面改性层，使液态金属层与基材形成稳定的连接作用，然后在利用光束破坏指定位置上的表面改性层，从而达到破坏该位置上的液态金属与基材之间的稳定连接，在通过施加外力去除连接不稳定的液态金属，所留下的液态金属即可形成与基材稳定连接/附着的液态金属电路。本专利技术中利用光束形成目标图案，避开了液态金属的表面张力较大的特性，可以满足更为精细的液态金属电路的制备；另一方面，照射光束相比直接的液态金属打印而言，效率得到了极大的提升。附图说明图1是本专利技术实施例中的电路制作方法的流程图；图2是本专利技术实施例中的电路制作方法的流程图；图3是本专利技术实施例中的电路制作设备的结构示意图。具体实施方式以下描述和附图充分地示出本专利技术的具体实施方案，以使本领域的技术人员能够实践它们。其他实施方案可以包括结构的、逻辑的、电气的、过程的以及其他的改变。实施例仅代表可能的变化。除非明确要求，否则单独的部件和功能是可选的，并且操作的顺序可以变化。一些实施方案的部分和特征可以被包括在或替换其他实施方案的部分和特征。本专利技术的实施方案的范围包括权利要求书的整个范围，以及权利要求书的所有可获得的等同物。在本文中，本专利技术的这些实施方案可以被单独地或总地用术语“专利技术”来表示，这仅仅是为了方便，并且如果事实上公开了超过一个的专利技术，不是要自动地限制该应用的范围为任何单个专利技术或专利技术构思。需要说明的是，在不冲突的情况下本专利技术实施例中的各技术特征均可以相互结合。本专利技术提供了一种电路制作方法，具体地，如图1所示，图1为本专利技术实施例中的电路制作方法的流程图；该电路制作方法，包括：步骤S1、提供一透明基材1；所述透明基材的第一面上附着有粘附液态金属的表面改性层2；所述表面改性层上附着有液态金属层3；步骤S2、提供一光源5，所述光源自所述透明基材的第二面按照预设图形透射至所述透明基材第一面上的所述表面改性层，破坏所述表面改性层相应区域与所述液态金属层之间的连接稳定性；步骤S3、去除所述液态金属层上连接不稳定的液态金属，所述液态金属层上剩余的液态金属构成电路。该实施例中的透明基材可采用且不限于聚氯乙烯基材、聚对苯二甲酸乙二醇酯基材、聚对苯二甲酸丁二醇酯基材、聚丙烯基材、聚己二酸-对苯二甲酸丁二酯基材、硅橡胶基材、天然橡胶基材、异戊橡胶基材、丁苯橡胶基材、顺丁橡胶基材、氯丁橡胶基材、乙丙橡胶基材、丁腈橡胶基材、硅橡胶基材、聚硫橡胶基材、玻璃基材、聚氨酯基材、亚克力基材、硅基材、石英基材、以及特种工程塑料pek中的一种。该实施例中的表面改性层可采用且不限于PDMS(聚二甲基硅氧烷)、Ecoflex(生物降解塑料)、聚氨酯、硅胶、丙烯酸类聚合物、聚乳酸、PCL(聚己内酯)等长链高分子有机材料。本专利技术实施例中的液态金属又称为低熔点金属，其包括熔点在100摄氏度以下的低熔点金属单质/低熔点金属合金,或者是低熔点金属单质/低熔点金属合金与金属纳米颗粒混合形成的导电浆料，或者是低熔点金属单质/低熔点金属合金与流体分散剂混合形成的导电纳米流体。更为具体地，当选用所述导电纳米流本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电路制作方法，其特征在于，包括：/n步骤S1、提供一透明基材；所述透明基材的第一面上附着有粘附液态金属的表面改性层；所述表面改性层上附着有液态金属层；/n步骤S2、提供一光源，所述光源自所述透明基材的第二面按照预设图形透射至所述透明基材第一面上的所述表面改性层，破坏所述表面改性层相应区域与所述液态金属层之间的连接稳定性；/n步骤S3、去除所述液态金属层上连接不稳定的液态金属，所述液态金属层上剩余的液态金属构成电路。/n

【技术特征摘要】
1.一种电路制作方法，其特征在于，包括：
步骤S1、提供一透明基材；所述透明基材的第一面上附着有粘附液态金属的表面改性层；所述表面改性层上附着有液态金属层；
步骤S2、提供一光源，所述光源自所述透明基材的第二面按照预设图形透射至所述透明基材第一面上的所述表面改性层，破坏所述表面改性层相应区域与所述液态金属层之间的连接稳定性；
步骤S3、去除所述液态金属层上连接不稳定的液态金属，所述液态金属层上剩余的液态金属构成电路。


2.根据权利要求1所述的电路制作方法，其特征在于，所述光源为皮秒激光束；所述表面改性层为非透明材质；
步骤S2中通过所述皮秒激光束透射至所述表面改性层，刻蚀所述表面改性层相应区域，实现破坏所述表面改性层相应区域与所述液态金属层之间的连接稳定性。


3.根据权利要求1所述的电路制作方法，其特征在于，所述光源为纳秒激光束；所述表面改性层为非透明材质；
步骤S2中通过所述纳秒激光束透射至所述表面改性层，刻蚀所述表面改性层相应区域，实现破坏所述表面改性层相应区域与所述液态金属层之间的连接稳定性。


4.根据权利要3所述的电路制作方法，其特征在于，所述表面改性层为均匀混合有微胶囊的胶体，所述微胶囊的囊芯为液态金属的腐蚀溶液；
步骤S2中所述透明基材的第二面朝上，液态金属层朝下放置，通过所述纳秒激光束透射至所述表面改性层，破坏所述表面改性层相应区域内的微胶囊的囊壁，释放其内的所述腐蚀溶液，通过重力作用与下方液态金属接触以腐蚀液态金属。


5.根据权利要求1所述的电路制作方法，其特征在...

【专利技术属性】
技术研发人员：鲁强，严启臻，董仕晋，
申请(专利权)人：北京梦之墨科技有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11