从金属和碳基体制造应变敏感传感器和/或耐应变导管制造技术

总体公开了用于从金属和碳基体制造应变敏感传感器和/或耐应变导管的实现方法和技术。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】从金属和碳基体制造应变敏感传感器和/或耐应变导管
技术介绍
除非此处另有说明，否则本部分描述的方法不是本申请权利要求的现有技术，不应该由于包括在本部分就认为是现有技术。相对于传统的电子产品，柔性电子产品可以利用对弯曲、拉伸或扭曲具有宽的响应范围的材料成分。在柔性电路中，导管(conduit)和互连可被设计为经反复弯曲后呈现接近零的应变系数(gauge factor)(例如,其电阻的相对变化除以所施加的应变)。
技术实现思路
本文中描述的一些示例性方法、装置和系统可涉及制造由金属和碳基体组成的应变敏感传感器和/或耐应变导管。一些示例性装置和系统可涉及应变敏感传感和/或耐应变导管。这种装置可包括基底、第一柔性电子部件和/或第二柔性电子部件。这种第一柔性电子部件可以位于基底上，其中，第一柔性微米级电子部件可以包括基本上耐应变的导管。这种第二柔性电子部件可以位于基底上，其中，第二柔性微米级电子部件可以包括应变敏感传感器。基本上耐应变的导管和应变敏感传感器均可以包括金属和碳基体。一些示例性装置和系统可以涉及耐应变导管。这种装置可包括基底和/或第一柔性电子部件。这种第一柔性电子部件可以位于基底上，其中，第一柔性电子部件可以包括基本上耐应变的导管。这种基本上耐应变的导管可包括具有碳含量范围为从约36%的重量百分比至40%的重量百分比的钯和碳基体。一些示例性装置和系统可以涉及应变敏感传感器。这种装置可包括基底和/或第一柔性电子部件。这种第一柔性电子部件可以位于基底上,其中,第一柔性电子部件可包括应变敏感传感器。这种应变敏感传感器可包括钯和碳基体。一些示例性方法可以包括形成应变敏感传感器。这种应变敏感传感器可以包括基本上相互平行地沉积在基底上的多条金属迹线，其中，迹线可包括钯。多条金属迹线可在指定的时间和温度下固化以形成钯和碳基体，其中，固化的金属迹线可响应于应变具有约300至约400的应变系数。可沉积第一电极与多条金属迹线的一端相接触，以及可沉积第二电极与多条金属迹线的相对端接触。一些示例性方法可以包括形成耐应变导管。这种耐应变导管可以包括沉积在基底上的金属迹线，其中，迹线可以包括钯。金属迹线可在指定的时间和温度下固化以形成钯和碳基体，其中，指定的时间和温度可以为在约230摄氏度的温度下约30分钟的时间。一些示例性制品可以包括用于形成应变敏感传感器的机器可读指令。这种应变敏感传感器可以包括基本上相互平行地沉积在基底上的多条金属迹线，其中，迹线可以包括钯。多条金属迹线可以在指定的时间和温度下固化以形成钯和碳基体，其中，固化的金属迹线可以响应于应变具有约300至约400的应变系数。可沉积第一电极与多条金属迹线的一端相接触，以及可沉积第二电极与多条金属迹线的相对端接触。前述
技术实现思路
仅仅是示例性的，且意图并非为任何限制。除了上面描述的示例性的方面、实施方式和特征之外，通过参考附图以及下面的详细描述，其它的方面、实施方式以及特征将变得明显。【附图说明】在说明书的结尾部分中特别地指出并清楚地要求了主题。根据结合附图的下列描述和所附权利要求，本公开的上述以及其它的特征将变得更加清楚。理解到这些附图仅描述了根据本公开的一些实施例，从而不认为限制本公开的范围，将通过使用附图用更多特征和细节来描述本公开。在图中:图1是在给定的处理阶段的示例性应变敏感传感器或耐应变导管的立体图的例示；图2是在给定的处理阶段的示例性耐应变导管沿图1的线2-2的截面图的例示；图3是在给定的处理阶段的示例性应变敏感传感器的截面图的例示；图4是示例性应变敏感传感器组的电路图的例示；图5是包括应变敏感传感器和/或耐应变导管的示例性电子装置的示意图的例示；图6是用于形成应变敏感传感器的示例性过程的例示；图7是弯曲半径相对于电阻值的曲线图的例示；图8是应变百分比相对于电阻值变化的曲线图的例示；图9是弯曲半径相对于电阻值的曲线图的例示；图10是循环次数相对于电阻值的曲线图的例示；图11是颗粒尺寸相对于基本电阻值的曲线图的例示；图12是基本电阻值相对于应变系数的曲线图的例示；图13是以空白(blank)聚酰亚胺基底作为基准的波长与透射率的曲线图的例示；图14是例性计算机程序广品的例；图15是例示了示例性计算装置的框图；以及图16是在给定的处理阶段的示例性应变敏感传感器或耐应变导管的立体图的例示，所有附图均根据本公开的至少一些实施方式设置。【具体实施方式】以下描述连同具体细节阐述了各种示例，以提供对所要求保护的主题的全面理解。然而，本领域技术人员应理解的是，可以在不包含一些或更多此处公开的特定细节的情况下实践所要求保护的主题。此外，在一些情况下，为了避免不必要地使所要求保护的主题变得模糊，没有详细地描述众所周知的方法、过程、系统、部件和/或电路。在以下详细描述中，参照了形成说明书一部分的附图。在附图中，类似的附图标记通常表示类似部件，除非上下文有相反的说明。在详细的说明书、附图和权利要求中描述的例示性实施方式并非是限制性的。在不背离本文介绍的主题的精神或者范围的情况下，可以利用其它实施方式，并且可以进行其它改变。容易理解的是如这里总体描述并且在附图中例示的，本公开的多个方面可以按各种不同配置进行排列、替换、组合和设计，所有这些不同配置是明确想得到的并且构成了本公开的一部分。本公开特别提供了涉及从金属和碳基体制造应变敏感传感器和/或耐应变导管的方法、装置和系统。相对于传统的电子产品，柔性电子产品利用对弯曲、拉伸或扭曲具有宽响应范围的材料成分，或者对应变高度响应或高度抗应变的材料。而对应变响应的组件可在诸如触敏显示器的设备部分中找到，抗应变组件可被用作导管(例如，导管和/或互联)。图1是根据本公开的至少一些实施方式设置的示例性应变敏感传感器或耐应变导管在处理的给定阶段的立体图的例示。在例示的示例中，柔性电子部件100可实现为设置在基底102上的应变敏感传感器。本文使用的术语“应变”可指代任何种类的应变，包括但不限于拉伸应变、压缩应变、弯曲应变、轴向应变、剪切应变、或扭转应变等和/或它们的组合。同样地，术语“应变敏感”可指代对任何种类的应变响应的材料特性，所述应变包括但不限于拉伸应变、压缩应变、弯曲应变、轴向应变、剪切应变、或扭转应变等和/或它们的组合。在一些示例中，基底102可以是柔性的。附加地或者另选地，基底102可以承受高温(例如，约195摄氏度、230摄氏度和/或250摄氏度的温度，取决于特定的应用)。在一些示例中，基底102可具有不同的厚度和/或对角线宽度。例如，取决于特定的应用，基底102可具有从约一英寸(例如，对于移动电话等)至约三十英寸(例如，对于柔性的计算机监视器等)的对角线宽度。使用具有约20微米厚度的柔性聚酰亚胺基底进行了实验，虽然其他厚度可能也是合适的。在一些示例中，基底102可包括下列物质中的一种或多种:柔性聚酰亚胺、聚酯、聚萘二甲酸乙二醇酯、芳纶、聚(二甲基硅氧烷)、环氧树脂和/或液晶聚合物。例如,基底102可由柔性聚酰亚胺组成。在一些示例中，这种柔性电子部件100可以是微米级的。例如，柔性电子部件100可包括可具有约I微米的宽度106的各个(individual)金属迹线104。这些各个金属迹线104可由约1/2微米的间隔108隔开，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种装置，所述装置包括：基底；位于所述基底上的第一柔性电子部件，其中所述第一柔性电子部件包括基本上耐应变的导管；以及位于所述基底上的第二柔性电子部件，其中所述第二柔性电子部件包括应变敏感传感器，其中所述基本上耐应变的导管和所述应变敏感传感器均包括金属和碳基体。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2011.06.07 IN 1940/CHE/20111.一种装置，所述装置包括: 基底； 位于所述基底上的第一柔性电子部件，其中所述第一柔性电子部件包括基本上耐应变的导管；以及 位于所述基底上的第二柔性电子部件，其中所述第二柔性电子部件包括应变敏感传感器， 其中所述基本上耐应变的导管和所述应变敏感传感器均包括金属和碳基体。2.根据权利要求1所述的装置，其中，所述金属包括钯。3.根据权利要求1所述的装置，其中，所述基本上耐应变的导管和/或所述应变敏感传感器具有约100纳米至约10微米的尺寸。4.根据权利要求1所述的装置，其中，所述应变敏感传感器包括在约195摄氏度的温度下固化约30分钟的时间形成的结构，并且其中所述基本上耐应变的导管包括在约230摄氏度的温度下固化约30分钟的时间形成的结构。5.根据权利要求1所述的装置，其中，所述基本上耐应变的导管包括互连、电极、连接器、电线和/或导电迹线中的一种或多种。6.根据权利要求1所述的装置，其中，所述基本上耐应变的导管包括连接器。7.根据权利要求1所述的装置，其中，所述基底的尺寸范围从约I英寸至约30英寸。8.根据权利要求1所述的装置，其中，所述基本上耐应变的导管响应于应变具有零至接近零的应变系数。`9.根据权利要求1所述的装置，其中，所述基本上耐应变的导管在所述金属和碳基体中包括至少一个尺寸约为20纳米至30纳米的金属纳米颗粒。10.根据权利要求1所述的装置，其中，所述基本上耐应变的导管在所述金属和碳基体中包括约20纳米至30纳米的平均纳米颗粒尺寸。11.根据权利要求1所述的装置，其中，所述基本上耐应变的导管在所述金属和碳基体中具有从约36%的重量百分比至约40%的重量百分比的碳含量。12.根据权利要求1所述的装置，其中，所述应变敏感传感器响应于应变具有约300至约400的应变系数。13.根据权利要求1所述的装置，其中，所述应变敏感传感器具有约0.2伏的最小激励电压。14.根据权利要求1所述的装置，其中，所述应变敏感传感器对低至约0.09%的应变敏感。15.根据权利要求1所述的装置，其中，所述应变敏感传感器在所述金属和碳基体中包括至少一个尺寸约为6纳米至10纳米的金属纳米颗粒。16.根据权利要求1所述的装置，其中，所述应变敏感传感器在所述金属和碳基体中包括约6纳米至10纳米的平均纳米颗粒尺寸。17.根据权利要求1所述的装置，其中，所述应变敏感传感器在所述金属和碳基体中具有从约55%的重量百分比至约60%的重量百分比的范围的碳含量。18.根据权利要求1所述的装置，其中，所述基本上耐应变的导管和所述应变敏感传感器两者对于波长范围为约550纳米至约1100纳米的电磁辐射基本上是透明的。19.根据权利要求1所述的装置，其中，所述基本上耐应变的导管和所述应变敏感传感器对波长大于约550纳米的电磁辐射均呈现约80%的透射率。20.根据权利要求1所述的装置，其中，所述装置包括触敏显示器、柔性太阳能电池、柔性显示器、可伸缩显示器、可卷曲显示器和/或它们的组合中的一种或多种。21.一种装置，所述装置包括: 基底；和 位于所述基底上的第一柔性电子部件，其中，所述第一柔性电子部件包括基本上耐应变的导管，并且其中所述基本上耐应变的导管包括具有从约36%的重量百分比至约40%的重量百分比的范围的碳含量的钯和碳基体。22.根据权利要求21所述的装置，其中，所述基本上耐应变的导管响应于应变具有零至接近零的应变系数。23.根据权利要求21所述的装置，其中，所述基本上耐应变的导管包括在约230摄氏度的温度下固化约30分钟的时间形成的结构。24.根据权利要求21所述的装置，其中，所述基本上耐应变的导管包括互连、电极、连接器、电线和/或导电迹线中的一种或多种。25.根据权利要求21所述的装置，其中，所述基本上耐应变的导管包括连接器。26.根据权利要求21所述的装置，其中，所述基底的尺寸范围从约I英寸至约30英寸。27.根据权利要求21所述的装置，其中，所述基本上耐应变的导管具有从约100纳米至约10微米的尺寸范围。28.根据权利要求21所述的装置，其中，所述基本上耐应变的导管包括在所述钯和碳基体中的至少一个尺寸为约20纳米至30纳米的钯纳米颗粒。29.根据权利要求21所述的装置，其中，所述基本上耐应变的导管对于波长范围为约550纳米至约1100纳米的电磁辐射基本上是透明的。30.根据权利要求21所述的装置...

【专利技术属性】
技术研发人员：G·U·库尔卡尼，B·拉达，A·A·萨迦德，
申请(专利权)人：贾瓦哈拉尔尼赫鲁高级科学研究中心，
类型：
国别省市：