[发明专利]一种变线宽的柔性可拉伸导线及其制备方法

说明书

本发明公开了一种变线宽的柔性可拉伸导线及其制备方法，可以在保持可拉伸性的同时减小导线自身的电阻从而提高导线在力学性能、电学性能和热学性能三者间平衡调节的可行性。包括：导电膜和绝缘衬底，导电膜与绝缘衬底层叠设置，导电膜位于上层；导线弯曲变形较小导线段的导电膜的宽度大于弯曲变形较大导线段的导电膜的宽度；导线弯曲变形较小导线段的绝缘衬底的宽度等于或大于该段导电膜的宽度；弯曲变形较大导线段的绝缘衬底的宽度等于或大于该段导电膜的宽度，同时小于或等于弯曲变形较小导线段的绝缘衬底的宽度；导电膜的最大宽度部分与最小宽度部分之间通过平滑的过渡曲线连接；导线轮廓为蛇形蜿蜒的曲线形。

技术领域

本发明属于柔性电子器件的结构设计技术领域，具体涉及一种变线宽的柔性可拉伸导线及其制备方法。

背景技术

目前柔性电子器件正在逐步产业化，在柔性显示、运动监测以及医疗、能源等领域都有重要应用。柔性电子与传统IC技术一样，制造工艺和装备也是柔性电子技术发展的主要驱动力。

柔性可拉伸性导线可以提高电子器件在不可展曲面上的贴合性。同时，柔性可拉伸导线已发展了岛桥结构和分形结构这两种常见的电路结构，在给定的导线空间内，这些电路结构可以实现柔性可拉伸导线足够的可拉伸性能。

然而，当在电子器件或者电路结构中，使用的柔性可拉伸导线本身很细时，其电阻过大，会产生发烫的现象，甚至导致器件不能正常工作。而对于本身很细的柔性可拉伸导线在电子器件或者电路结构中使用时，其力学性能、电学性能和热学性能间的平衡调节比较难实现，甚至无法调节，尤其对于高能量的器件，此为目前柔性可拉伸导线在实际应用中存在的一个难题。而且，目前本领域还未找到一种合适的可拉伸导线，具有较好的拉伸性能的同时电阻不会过大。

中国专利(CN105038249A)公开了一种可拉伸的导电复合材料及其制备方法与应用，该可拉伸的导电复合材料是通过棉花负载银纳米线后，用PDMS包裹起来形成的能够拉伸的导电复合材料。但是由于纳米银受本身的塑性和延展性的限制，该可拉伸的导电复合材料的延展性依然不能满足对拉伸性能要求较高的一些特殊领域。

发明内容

本发明的一个目的在于提供一种变线宽的柔性可拉伸导线，该变线宽的柔性可拉伸导线可以在保持可拉伸性的同时减小导线自身的电阻，从而提升整个电子器件或者电路结构的电学性能和热学性能，提高柔性可拉伸导线在力学性能、电学性能和热学性能三者间平衡调节时的可行性。

本发明的另一个目的在于提供制备所述变线宽的柔性可拉伸导线的方法。

为了达到上述目的，本发明的具体技术方案如下：

一种变线宽的柔性可拉伸导线，所述导线轮廓为蛇形蜿蜒的曲线形，包括：导电膜和绝缘衬底，所述导电膜与所述绝缘衬底叠加设置；

所述可拉伸导线包括弯曲变形较小导线段和弯曲变形较大导线段，所述可拉伸导线弯曲变形较小导线段的所述导电膜的宽度大于弯曲变形较大导线段的所述导电膜的宽度；所述导线弯曲变形较小导线段的所述绝缘衬底的宽度等于或大于该段所述导电膜的宽度；

弯曲变形较大导线段的所述绝缘衬底的宽度等于或大于该段所述导电膜的宽度，同时小于或等于弯曲变形较小导线段的所述绝缘衬底的宽度；

所述导电膜的最大宽度部分与最小宽度部分之间通过平滑的过渡曲线连接。

进一步地，还包括封装所述导电膜和绝缘衬底的弹性封装薄膜，所述弹性封装薄膜为Ecoflex薄膜或Silbione薄膜。

进一步地，所述导线弯曲变形较小导线段的所述导电膜的最大宽度，大于或等于所述导线弯曲变形较大导线段的所述导电膜的最小宽度的倍数，所述倍数范围为1-20。

进一步地，所述变线宽的柔性可拉伸导线为“U”形，所述过渡曲线的曲率半径大于所述导电膜最小宽度部分的曲率半径，小于所述导电膜最大宽度部分的曲率半径。