[发明专利]一种可延展的柔性射频微带线及其制备方法

说明书

本发明提供了一种可延展的柔性射频微带线及其制备方法，属于柔性电子技术领域。本发明制备的柔性射频微带线采用可延展的金属折线层、可延展的柔性介电层、可延展的周期阵列层共3层的三明治结构。一方面，该发明实现了比较好的信号传输性能，在0～3GHz内的信号质量能够得到保障；另一方面，该发明实现了比较好的延展性，且在20％的拉伸范围内信号不会发生明显的衰减，综上所述，本发明未来将会在无线通信和生物电子医疗领域大放异彩。

技术领域

本发明属于柔性电子技术领域，具体涉及一种可延展的柔性射频微带线及其制备方法。

背景技术

微带线被广泛应用在手机电路中，一般有两个方面的作用：一是把高频信号进行较有效地传输；二是与其他固体器件如电感、电容等构成一个匹配网络，使信号输出端与负载很好地匹配，功率可以被尽可能少地被线路消耗，而尽可能多地传递至负载。传统的微带线结构是由支在刚性介质基片上的单一导体带构成的微波传输线，基片的另一面制作有接地金属平板，它是微波集成电路的基础，被广泛应用于微波集成电路和高速脉冲电路。其优点是小型、重量轻、频带宽、可靠性高、成本低以及易与固体器件连接，便于微波组件和系统的集成化，但目前的微带线都是限于刚性介质基片，其基本结构从上至下依次为铜层、电介质层和铜层，因此这样的结构不具有可延展性。

柔性电子是一种技术的通称，是指将有机/无机材料电子器件制作在柔性/可延性基板上的新兴电子技术。目前，柔性电子涵盖了有机电子、塑料电子、生物电子、纳米电子、印刷电子等，包括RFID、柔性显示、有机电致发光(OLED)显示与照明、化学与生物传感器、柔性光伏、柔性逻辑与存储、柔性电池、可穿戴设备等多种应用。相对于传统电子，柔性电子具有更大的灵活性，能够在一定程度上适应不同的工作环境，满足设备的形变要求。但是，相应的技术要求同样制约了柔性电子的发展：首先，柔性电子体现在不损坏本身电子性能的基础上的延展性，因此对电路的制作材料提出了新的挑战和要求；其次，柔性电子器件的性能相对于传统的电子器件来说仍然不足。

近年来，柔性电子领域的研究异常火热，使得该领域的发展日新月异并取得了长足的进展。对于可延展的柔性射频微带线，一方面，传统的微带线结构将变得可以延展，这将极大程度上提高微带线的使用灵活性，拓宽应用范围；另一方面，柔性的电子设备不仅实现了良好的生物兼容性，而且还能够兼具微带线本身频带宽的信号传输性能。因此，柔性射频微带线在可穿戴电子设备领域以及无线通信技术(例如：蓝牙、Zigbee、NFC)中有着广阔的应用前景，将柔性电子和微带线相结合可以进一步地令二者互相取长补短，相得益彰。但目前并没有柔性微带线的制备工艺的出现。

发明内容

针对背景技术所存在的问题，本发明的目的在于提供一种可延展的柔性射频微带线及其制备方法。该可延展的柔性射频微带线包括三层结构，其中，将刚性介质基片替换成可延展的柔性介电层，由可延展周期阵列层和可延展金属折线层共同限定电磁波在介电层中传播，实现了微带线电路的可延展性能，且在0～3GHz的频率范围内信号也不会发生明显地衰减。

为实现上述目的，本发明的技术方案如下：

一种可延展的柔性射频微带线，其特征在于，所述柔性射频微带线从下往上依次为可延展周期阵列层、可延展柔性介电层和可延展金属折线层；所述可延展周期阵列层与可延展金属折线层均由金属和有机聚合物组成，两层都由有机聚合物与可延展柔性介电层相连接，可延展周期阵列层与可延展金属折线层的两端通过射频接线端子实现电气互连。

进一步地，所述可延展周期阵列层由基本阵列单元周期排列组成，所述可延展周期阵列层包括图案区和图案区两侧的空白区，所述图案区由基本阵列单元由基本图形依次旋转90°、 180°和270°得到，所述基本图形由第一长条形和第二长条形通过倒角连接构成，所述第一长条形与水平线之间的夹角α为15°～60°，第一长条形与第二长条形之间的夹角β为180°-2α，所述第一长条形和第二长条形的宽度相同，为0.2～3mm，所述第一长条形未与第二长条形接触的一端作为旋转中心，基本阵列单元长度L0为1～10mm。