[发明专利]一种高集成度液体金属柔性电路制备方法

说明书

本发明提供一种高集成度液体金属柔性电路制备方法，解决现有柔性电路制备方法存在特征线宽过大、集成度低、制备流程复杂、成本高以及无法制备多层液体金属电路的问题。该方法包括：步骤一、清洗柔性基底；步骤二、飞秒激光直写电路图案；步骤三、分别清洗带有电路图案的柔性基底和另一片未加工的柔性基底；步骤四、氧等离子体键合；步骤五、液体金属灌注；该方法流程简单快速、成本较低，使得液体金属电路不再局限于单层电路，而且能够很容易实现多层液体金属柔性电路的制备。

技术领域

本发明属于柔性电子技术领域，具体涉及一种高集成度液体金属柔性电路制备方法。

背景技术

随着电子技术的发展，柔性可穿戴器件成为未来电子器件发展的主要方向，在人体健康监测、可穿戴设备、柔性机器人领域具有重要发展潜力。柔性可穿戴器件的主要技术问题在于柔性电路的制备。柔性电路由柔性基底和柔性电极材料构成，其具备良好的延展性以及在承受反复变形时仍保持良好导电性的能力。

为了研究出具备良好延展性及导电性的柔性电路，研究者们采用了一种液体金属材料—镓基合金，作为柔性电极材料。以镓铟合金为例，这种液体金属熔点低于30℃，在室温下为液体状态，而且具备良好的导电性和导热性。最重要的是，镓基液体金属无毒，对于人体无害，因此可以用来柔性电路。

中国专利CN110868794A公开了一种激光雕刻打印超精密液态金属微电子的制备方法，该方法通过激光雕刻机进行液体金属柔性电路制备，但是所用激光本身不具备精密加工能力，所以存在特征线宽过大(最小为250μm)的问题，而且该方法所获得的液体金属电路的金属最小厚度为200μm，在制备液体金属薄膜电路时存在很明显的缺陷。同时，在液体金属填充工艺中，该方法采用将液体金属顺着电路图案挤出的方案，从而存在着制备效率低，工作量大等问题。最主要的是，该方法所制备的液体金属电路因为厚度太大(最小为200μm)、线宽过大(最小为250μm)，所以无法制备可穿戴薄膜式多层柔性液体金属电路。因此，该方法仅适用于集成度要求不高的柔性电路制备，无法实现高集成度、超薄、可多层化液体金属电路的制备。

综上，现有利用镓基液体金属制备柔性电路的方法存在着特征线宽过大、集成度低、制备流程复杂、成本高以及在多层液体金属电路制备时仍存在着制备方法不便等问题。

发明内容

本发明的目的是解决现有柔性电路制备方法存在特征线宽过大、集成度低、制备流程复杂、成本高以及无法制备多层液体金属电路的问题，提出一种高集成度液体金属柔性电路制备方法，该方法流程简单快速、成本较低，使得液体金属电路不再局限于单层电路，而且能够很容易实现多层液体金属柔性电路的制备。

为实现以上发明目的，本发明技术解决方案是：

一种高集成度液体金属柔性电路制备方法，包括以下步骤：

步骤一、清洗柔性基底；

步骤二、飞秒激光直写电路图案；

2.1)将柔性基底放置在三维移动平台表面；

2.2)将飞秒激光通过显微镜物镜聚焦至柔性基底表面；

2.3)根据电路图案进行三维平台移动程序编程；

2.4)根据步骤2.3)设定的程序控制三维平台进行移动，在柔性基底表面扫描出电路微槽，形成电路图案；

步骤三、分别清洗带有电路图案的柔性基底和另一片未加工的柔性基底；

步骤四、氧等离子体键合；

4.1)将带有电路图案的柔性基底表面和未加工柔性基底表面进行氧等离子体表面改性处理；

4.2)将经过氧等离子体表面改性处理后的两个表面贴合，对已加工的电路图案进行键合封装；