一种封装结构、应用其的低熔点金属器件及其封装方法与流程

本发明涉及电子封装技术领域，尤其涉及一种封装结构、应用其的低熔点金属器件及其封装方法。

背景技术

低熔点金属的熔点在300摄氏度以下，而且具有金属的导电性，可以用于制作低熔点金属电路板。近年来，在教育产业、传媒等领域，智能电子互动技术发展日趋成熟，实现了多种交互方式的创新突破，低熔点金属电路板可以用作互动模块电路板。

但是低熔点金属的性质活泼，易于与空气和水蒸汽等反应造成失效，容易导致互动模块的稳定性较差，使用寿命较短，因此，需要对低熔点金属线路进行有效封装。

而现有技术中也公开了一些封装方法，主要用于封装led、太阳能芯片等，具体地，中国专利cn103855277b公开了一种led封装方法，首先采用激光刻蚀的方式在基材上形成刻蚀槽，用荧光胶粘贴金属刻蚀片，通过焊接led晶片电极与金属刻蚀片形成电通路，然后在金属刻蚀片下贴设胶带，最后覆盖透明封装胶，将led器件封装在胶膜内部。改法仅针对led器件封装，不涉及大面积电路封装。且其中灌封透明封装胶的方法，无法满足垂直立面基材的封装。

中国专利cn106941123a公开了一种用于太阳能汽车的太阳能芯片封装方法，该封装方法包括在芯片背面喷涂胶水，在太阳能芯片层覆盖盖板并在盖板上方进行防护处理。该封装方法对太阳能芯片做了较完善的保护，但是采用了刚性的盖板保护，缺乏制作柔性器件的可能性。

中国专利cn103171222a公开了一种柔性电子封装应用类高粘度复合膜及其加工方法。其中采用等离子法处理聚脂薄膜基材，然后再聚脂薄膜上涂布聚乙烯亚胺溶液层、聚烯烃树脂层及vae乳液层，最终经过热处理、臭氧处理等手段，形成高粘度复合膜，该复合膜用于封装厚度不均的表面时效果不佳。且由于聚乙烯亚胺的存在，使得制备的高粘度复合膜有较强的吸湿性能。

但现有技术中的各种封装方式均未实现对低熔点金属线路的封装，且均存在一定问题。

技术实现要素：

本发明提供一种封装结构、应用其的低熔点金属器件及其封装方法，可以防止低熔点金属线路变形，且防止空气和水蒸汽与低熔点金属线路接触。

第一方面，本发明提供一种封装结构，采用如下技术方案：

所述封装结构用于对基材上的低熔点金属线路进行封装，所述封装结构包括：依次覆盖于所述低熔点金属线路上的一层保护层、至少一层粘接层和一层隔离层；其中，所述保护层直接与所述低熔点金属线路接触，所述保护层用于防止所述低熔点金属线路变形，所述粘接层用于粘接所述保护层和所述隔离层，所述隔离层用于隔绝空气和水蒸汽。

可选地，按重量百分比计，所述保护层由85％～99％胶料、0％～15％稀释剂、0％～10％催干剂和0％～1％消泡剂组成；按重量百分比计，所述粘接层由85％～99％胶料、0％～15％稀释剂、0％～10％催干剂和0％～1％消泡剂组成；按重量百分比计，所述隔离层由85％～99％胶料、0％～15％稀释剂、0％～10％催干剂和0％～1％消泡剂组成。

示例性地，所述保护层中的胶料为聚氯酯或者丙烯酸类胶黏剂。

示例性地，所述粘接层中的胶料为环氧树脂、聚氯酯或者聚脲类胶黏剂。

示例性地，所述隔离层中的胶料为聚氯酯清漆、有机硅灌封胶或者乳胶漆。

可选地，所述保护层、所述粘接层和所述隔离层的厚度均为10^-3mm～100mm。

进一步地，所述保护层的厚度为0.01mm～0.4mm；所述粘接层的厚度为0.05mm～0.4mm；所述隔离层的厚度为0.01mm～0.4mm。

可选地，所述粘接层的层数为1层～10层。

进一步地，所述粘接层的层数为1层～6层。

可选地，所述封装结构还包括位于所述基材与所述低熔点金属线路之间的至少一层底胶层，所述底胶层用于粘附所述低熔点金属线路且隔绝空气和水蒸汽。

示例性地，按重量百分比计，所述底胶层由85％～99％胶料、0％～15％稀释剂、0％～10％催干剂和0％～1％消泡剂组成。

进一步地，所述底胶层中的胶料为聚二氯乙烯、vae乳液或者乳胶漆。

示例性地，所述底胶层的厚度为10^-3mm～10^-1mm。

第二方面，本发明提供一种低熔点金属器件，采用如下技术方案：

所述低熔点金属器件包括基材、位于所述基材上的低熔点金属线路，以及以上任一项所述的封装结构。

可选地，所述低熔点金属器件还包括与所述低熔点金属线路连接的电子元件，所有所述粘接层的总厚度大于所述电子元件的高度。

可选地，所述基材为刚性基材或者柔性基材，所述刚性基材包括木板、金属板、水泥板、聚合物板、建筑墙体或者载具外壳；所述柔性基材包括服装、帐篷或者箱包。

进一步地，所述基材为水泥板，底胶层中的胶料为聚二氯乙烯；所述基材为涤纶布，底胶层中的胶料为印花粘合剂；所述基材为有机玻璃板，底胶层中的胶料为水性聚氯酯乳液，所述基材为木板，底胶层中的胶料为vae乳液。

第三方面，本发明提供一种封装方法，采用如下技术方案：

所述封装方法包括：

步骤s1、提供一基材，所述基材上形成有低熔点金属线路；

步骤s2、在所述基材上喷涂保护层对应材料，使其完全固化形成所述保护层；

步骤s3、在所述保护层上喷涂、刷涂或辊涂粘接层对应材料，使其完全固化形成一层所述粘接层，执行以上过程至少一次，以形成至少一层所述粘接层；

步骤s4、在至少一层所述粘接层上喷涂隔离层对应材料，使其完全固化形成所述隔离层。

可选地，所述封装方法还包括：

在所述基材上形成所述低熔点金属线路之前，在所述基材上喷涂、刷涂或辊涂底胶层对应材料，使其完全固化形成所述底胶层。

本发明提供了一种封装结构、应用其的低熔点金属器件及其封装方法，其中，该封装结构包括依次覆盖于低熔点金属线路上的一层保护层、至少一层粘接层和一层隔离层，由于保护层直接与低熔点金属线路接触，保护层用于防止低熔点金属线路变形，粘接层用于粘接保护层和隔离层，隔离层用于隔绝空气和水蒸汽，从而可以有效防止低熔点金属线路变形，且防止空气和水蒸汽与低熔点金属线路接触，使得低熔点金属器件的稳定性较好，使用寿命较长。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的低熔点金属器件的结构示意图一；

图2为本发明实施例提供的低熔点金属器件的结构示意图二；

图3为本发明实施例提供的低熔点金属器件的结构示意图三；

图4为本发明实施例提供的封装方法的流程图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要说明的是，在不冲突的情况下本发明实施例中的各技术特征均可以相互结合。

本发明实施例提供了一种封装结构，具体地，如图1和图2所示，图1为本发明实施例提供的低熔点金属器件的结构示意图一，图2为本发明实施例提供的低熔点金属器件的结构示意图二，该低熔点金属器件包括基材1、低熔点金属线路2和封装结构3，封装结构用于对基材上的低熔点金属线路进行封装。如图1所示，封装结构3包括：依次覆盖于低熔点金属线路2上的一层保护层31、至少一层粘接层32(图中仅以一层为例)和一层隔离层33；其中，保护层31直接与低熔点金属线路2接触，保护层31用于防止低熔点金属线路2变形，粘接层32用于粘接保护层31和隔离层33，隔离层33用于隔绝空气和水蒸汽。

本领域技术人员必然知道的是，封装结构3包括的各膜层必然是绝缘的。

以上封装结构3具有如下有益效果：

(1)以上所述的保护层31主要用于防止因呈液态的低熔点金属流动，或者，在后续形成的粘接层32和/或在隔离层33固化过程中释放热量造成的低熔点金属线路2的变形，且防止空气和水蒸汽与低熔点金属线路2接触，使得低熔点金属器件的稳定性较好，使用寿命较长；

(2)保护层31、粘接层32和隔离层33均具有较好的柔性，能够适用于对柔性的基材上的低熔点金属线路进行封装；

(3)可以适用于对垂直立面基材上的低熔点金属线路进行封装。

(4)可以通过对粘接层32的层数的选择调节封装结构的厚度，使隔离层33形成时表面为较为平整的表面，适用于对厚度不均的表面进行封装。

可选地，如图2所示，本发明实施例中封装结构3还包括位于基材1与低熔点金属线路2之间的至少一层底胶层34，底胶层34用于粘附低熔点金属线路2且隔绝空气和水蒸汽，从而使得低熔点金属器件的基材的可选范围更广，使得低熔点金属器件的应用范围更广，且还能够有效防止空气和水蒸汽从基材1一侧接触低熔点金属线路2，更加有利于维持低熔点金属器件的稳定性。

下面本发明实施例对保护层31、粘接层32、隔离层33和底胶层34的具体内容进行举例说明。

可选地，按重量百分比计，保护层31由85％～99％胶料、0％～15％稀释剂、0％～10％催干剂和0％～1％消泡剂组成。按重量百分比计，粘接层32由85％～99％胶料、0％～15％稀释剂、0％～10％催干剂和0％～1％消泡剂组成。按重量百分比计，隔离层33由85％～99％胶料、0％～15％稀释剂、0％～10％催干剂和0％～1％消泡剂组成。按重量百分比计，底胶层34由85％～99％胶料、0％～15％稀释剂、0％～10％催干剂和0％～1％消泡剂组成。

示例性地，保护层31中，胶料的重量百分比可以为87％、89％、91％、93％、95％、97％，稀释剂的重量百分比可以为1％、3％、5％、7％、9％、11％、13％，催干剂的重量百分比可以为1％、3％、5％、7％、9％，消泡剂的重量百分比可以为0.1％、0.3％、0.5％、0.7％、0.9％。

类似地，粘接层32、隔离层33和底胶层34中，胶料、稀释剂、催干剂和消泡剂也可以采用和保护层31中相同的重量百分比选择方式，此处不再进行赘述。

其中，稀释剂主要用于降低胶料的粘度而便于进一步加工；催干剂主要适用于水性胶，加速其成膜固化；消泡剂主要用于降低表面张力，抑制泡沫产生或消除已产生泡沫。

需要说明的是，若胶料、稀释剂、催干剂和消泡剂的具体的量偏离以上数值范围将会导致以下问题中的一个或多个出现：形成的膜层过薄或过厚、形成膜层的工艺难度大、膜层固化过慢、膜层中气泡多、物料浪费等。在以上重量百分比范围内，稀释剂的具体含量、催干剂的具体含量、消泡剂的具体含量均应根据胶料的性质进行确定，以避免造成物料浪费，且使形成的膜层具有最佳的性能。

可选地，保护层31中的胶料为聚氯酯或者丙烯酸类胶黏剂，以使得保护层31具有较好的绝缘性能，且固化收缩性低、与低熔点金属线路2的附着性好。粘接层32中的胶料为环氧树脂、聚氯酯或者聚脲类胶黏剂，以使得粘接层32具有较好的粘接性能，且固化放热低。隔离层33中的胶料为聚氯酯清漆、有机硅灌封胶或者乳胶漆，以使得隔离层33具有较好的耐磨性、较好的耐候性、和对空气和水蒸汽的较好的隔绝性。底胶层34中的胶料为聚二氯乙烯、vae乳液或者乳胶漆，以使得底胶层34与基材1和低熔点金属线路2均具有较好的附着力，且具有较好的绝缘性、对空气和水蒸汽的较好的隔绝性。

可选地，保护层31、粘接层32和隔离层33的厚度均为10^-3mm～1mm。需要说明的是，此处指的是单层粘接层32的厚度。保护层31、所有粘接层32和隔离层33的总厚度为10^-2mm～5mm。

进一步地，若保护层31、粘接层32和隔离层33的厚度过大，均会使得其应用于垂直立面基材上时，容易流挂影响表面平整度和低熔点金属器件的使用寿命，且柔性不佳，若厚度过小，均不能很好地起到其对应的作用，基于此，本发明实施例中保护层31的厚度优选为0.01mm～0.4mm，粘接层32的厚度优选为0.05mm～0.4mm，隔离层33的厚度优选为0.01mm～0.4mm。

另外，当如图3所示，图3为本发明实施例提供的低熔点金属器件的结构示意图三，低熔点金属器件还包括与低熔点金属线路2连接的电子元件4时，所有粘接层32的总厚度应该根据电子元件4的厚度进行设定，即粘接层32的层数应该根据电子元件4的厚度进行设定，以使得粘接层32可以完全盖住电子元件4。可选地，粘接层32的层数为1层～10层，进一步可以选择为1层～6层。

可选地，底胶层34的厚度为10^-3mm～10^-1mm，以使得底胶层34可以很好地起到其对应的作用，且不易流挂，且柔性较好。

此外，本发明实施例还提供了一种低熔点金属器件，具体地，如图1、图2和图3所示，该低熔点金属器件包括基材1、位于基材1上的低熔点金属线路2，以及以上任一项所述的封装结构3，封装结构3用于对基材上的低熔点金属线路进行封装。之前所述的封装结构3的所有内容均适用于此，此处不再进行赘述。上述低熔点金属器件可以为电子互动模块，例如互动电子墙等。

可选地，如图3所示，低熔点金属器件还包括与低熔点金属线路2连接的电子元件4，以使得低熔点金属器件的功能更加全面，低熔点金属器件的应用范围更广。在此基础上，本发明实施例中的所有粘接层32的总厚度大于电子元件4的高度，以使得封装结构3也可以对电子元件4进行有效封装。

可选地，基材1可以为刚性基材或者柔性基材，其中，刚性基材包括木板、金属板、水泥板、聚合物板、建筑墙体或者载具外壳等；柔性基材包括服装、帐篷或者箱包等。

在实际应用过程中，发明人发现，当如图2所示，封装结构3包括底胶层34时，可以根据基材1的具体选材对底胶层34中的胶料进行选择，以使得底胶层34对基材1之间具有最佳的附着能力。示例性地，基材1为水泥板，底胶层中的胶料为聚二氯乙烯；基材1为涤纶布，底胶层中的胶料为印花粘合剂；基材1为有机玻璃板，底胶层中的胶料为水性聚氯酯乳液，基材1为木板，底胶层中的胶料为vae乳液。

另外，为了提升低熔点金属器件的美观程度，低熔点金属器件还可以包括位于底胶层34与低熔点金属线路2之间的绘制底漆，当然，绘制底漆应该选用与低熔点金属线路2能够较好地附着的材料。

低熔点金属线路2中的低熔点金属的熔点在300摄氏度以内，具体地，低熔点金属的熔点可以在室温以下，也可以在室温至300摄氏度之间，低熔点金属的熔点在室温以下时，在室温下低熔点金属即为液态，易于制作低熔点金属线路2，且低熔点金属线路2具有较高的电导率和较好的柔性，低熔点金属的熔点在室温至300摄氏度之间时，低熔点金属的选材较为广泛，在室温下低熔点金属为固态，通过加热即可使低熔点金属熔化为液态。

低熔点金属的具体实现方式可以有多种，在第一个例子中，低熔点金属为熔点在300摄氏度以下的单质；在第二个例子中，低熔点金属为熔点在300摄氏度以下的合金；在第三个例子中，低熔点金属为包括熔点在300摄氏度以下的单质，和/或，熔点在300摄氏度以下的合金的导电混合物，例如由熔点在300摄氏度以下的单质或者熔点在300摄氏度以下的合金与金属纳米颗粒和流体分散剂混合形成的导电纳米流体。

当选用所述导电纳米流体时，流体分散剂优选为乙醇、丙二醇、丙三醇、聚乙烯吡咯烷酮、聚二甲基硅氧烷、聚乙二醇、聚甲基丙烯酸甲酯中的一种。

在一些实施例中，低熔点金属的成分可包括镓、铟、锡、锌、铋、铅、镉、汞、银、铜、钠、钾、镁、铝、铁、镍、钴、锰、钛、钒、硼、碳、硅等中的一种或多种。示例性地，低熔点金属具体的选择范围包括：汞单质、镓单质、铟单质、锡单质、镓铟合金、镓铟锡合金、镓锡合金、镓锌合金、镓铟锌合金、镓锡锌合金、镓铟锡锌合金、镓锡镉合金、镓锌镉合金、铋铟合金、铋锡合金、铋铟锡合金、铋铟锌合金、铋锡锌合金、铋铟锡锌合金、锡铅合金、锡铜合金、锡锌铜合金、锡银铜合金、铋铅锡合金中的一种或几种。

此外，本发明实施例还提供一种封装方法，具体地，如图4所示，图4为本发明实施例提供的封装方法的流程图，该封装方法包括：

步骤s1、提供一基材，基材上形成有低熔点金属线路；

步骤s2、在基材上喷涂保护层对应材料，使其完全固化形成保护层；

步骤s3、在保护层上喷涂、刷涂或辊涂粘接层对应材料，使其完全固化形成一层粘接层，执行以上过程至少一次，以形成至少一层粘接层；

步骤s4、在至少一层粘接层上喷涂隔离层对应材料，使其完全固化形成隔离层。

其中，在以上各步骤中，若上一膜层未完全固化即制作下一膜层，会使得不同类型的胶料可能会不相容，固化过程中会出现波纹、脱落等不良，相同类型的胶料可能会互溶，导致不固化。

可选地，当如图2所示，封装结构3还包括底胶层34时，封装方法还包括：在基材上形成低熔点金属线路之前，在基材上喷涂、刷涂或辊涂底胶层对应材料，使其完全固化形成底胶层。

需要说明的是，之前所述的封装结构和低熔点金属器件的相关内容均适用于此，此处不再进行赘述。

本发明实施例提供了一种封装结构、应用其的低熔点金属器件及其封装方法，其中，该封装结构包括依次覆盖于低熔点金属线路上的一层保护层、至少一层粘接层和一层隔离层，由于保护层直接与低熔点金属线路接触，保护层用于防止低熔点金属线路变形，粘接层用于粘接保护层和隔离层，隔离层用于隔绝空气和水蒸汽，从而可以有效防止低熔点金属线路变形，且防止空气和水蒸汽与低熔点金属线路接触，使得低熔点金属器件的稳定性较好，使用寿命较长。

下面本发明实施例以多个具体实施例为例，对封装结构的具体内容进行举例描述。其中，底胶层的总和称作底涂部分，保护层、粘接层和隔离层的总和称作面漆部分。

实施例1：

实施例2：

实施例3：

实施例4：

实施例5：

实施例6：

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。