一种液态金属多层电路制作方法及装置的制造方法_2

文档序号:9839758阅读:来源:国知局
基底2,为了保证基底2翻转后电路位置准确,印制中间层电路的基底2上的电路为镜像印制。为了确保电路的印制效果良好,本实施例的基底2不能选用与液态金属9附着力差的材料,防止电路无法正常打印或造成打印后电路损坏。
[0046]印制机构I用于在基底2上通过液态金属9印制电路,印制机构I可以为各类可制作单层液态金属电路的设备或装置,其包括液态金属打印机、液态金属电路手写笔、液态金属电路掩膜喷涂装置或其他各类可制作单层液态金属电路的设备或装置。
[0047]本实施例的印制机构I内部装有液态金属9,可以按照电路设计图在基底2上印制或镜像印制单层液态金属电路,以作为底层电路或中间层电路,印制后的电路表面可覆盖封装材料10,将电路与基底2—同封装,以便于后续翻转操作时,不会破坏电路本身。
[0048]多组固定机构3分别用于固定多组基底2,防止操作过程中基底2发生意外地移动而影响制作效果。本实施例的多组固定机构3分别沿各层基底2的边缘设置,且各组固定机构3之间通过层厚控制机构4连接。为了保证基底2的固定效果良好,优选固定机构3可以将多个基底2或多个使用封装材料10封装的基底2固定,可以通过嵌入、压紧、胶黏或负压吸附的方式固定基底2的边缘或底部,如采用边框嵌入、边缘压紧、底部胶黏或负压吸附方式的一种或几种。
[0049]层厚控制机构4设置于相邻两组固定机构3之间,用于调整相邻两组固定机构3的间距,以便于改变和控制封装材料10的封装厚度,以及封装融合后的多层电路基底的厚度。本实施例的层厚控制机构4包括层数可调的多层调控片和/或升降台控制单元。
[0050]配准机构5,用于为多组基底2之间的位置配准定位。本实施例的配准机构5通过识别标记在基底2或电路上的标记,可调整基底2位置,使得各层基底2上分别印制的电路能相对应的对齐,以实施多层基底2之间的精确位置配准定位,包括多层基底2之间的方向和位置的配准定位;标记优选包括十字形或米字形,也可以为其他具有精确准心的形状标记。
[0051]融合机构6设置于相邻两组基底2之间,用于将相邻两组基底2之间的封装材料10融合,以使相邻两层的基底2上的封装材料10融合为一体,而不会影响封装在内部的底层电路或中间层电路。为了使封装材料10能快速融合为一体,优选融合机构6通过等离子键合或粘合的方式融合两层基底2之间的封装材料1。
[0052]打孔机构8,用于使相邻两组基底2的预设位置贯穿连接,以使多层基底2上的电路之间能够对应导通。本实施例的打孔机构8优选将导电材料贯穿设置于相邻两层基底2之间的预设厚度的封装材料10上,以使两层基底2上的电路之间连接,该导电材料包括液态金属9,当导电材料为液态金属9时,可以挖去预设厚度的封装材料10,将液态金属9灌入孔隙中,使相邻两层的电路能够导通。
[0053]分离机构7,用于将基底2与封装材料10分离,以设置元器件。本实施例的分离机构7可将基底2与封装材料10分离,使得封装材料10中的液态金属9暴露在表面,以便于防止元器件,且不影响封装材料10中液态金属9的分布与连接,优选使用低温分离或其他分离方法。
[0054]本实施例中,液态金属9的组分包括熔点在200°C以下的低熔点金属单质或金属合金,如镓、铟、镓铟合金、镓铟锡合金、镓铟锌合金、镓铟锡锌合金、铋铟合金、铋锡合金、铋铟锡合金、铋铟锌合金、铋铟锡锌合金的一种或几种等,或者是上述各类金属单质或金属合金分别与各类具有导电作用的纳米或微米颗粒的混合物。
[0055]本实施例中,基底2包括聚乙烯(PE)、聚氯乙烯(PVC)、聚丙烯(PP)、聚酰亚胺(PI)、聚苯乙烯(PS)、聚碳酸酯(PC)、聚醚醚酮(PEEK)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚对苯二甲酸乙二酯(PET)、环氧树脂(EP)或丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(ABS)等高分子聚合物中的一种或几种,或者是其他可印制单层液态金属电路的基底2材料。
[0056]本实施例中,封装材料10为聚二甲基硅氧烷(PDMS)、硅胶、乳胶、硫橡胶或聚合物漆等可经由液态固化的材料中一种或几种。
[0057]应当注意的是,在本发明的装置的各个部件中,根据其要实现的功能而对其中的部件进行了逻辑划分,但是,本发明不受限于此,可以根据需要对各个部件进行重新划分或者组合。
[0058]如图2所示,本实施例还提供了一种基于上述液态金属多层电路制作装置提出的液态金属多层电路制作方法,该方法包括如下步骤:
[0059]S1、分别在多层基底2上印制底层电路和镜像印制中间层电路,并分别封装印制有所述底层电路和中间层电路的基底2 ;
[0060]S2、在印制有所述底层电路的基底2上相对的固定一层镜像印制有所述中间层电路的基底2 ;
[0061]S3、通过配准机构5配准定位两层分别印制有所述底层电路和中间层电路的基底2,以使所述底层电路和中间层电路定位;
[0062]S4、通过融合机构6融合印制有所述底层电路和中间层电路的基底2之间的封装材料10;
[0063]S5、通过打孔机构8贯穿打通印制有所述底层电路和中间层电路的基底2之间的封装材料10,以使所述底层电路与中间层电路之间连接;
[0064]S6、通过分离机构7将印制有所述中间层电路的基底2与覆盖其外部的封装材料10之间分离,以使印制有所述中间层电路的基底2与印制有底层电路的基底2组成多层电路基底;
[0065]S7、以步骤S6中形成的多层电路基底为印制有底层电路的基底2,返回步骤S2,直至所述多层电路基底拼装完成;
[0066]S8、所述多层电路基底拼装完成后,将印制有所述底层电路的基底2与覆盖其外部的封装材料10之间分离;
[0067]S9、确定拼装完成的所述多层电路基底中的一层为元器件层,在所述元器件层的电路上设置元器件并封装,即得。
[0068]具体地,本实施例的液态金属多层电路制作方法为:首先通过印制机构I利用液态金属9将底层电路印制在一个基底2上,通过印制机构I利用液态金属9将各个中间层电路分别镜像印制在其他若干个基底2上,然后分别在各层电路上设置标记并对应各层分别封装,封装好的电路可以翻转而不破坏电路本身;将印制有底层电路的基底2放置于制作装置的底部,将一层镜像印制有中间层电路的基底2翻转后放置于底层电路的上部,使得中间层电路与底层电路相对设置,通过配准机构5利用十字标记或其他标记将上述两层电路配准定位,再使用融合机构6将两层电路之间的封装材料10融合,由于中间层电路是镜像印制的,其翻转后恢复到正常方向,且两层电路通过配准已经对齐,因此,融合后的电路是正常方向、位置对应关系正确的双层电路,使用打孔机构8打通两层电路的层间连接,最后利用分离机构7将印制有底层电路和中间层电路的基底2分别与各自对应的外部覆盖的封装材料10之间分离,即可得到连接正确的双层电路。
[0069]当需要制作大于两层的多层电路时,在将位于第二层的印有中间层电路的基底2拆封后,以相互连接的两层电路为底层电路,继续在第二层电路的基底2上翻转放置第三层电路基底2并按相同方法配准、融合和打孔,直到将所有的中间层电路全部配准融合打孔完毕后,利用分离机构7将印制有底层电路和中间层电路的基底2分别与各自对应的外部覆盖的封装材料10之间分离,即可得到连接正确的多层电路。
[0070]在上述过程中需通过层厚控制机构4控制每层封装材料10的厚度,避免最终电路过厚影响电路柔性和实用度。
[0071]多层电路制作完成后,去除元器件层(一般为顶层)外的封装材料10,即可按照与普通单层液态金属电路相同的方法放置元器件而不必担心影响其它各层电路的连接,放置器
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