CN109704268A - 一种可拉伸电子干扰变形免疫基材 - Google Patents
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Abstract
一种可拉伸电子干扰变形免疫基材，涉及柔性电子材料。设有核心基台、基底、薄壁梁，所述核心基台设置于镂空单元正中心并通过薄壁梁与基底连接，整体可拉伸电子干扰变形免疫基材被拉伸或弯曲等变形时薄壁梁的折叠结构展开和微应变避免核心基台产生应变；所述核心基台的上方用于放置电子部件；多个单元可按一定规律阵列排布。可完全避免基材拉伸、弯曲、扭曲等变形行为对核心基台的影响，保证了核心基台位置元部件的输出性能。互联导线可通过喷印或者气浮沉积等方式制造于该非共面结构基材上。
Description
技术领域
本发明涉及柔性电子材料，尤其是涉及带有功能单元如敏感单元的一种可拉伸电子干扰变形免疫基材。
背景技术
柔性电子技术是将有机/无机材料电子器件制作在柔性/可延展基板上的新兴电子技术，可用于人机交互、医疗康复和生物医学等领域。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，且能满足器件的形变要求。
目前，柔性可拉伸电子一般采用三种主要方法来实现电极或导线的抗弯曲或拉伸：
(1)在传统布局上引入新材料，如碳纳米管、石墨烯等，可采用预拉伸方法预先布局导线/电极的变形，制造互连导线/薄膜后释放收缩成波浪或褶皱状态，工作拉伸时基材表面通过释放曲面而减少导线/薄膜应变，但无法避免干扰形变对柔性基材上带敏感或发光等功能单元结构输出性能的影响，而且极易出现裂纹或弹性模量不同导致的分层。
(2)采用新结构，美国伊利诺伊大学JohnA.Rogers等[Kim D H,Song J,Choi W M,et al.Proceedings of the National Academy of Sciences,2008,105(48):18675-186806]将无机半导体材料与柔性基体结合，利用波纹结构和岛-桥结构方法实现导线可拉伸，该方法制作工艺多且复杂，西北大学黄永刚采用自相似的二次分型方法可以实现基材拉伸时导线基本没有应变，该方法也不能避免功能单元的干扰应变。
(3)改变布局，中国专利CN106185782A公开了一种面向可延展电子的柔性基底的技术，岛体为柱体，与基体直接贴附，该技术存在最小弯曲曲率大、布线困难、微型化难度大等缺陷。
为此，急需提出一种可实现功能单元不受干扰变形导致产生应变的方法与技术，这是发展可拉伸电子必须解决的关键技术。
发明内容
本发明的目的在于针对当前柔性可拉伸电子存在的问题，提供可避免机械干扰变形使功能单元产生应变导致输出性能恶化的图案化结构基材，为未来可拉伸电子提供标准基材或模板的一种可拉伸电子干扰变形免疫基材。
本发明设有核心基台、基底、薄壁梁，所述核心基台设置于镂空单元正中心并通过薄壁梁与基底连接，整体可拉伸电子干扰变形免疫基材被拉伸或弯曲等变形时薄壁梁的折叠结构展开和微应变避免核心基台产生应变；所述核心基台的上方用于放置电子部件；多个单元可按一定规律阵列排布。
所述核心基台的台面形状可为但不局限于圆形、多边形，所述多边形包括三角形、正方形、五边形等。
所述薄壁梁与水平平齐，薄壁梁的结构为但不限于长条或者环绕封闭式折叠结构等。所述薄壁梁内含但不局限于可延展的折叠结构，包括正弦、方波或多种结构混合等。所述薄壁梁可设有镂空结构图案。
所述基底的厚度大于薄壁梁的厚度。
本发明可为一体化制造。
与现有技术相比，本发明可以完全避免基材拉伸、弯曲、扭曲等变形行为对核心基台的影响，保证了核心基台位置元部件的输出性能。互联导线可通过喷印或者气浮沉积等方式制造于该非共面结构基材上。
附图说明
图1为本发明实施例的结构组成示意图。
图2为本发明实施例的一种典型应用示意图。
在图中，各标记为：1、核心基台；2、基底；3、薄壁梁；4、导线；5、传感器敏感单元或电子器件。
具体实施方式
以下实施例将结合附图对本发明作进一步的说明。
如图1所示，本发明实施例设有核心基台1、基底2、薄壁梁3等，其中，所述核心基台1设置于镂空单元正中心，通过薄壁梁3与基底2连接，整体可拉伸电子干扰变形免疫基材被拉伸或弯曲等变形时，薄壁梁3通过折叠展开和微应变避免核心基台1产生应变；多个单元可按一定规律阵列排布。
所述核心基台1的台面形状为但不局限于圆形、多边形，所述多边形包括三角形、正方形、五边形等。
所述薄壁梁3与水平平齐，薄壁梁的结构为长条或者环绕封闭式折叠结构等。
所述基底2的厚度大于薄壁梁3的厚度。
如图2所示，一种应用于压力敏感的含2×4单元的可拉伸电子干扰变形免疫的PDMS基材，包括：200μm×200μm正方形核心基台1、厚30μm基底2、、10μm厚的长方形薄壁折叠梁3、导线4和传感器敏感单元或电子器件5，其中，所述核心基台1设置于镂空单元正中心，通过薄壁梁3与基底2连接；核心基台1的上端设有传感器敏感单元或电子器件5，传感器敏感单元或电子器件5通过导线4将信号输出。本发明通过微压印或微注塑方式实现一体化制造，导线4采用气浮沉积纳米银浆或碳纳米管墨水制造。
Claims (8)
1.一种可拉伸电子干扰变形免疫基材，其特征在于设有核心基台、基底、薄壁梁，所述核心基台设置于镂空单元正中心并通过薄壁梁与基底连接，整体可拉伸电子干扰变形免疫基材被拉伸或弯曲等变形时薄壁梁的折叠结构展开和微应变避免核心基台产生应变；所述核心基台的上方用于放置电子部件；多个单元按一定规律阵列排布。
2.如权利要求1所述一种可拉伸电子干扰变形免疫基材，其特征在于所述核心基台的台面形状为但不局限于圆形、多边形。
3.如权利要求1所述一种可拉伸电子干扰变形免疫基材，其特征在于所述薄壁梁与水平平齐。
4.如权利要求1所述一种可拉伸电子干扰变形免疫基材，其特征在于所述薄壁梁为但不局限于长条式或环绕封闭式结构。
5.如权利要求1所述一种可拉伸电子干扰变形免疫基材，其特征在于所述薄壁梁内含但不局限于可延展的折叠结构，包括正弦、方波或多种结构混合。
6.如权利要求1所述一种可拉伸电子干扰变形免疫基材，其特征在于所述薄壁梁设有镂空结构图案。
7.如权利要求1所述一种可拉伸电子干扰变形免疫基材，其特征在于所述基底的厚度大于薄壁梁的厚度。
8.如权利要求1所述一种可拉伸电子干扰变形免疫基材，其特征在于为一体化制造。
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