CN110729072B - 一种可拉伸导线及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种可拉伸导线及其制备方法。本发明一具体实施方式包括：基底，由半固化柔性材料制成，所述基底上设有沟槽；盖板，由半固化柔性材料制成，所述盖板与所述基底贴合连接，用于封装所述沟槽以形成密封的中空管道；金属电路层，由液态金属形成的且以流动状态分布在所述中空管道内，用于导通电路。该具体实施方式通过将半固化柔性材料的盖板贴合连接至具有沟槽的半固体柔性材料基底上形成密封中空管道，并结合在中空管道中注入的液态金属形成的金属电路层，从而能够实现通过物理力的作用得到形状可调的可拉伸导线，进而得到直径极细的可拉伸导线。

Description

一种可拉伸导线及其制备方法
技术领域
本发明涉及导线制备技术领域，尤其涉及一种可拉伸导线及其制备方法。
背景技术
一般的金属材料往往具有很高的熔点，而有些金属材料，如汞在常温下保持液体形态。虽然汞可以在常温下保持液态，但是其毒性较强，不适合在人体内应用。与汞类似，镓及其与铟的合金具有较低的熔点。镓铟合金具有较宽的液态温度范围，并且化学性质稳定。由于液态金属的熔点较低，同时具有金属的导电性、导热性和放射成像能力以及液体所具有的流动性和顺应性；因此液态金属是可拉伸导线的最佳选择方案。然而，由于液态金属的表面张力比较大，并且粘附力比较弱，因此难以通过普通印刷工艺制备液态金属导线，进而使其在生物医学领域的应用受到了局限性。
可拉伸导线是指导电导线具有一定的拉伸特性，即导线在拉伸的过程中，依然能够保持导电。现有技术中通常采用丝网印刷和转印等工艺在柔性基底上制备可拉伸液态金属导电线路，但是该工艺制备过程复杂且制备条件要求苛刻。
发明内容
有鉴于此，本发明实施例提供一种可拉伸导线及其制备方法，从而能够获得不同形状和规格的基于液态金属的可拉伸电极，以解决现有技术中存在的一个或者多个问题。
为实现上述目的，本发明实施例的第一方面提供一种可拉伸导线；所述可拉伸导线，包括：基底，由半固化柔性材料制成，所述基底上设有沟槽；盖板，由半固化柔性材料制成，所述盖板与所述基底贴合连接，用于封装所述沟槽以形成密封的中空管道；金属电路层，由液态金属形成的且以流动状态分布在所述中空管道内，用于导通电路。
进一步，所述半固化柔性材料包括：PDMS、Ecoflex或硅橡胶。
进一步，所述液态金属为液态金属合金，或液态金属合金与其他材料合成的液态复合材料；更进一步，所述液态金属合金为镓基合金、铟基合金或铋基合金，所述其他材料为金属纳米颗粒。
本发明实施例在第二方面提供由本发明实施例在第一方面所述可拉伸导线的制备方法；所述的制备方法包括：利用半固化柔性材料制备具有沟槽的基底；将半固化柔性材料制成的盖板贴合连接至所述基底上以将所述基底上的沟槽封装，形成密封的中空管道；将液态金属注入所述中空管道内，使得所述液态金属以流动状态分布在所述中空管道中，得到金属电路层；对具有所述金属电路层的中空管道进行固化，得到可拉伸导线。
进一步，对具有所述金属电路层的中空管道进行固化，包括：将具有所述金属电路层的中空管道沿管道延伸方向进行物理拉伸，使所述沟槽变细，得到预固化导线；将所述预固化导线进行固化，得到可拉伸导线。
进一步，所述固化的温度为25-200℃，所述固化的时间为15min-24h。
进一步，利用半固化柔性材料制备具有沟槽的基底，包括：通过模板法、激光刻蚀法、化学蚀刻法，或者光刻法利用半固化柔性材料制备具有沟槽的基底。
进一步，将半固体柔性材料制成的盖板贴合连接至所述基底上以将所述基底上的沟槽封装，形成密封的中空管道，包括：将半固体柔性材料制成的盖板通过粘结胶或者等离子键合的方式贴合连接至所述基底上，以将所述基底上的沟槽封装，形成密封的中空管道。
进一步，所述粘结胶为环氧树脂、丙烯酸树脂或硅胶树脂。
进一步，将液态金属注入至所述中空管道内，使得所述液态金属以流动状态分布在所述中空管道中，得到金属电路层，包括：在所述中空管道上开设孔道，将液态金属通过所述孔道注入所述中空管道内；直至所述液态金属流动至所述中空管道的端部，停止向所述中空管道内注入所述液态金属；采用封装胶将所述孔道封装，对所述孔道处的封装胶进行固化，得到金属电路层。
进一步，采用注射器将所述液态金属通过孔道注入所述中空管道内。
本发明实施例与现有技术相比至少具有如下有益效果：
1、本发明实施例通过将半固化柔性材料的盖板贴合连接至具有沟槽的半固体柔性材料基底上形成密封中空管道，并结合在中空管道中注入的液态金属形成的金属电路层，从而能够实现通过物理力的作用得到形状可调的可拉伸导线。
2、本发明实施例的制备方法通过利用半固化柔性材料和液态金属制成形状可调的导线，并对导线整体进行固化，从而能够实现不需要多个模板就能制备得到不同形状和规格基于液态金属的可拉伸导线，进而得到极细的可拉伸导线。
3、本发明实施例制备方法简单，可以实现批量生产，解决了现有技术中液态金属导线制备工艺复杂且难以大批量生产的问题。
附图说明
图1是本发明实施例2中可拉伸导线的的结构图；
图2是本发明实施例3中可拉伸导线的结构图；
图3是本发明实施例3中可拉伸导线的电阻随可拉伸导线的拉伸长度的变化曲线；
图4是本发明实施例3中可拉伸导线在不同拉伸次数下的电阻变化情况。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例，对本发明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的一部分实施例，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的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。
本发明实施例在第一方面提供一种可拉伸导线。所述可拉伸导线包括：基底，由半固化柔性材料制成，所述基底上设有沟槽；盖板，由半固化柔性材料制成，所述盖板与所述基底贴合连接，用于封装所述沟槽以形成密封的中空管道；金属电路层，由液态金属形成的且以流动状态分布在所述中空管道内，用于导通电路。
本发明实施例通过将半固化柔性材料的盖板贴合连接至具有沟槽的半固体柔性材料基底上形成密封中空管道，并结合在中空管道中注入的液态金属形成金属电路层，从而能够实现通过物理力的作用得到形状可调的可拉伸导线。这里形状可调是指通过物理力的作用将可拉伸导线及其沟槽的形状实现任意的调节。
本发明实施例基底和盖板均采用半固化柔性材料，从而能够实现在固化前通过物理力的作用获得不同形状的可拉伸导线，并且能够使可拉伸导线在固化后通过物理力的作用在各个方向上实现随意的拉伸和弯曲，从而提高了基于液态金属可拉伸导线的柔韧性，进而扩大了电极的应用范围。
在进一步的实施例中，所述半固化柔性材料包括：聚二甲基硅氧烷(PDMS)、聚己二酸/对苯二甲酸丁二酯(Ecoflex)或硅橡胶。
应理解，本发明实施例的基底和盖板具有相同物理力学性能，进而使得基底和盖板在相同条件下可以实现同时拉伸和弯曲等。这里的物理力学性能可以是拉伸性能、弯曲性能等。
在进一步的实施例中，所述液态金属为液态金属合金，或液态金属合金与其他材料合成的液态复合材料；在更进一步的实施例中，所述液态金属合金为镓基合金、铟基合金或铋基合金，所述其他材料为金属纳米颗粒。本发明实施例将液态金属合金与Ni纳米颗粒混合成液态复合材料，能够提高液态金属的粘附力，进而减小液态金属合金的表面张力。
在本发明实施例第二方面提供由本发明实施例第一方面所述可拉伸导线的制备方法，该方法包括：利用半固化柔性材料制备具有沟槽的基底；将半固化柔性材料制成的盖板贴合连接至所述基底上以将所述基底上的沟槽封装，形成密封的中空管道；将液态金属注入所述中空管道内，使得所述液态金属以流动状态分布在所述中空管道中，得到金属电路层；对具有所述金属电路层的中空管道进行固化，得到可拉伸导线。
本发明实施例通过利用半固化柔性材料形成的基底和盖板制成中空管道，并在中空管道中注入液态金属后固化，从而得到可拉伸导线；进而实现可拉伸导线快速且大批量的制备，解决了现有技术中液态金属导线制备工艺复杂且难以大批量生产的问题。
本发明实施例可以对具有所述金属电路层的中空管道直接进行固化得到可拉伸导线，也可以是对具有所述金属电路层的中空管道施加物理力的作用后进行固化得到可拉伸导线。
在进一步的实施例中，对具有所述金属电路层的中空管道进行固化，包括：将具有所述金属电路层的中空管道沿管道延伸方向进行物理拉伸，使所述沟槽变细，得到预固化导线；将所述预固化导线在拉伸状态下进行固化，得到可拉伸导线。
本发明实施例将半固化柔性材料制成的导线沿管道延伸方向先进行物理拉伸使得导线及其沟槽变细，从而得到预固化导线，并对预固化导线进行固化，从而能够得到极细的可拉伸导线。
应理解，本发明实施例可以将具有所述金属电路层的中空管道在任意方向上进行拉伸或弯曲，进而得到不同形状的导线。不仅仅局限于本实施例沿管道延伸方向进行的物理拉伸。
需要注意，本发明实施例固化前对导线进行的物理拉伸所产生的变形在固化后是不会恢复的，但是在固化后对可拉伸导线进行的物理拉伸所产生的变形是可恢复的。
在进一步的实施例中，在对具有所述金属电路层的中空管道进行固化时，固化的温度为25-200℃(例如25、50、100、150或200℃等)，固化的时间为15min-24h(例如15min、30min、1h、2h、5h、10h、15h或24h等)。
在本发明实施例中，如果固化不完全或固化程度太大，均会影响可拉伸导线力学性能的稳定性以及可拉伸导线的电阻率。
在进一步的实施例中，利用半固化柔性材料制备具有沟槽的基底，包括：通过模板法、激光刻蚀法、化学蚀刻法，或者光刻法利用半固化柔性材料制备具有沟槽的基底。
本发明实施例可以在基底上通过上述方法制备不同形状的沟槽；也可以是在基底上制备直线型的沟槽，而后在固化前对导线施加物理力的作用，从而获得不同形状的沟槽。
在进一步的实施例中，将半固体柔性材料制成的盖板贴合连接至所述基底上以将所述基底上的沟槽封装，形成密封的中空管道，包括：将半固体柔性材料制成的盖板通过粘结胶或者等离子键合等物理方式贴合连接至所述基底上，以将所述基底上的沟槽封装，形成密封的中空管道。
本发明实施例通过粘结胶或者等离子键合等物理方式将盖板粘结在基底上形成密封的中空管道，从而避免后续注入中空管道中的液态金属从盖板和基底的连接处渗出。
在进一步的实施例中，所述粘结胶为环氧树脂、丙烯酸树脂或硅胶树脂。
应理解，本发明实施例中的粘结剂与盖板和基底具有相同的物理力学性能，以保证可拉伸导线在拉伸过程中盖板不会脱离基底，粘结剂可以随着可拉伸导线的拉伸实现相同程度的拉伸。
在进一步的实施例中，将液态金属注入至所述中空管道内，使得所述液态金属以流动状态分布在所述中空管道中，得到金属电路层，包括：在所述中空管道上孔道，将所述液态金属通过所述孔道注入所述中空管道内；直至所述液态金属流动至所述中空管道的端部，停止向所述中空管道内注入液态金属；采用封装胶将所述孔道封装，对所述孔道处的封装胶进行固化，得到金属电路层。
具体地，在所述中空管道的两端且位于盖板上开设有第一孔道和第二空孔道，将所述液态金属通过所述第一孔道注入所述中空管道内，使得液态金属从中空管道的一端部流向另一端部的过程中将中空管道中的气体通过第二孔道排出；直至所述液态金属流动至所述中空管道的另一端部，停止向所述中空管道内注入液态金属；采用封装胶将所述第一孔道和第二孔道进行封装，对所述第一孔道和第二孔道处的封装胶进行固化，得到金属电路层。
在进一步的实施例中，所述封装胶为环氧树脂、丙烯酸树脂或硅胶树脂。
应理解，本发明实施例中的封装胶与盖板和基底具有相同的物理力学性能，以保证可拉伸导线在拉伸过程中液态金属不会从孔道中漏出，封装胶可以随着可拉伸导线的拉伸实现相同程度的拉伸。
在进一步的实施例中，为了更好地将液态金属注入中空管道内，且对中空管道的破坏程度控制在最小范围内；因此采用注射器将所述液态金属通过孔道注入所述中空管道内。
另外注意的是，如果没有特别说明，本发明所记载的任何范围包括端值以及端值之间的任何数值以及以端值或者端值之间的任意数值所构成的任意子范围。
实施例1
一种可拉伸导线包括：半固化PDMS制成的基底、半固化PDMS制成的盖板和镓基合金形成的金属电路层。基底上设有直线型沟槽；盖板和基底贴合连接，用于封装直线型沟槽以形成密封的中空管道；镓基合金以流动状态分布在中空管道内形成金属电路层，用于导通电路。
在本发明实施例中对可拉伸导线的制备方法不作任何限定，只要能得到可拉伸导线即可。
实施例2
一种可拉伸导线包括：半固化硅橡胶制成的基底10、半固化硅橡胶制成的盖板20，以及铟基合金和Ni纳米颗粒的液态复合材料形成的金属电路层30。基底10上设有直线型沟槽；盖板20和基底10贴合连接，用于封装直线型沟槽以形成密封的中空管道；铟基合金和Ni纳米颗粒的液态复合材料以流动状态分布在中空管道内形成金属电路层30，用于导通电路。
本发明实施例可拉伸导线的制备方法如下：
步骤一：利用铁氟龙材料作为模板材料，构造具有直线型沟槽的模板；将半固化硅橡胶制成的基底铺展在模板上并施加力的作用后取出，得到具有直线型沟槽的基底；
步骤二：将半固化硅橡胶制成的盖板通过环氧树脂贴合连接至基底上以将基底上的直线型沟槽封装，形成密封的中空管道；
步骤三：在中空管道的两端且位于盖板上开设有第一孔道和第二空孔道，并将液态复合材料通过第一孔道注入所述中空管道内，使得液态复合材料从中空管道的一端部流向另一端部的过程中将中空管道中的气体通过第二孔道排出；直至液态复合材料流动至中空管道的另一端部，停止向中空管道内注入液态复合材料；采用环氧树脂将第一孔道和第二孔道进行封装，对第一孔道和第二孔道处的环氧树脂进行固化，得到金属电路层。
步骤四：将具有金属电路层的中空管道于150℃下直接进行固化30min小时，得到可拉伸导线，结构如图1所示。
本发明实施例中作为粘结剂或封装胶的环氧树脂与盖板和基底具有相同的物理力学性能，以保证可拉伸导线在拉伸过程中，粘结剂或封装胶可以随着可拉伸导线的拉伸实现相同程度的拉伸。
实施例3
一种可拉伸导线包括：半固化硅橡胶制成的基底、半固化硅橡胶制成的盖板、铟基合金和Ni纳米颗粒的液态复合材料形成的金属电路层。基底上设有直线型沟槽；盖板和基底贴合连接，用于封装直线型沟槽以形成密封的中空管道；铟基合金和Ni纳米颗粒的液态复合材料以流动状态分布在中空管道内形成金属电路层，用于导通电路。
本发明实施例可拉伸导线的制备方法如下所述：
步骤一：利用铁氟龙材料作为模板材料，构造具有直线型沟槽的模板；将半固化硅橡胶制成的基底铺展在模板上并施加力的作用后取出，得到具有直线型沟槽的基底；
步骤二：将半固化硅橡胶制成的盖板通过环氧树脂贴合连接至基底上以将基底上的直线型沟槽封装，形成密封的中空管道；
步骤三：在中空管道的两端且位于盖板上开设有第一孔道和第二空孔道，并采用注射器将液态复合材料通过第一孔道注入所述中空管道内，使得液态复合材料从中空管道的一端部流向另一端部的过程中将中空管道中的气体通过第二孔道排出；直至液态复合材料流动至中空管道的另一端部，停止向中空管道内注入液态复合材料；采用环氧树脂将第一孔道和第二孔道进行封装，对第一孔道和第二孔道处的环氧树脂进行固化，得到金属电路层。
步骤四：将具有金属电路层的中空管道沿管道延伸方向先进行物理拉伸使得导线及其直线型沟槽变细，从而得到预固化导线；
步骤五：将预固化导线在拉伸状态下于150℃进行固化30min，得到比原直线型沟槽更细的可拉伸导线，结构如图2所示。
本发明实施例中作为粘结剂或封装胶的环氧树脂与盖板和基底具有相同的物理力学性能，以保证可拉伸导线在拉伸过程中，粘结剂或封装胶可以随着可拉伸导线的拉伸实现相同程度的拉伸。
由图2和图1可知，本发明实施例通过在固化前将具有金属电路层的中空管道沿管道延伸方向进行物理拉伸，使得预固化导线的直径尽可能的细，而后在拉伸状态下将预固化导线进行固化，进而得到极细的可拉伸导线。
在常温下，对该实施例的可拉伸导线的进行电学性能测试。
如图3所示，为本发明实施例3中可拉伸导线的电阻随可拉伸导线的拉伸长度的变化曲线。从图3可知，随着拉伸应变的增加，可拉伸导线的电阻随着增加，在最高拉伸应变为120％的情况下，电阻变化率为250％。说明本实施例的可拉伸导线在拉伸情况下具有良好的导电性能。
如图4所示，为本发明实施例3中可拉伸导线在不同拉伸次数下的电阻变化情况。可拉伸导线在100％的拉伸应变下循环拉伸0次，500次，1000次，1500次，2000次后，测试的电阻变化率的变化情况。由图4可知，可拉伸导线循环拉伸2000次，电阻变化基本相同，由此说明可拉伸导线具有良好的拉伸稳定性。
实施例4
一种可拉伸导线包括：半固化硅橡胶制成的基底、半固化硅橡胶制成的盖板和铋基合金形成的金属电路层。基底上设有S型沟槽；盖板和基底贴合连接，用于封装S型沟槽以形成密封的中空管道；铋基合金以流动状态分布在中空管道内形成金属电路层，用于导通电路。
本发明实施例可拉伸导线的制备方法如下所述：
步骤一：将半固化硅橡胶通过激光刻蚀法制成具有直线型沟槽的基底；
步骤二：将半固体硅橡胶制成的盖板通过硅胶树脂贴合连接至基底上以将基底上的直线型沟槽封装，形成密封的中空管道；
步骤三：在中空管道的两端且位于盖板上开设有第一孔道和第二空孔道，并将铋基合金通过第一孔道注入所述中空管道内，使得铋基合金从中空管道的一端部流向另一端部的过程中将中空管道中的气体通过第二孔道排出；直至铋基合金流动至中空管道的另一端部，停止向中空管道内注入铋基合金；采用硅胶树脂将第一孔道和第二孔道进行封装，对第一孔道和第二孔道处的硅胶树脂进行固化，得到金属电路层。
步骤四：将具有金属电路层的中空管道沿管道延伸方向先进行物理拉伸使得导线及其直线型沟槽变细，从而得到预固化导线；
步骤五：将预固化导线在拉伸状态下于100℃进行固化2h，得到比原直线型沟槽更细的可拉伸导线。
本发明实施例中作为粘结剂或封装胶的硅胶树脂与盖板和基底具有相同的物理力学性能，以保证可拉伸导线在拉伸过程中，粘结剂或封装胶可以随着可拉伸导线的拉伸实现相同程度的拉伸。
实施例5
一种可拉伸导线包括：半固化Ecoflex制成的基底、半固化Ecoflex制成的盖板和铟基合金形成的金属电路层。基底上设有直线型沟槽；盖板和基底贴合连接，用于封装直线型沟槽以形成密封的中空管道；铟基合金以流动状态分布在中空管道内形成金属电路层，用于导通电路。
本发明实施例可拉伸导线的制备方法如下所述：
步骤一：将半固化Ecoflex通过激光刻蚀法制成具有直线型沟槽的基底；
步骤二：将半固化Ecoflex制成的盖板通过硅胶树脂贴合连接至基底上以将基底上的直线型沟槽封装，形成密封的中空管道；
步骤三：在中空管道的两端且位于盖板上开设有第一孔道和第二空孔道，并采用注射器将铟基合金通过第一孔道注入所述中空管道内，使得铟基合金从中空管道的一端部流向另一端部的过程中将中空管道中的气体通过第二孔道排出；直至铟基合金流动至中空管道的另一端部，停止向中空管道内注入铟基合金；采用硅胶树脂将第一孔道和第二孔道进行封装，对第一孔道和第二孔道处的硅胶树脂进行固化，得到金属电路层。
步骤四：将具有金属电路层的中空管道沿管道于200℃下直接进行固化15min，得到可拉伸导线。
本发明实施例中作为粘结剂或封装胶的硅胶树脂与盖板和基底具有相同的物理力学性能，以保证可拉伸导线在拉伸过程中，粘结剂或封装胶可以随着可拉伸导线的拉伸实现相同程度的拉伸。
在本说明书的描述中，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (11)

1.一种可拉伸导线，其特征在于，包括：
基底，由半固化柔性材料制成，所述基底上设有沟槽；
盖板，由半固化柔性材料制成，所述盖板与所述基底贴合连接，用于封装所述沟槽以形成密封的中空管道；以及
金属电路层，由液态金属以流动状态分布在所述中空管道内所形成的，用于导通电路；
所述基底和所述盖板具有相同的物理力学性能；将具有所述金属电路层的中空管道沿管道延伸方向进行物理拉伸，使所述沟槽变细，得到预固化导线；将所述预固化导线进行固化，得到可拉伸导线。
2.根据权利要求1所述的可拉伸导线，其特征在于，所述半固化柔性材料包括：PDMS、Ecoflex或硅橡胶。
3.根据权利要求1所述的可拉伸导线，其特征在于，所述液态金属为液态金属合金，或液态金属合金与其他材料合成的液态复合材料。
4.根据权利要求3所述的可拉伸导线，其特征在于，所述液态金属合金为镓基合金、铟基合金或铋基合金，所述其他材料为金属纳米颗粒。
5.一种如权利要求1-4任一项所述可拉伸导线的制备方法，其特征在于，包括：
利用半固化柔性材料制备具有沟槽的基底；
将半固化柔性材料制成的盖板贴合连接至所述基底上以将所述基底上的沟槽封装，形成密封的中空管道；
将液态金属注入所述中空管道内，使得所述液态金属以流动状态分布在所述中空管道中，得到金属电路层；
对具有所述金属电路层的中空管道进行固化，得到可拉伸导线。
6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，对具有所述金属电路层的中空管道进行固化，包括：
将具有所述金属电路层的中空管道沿管道延伸方向进行物理拉伸，使所述沟槽变细，得到预固化导线；
将所述预固化导线进行固化，得到可拉伸导线。
7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，
所述固化的温度为25-200℃，所述固化的时间为15min-24h。
8.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，利用半固化柔性材料制备具有沟槽的基底，包括：
通过模板法、激光刻蚀法、化学蚀刻法，或者光刻法利用半固化柔性材料制备具有沟槽的基底。
9.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，将半固体柔性材料制成的盖板贴合连接至所述基底上以将所述基底上的沟槽封装，形成密封的中空管道，包括：
将半固体柔性材料制成的盖板通过粘结胶或者等离子键合的方式贴合连接至所述基底上，以将所述基底上的沟槽封装，形成密封的中空管道。
10.根据权利要求9所述的制备方法，其特征在于，所述粘结胶为环氧树脂、丙烯酸树脂或硅胶树脂。
11.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，将液态金属注入至所述中空管道内，使得所述液态金属以流动状态分布在所述中空管道中，得到金属电路层，包括：
在所述中空管道上开设孔道，将液态金属通过所述孔道注入所述中空管道内；
直至所述液态金属流动至所述中空管道的端部，停止向所述中空管道内注入所述液态金属；
采用封装胶将所述孔道封装，对所述孔道处的封装胶进行固化，得到金属电路层。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113539573A (zh) * 2020-04-14 2021-10-22 深圳市柔宇科技有限公司 电子组件及其制作方法与可拉伸导线及其制作方法
KR20220014498A (ko) * 2020-07-29 2022-02-07 현대자동차주식회사 미세섬유 및 이를 제조하는 방법
CN114252822A (zh) * 2020-09-25 2022-03-29 西门子(深圳)磁共振有限公司 磁共振成像系统的射频线圈及磁共振成像系统
CN112530626B (zh) * 2020-12-04 2023-01-06 南方科技大学 一种可降解柔性导线及其制备方法和应用
CN112834611B (zh) * 2021-01-22 2024-04-09 爱德森（厦门）电子有限公司 一种可变径差分涡流传感器检测方法及其装置
CN113096892A (zh) * 2021-04-21 2021-07-09 中国科学院理化技术研究所 一种液态金属导线的制备方法及液态金属导线

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20150074980A (ko) * 2013-12-24 2015-07-02 주식회사 포스코 전자소자 봉지재, 그 제조방법 및 봉지방법
CN206401043U (zh) * 2017-01-12 2017-08-11 中国科学院宁波材料技术与工程研究所 一种弹性导线
CN107660066A (zh) * 2017-10-31 2018-02-02 北京京东方显示技术有限公司 一种柔性电路板、其制作方法及显示装置
CN107655398A (zh) * 2017-09-13 2018-02-02 中国科学院深圳先进技术研究院 一种高灵敏度可拉伸柔性应变传感器及其制备方法
CN108151949A (zh) * 2017-12-20 2018-06-12 深圳先进技术研究院 一种柔性电子压力传感装置及其制备方法

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20150074980A (ko) * 2013-12-24 2015-07-02 주식회사 포스코 전자소자 봉지재, 그 제조방법 및 봉지방법
CN206401043U (zh) * 2017-01-12 2017-08-11 中国科学院宁波材料技术与工程研究所 一种弹性导线
CN107655398A (zh) * 2017-09-13 2018-02-02 中国科学院深圳先进技术研究院 一种高灵敏度可拉伸柔性应变传感器及其制备方法
CN107660066A (zh) * 2017-10-31 2018-02-02 北京京东方显示技术有限公司 一种柔性电路板、其制作方法及显示装置
CN108151949A (zh) * 2017-12-20 2018-06-12 深圳先进技术研究院 一种柔性电子压力传感装置及其制备方法

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Denomination of invention: A stretchable wire and its preparation method

Effective date of registration: 20230619

Granted publication date: 20210910

Pledgee: Jiading Branch of Shanghai Bank Co.,Ltd.

Pledgor: SHANGHAI MI FANG ELECTRONICS Ltd.

Registration number: Y2023310000265

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