CN117395896A - 一种多层可拉伸电路及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种多层可拉伸电路的制备方法，包括以下步骤：S1.独立地制备多层可拉伸电路中每一层所对应的电子卡片，每层电子卡片均包括离型膜以及制造在离型膜上的电路元素；以及S2.通过键合技术将各层电子卡片组装成为多层可拉伸电路，组装过程中逐步去除相应层的离型膜。本发明方法可以快速制备出具有可靠的软刚性连接和任意数量的电子器件和通孔的可拉伸多层电路。

Description

一种多层可拉伸电路及其制备方法

技术领域

本发明涉及可拉伸电子设备，特别地，涉及一种多层可拉伸电路及其制备方法。

背景技术

可拉伸电子设备由于其良好的柔性和可拉伸性使其可以贴附在动态表面以及不规则的表面上实现复杂的供能，因此，可拉伸电路在包括植入式电子产品、软机器人和人机界面等新兴领域具有巨大应用前景。最近，柔性可拉伸导体得到了比较大的发展，利用导体的结构设计(如蛇纹结构、岛桥结合)以及材料设计(如液态金属、金属纳米线材料以及碳纳米材料等)，可拉伸导体可兼具优异的可拉伸性以及导电性，其中一些已经报道的导体具有接近银的优异导电性和高达1000％的惊人拉伸性。然而，基于这些可拉伸导体的电路性能并不理想，通常存在着电路可拉伸性差、集成度低和规模小等问题。并且，当前基于可拉伸导体的多层可拉伸电路的制备方式是基于一种串行的制造工艺，每一层的顺序有严格的顺序，也就是说，当制备多层可拉伸电路时，只有制备好前一层后才能制造后一层，这大大延长了制造时间，这使得电路制备的时间理论上通常大于200分钟，并且制造出来的可拉伸电路规模很小，其中包括的电子器件的数量通常小于50个。并且，在柔性可拉伸电路中建立可靠的软刚连接和多层连接同样是制造可拉伸多层电路的速度决定步骤，在现有的方法中为了获得可靠的软硬连接，通常的做法是使用银浆、碳纳米材料和液态金属复合材料等导电粘合剂将硬的电子元器件逐个连接到可拉伸导体上；为了获得可靠的多层连接，目前通常是通过逐个制备跳线或者是通孔(钻孔，在孔中填入导电物质)来实现的。

然而，现有方法中存在的主要问题是：当前基于可拉伸导体的多层可拉伸电路的制备方式是基于一种串行的制造工艺，每一层的顺序有严格的顺序，导致制备时间长，且中间任何一步出错都会导致整个电路报废。并且，逐个制备软硬连接和多层连接速度慢、成功率不高，当软硬连接或者多层连接的数量增加时，制备的时间也将大大延长，因此，目前报道的大多数可拉伸电路中只包含少量的电子器件或通孔，极大地限制了可拉伸电路的功能。

解决以上问题及缺陷的难度为：目前，可拉伸电路中的元素相互依赖，不能独立制造，电路的规模增大将给制造带来极大的难度和成本。

解决以上问题及缺陷的意义为：本发明使得多层可拉伸电路中的每一层可独立制备，这使得电路中的不同元素可以在同一时间内制造，大大缩短了制备流程。并且，本发明将可拉伸电路中的软硬连接和多层连接整合到电子卡片中，软硬连接和多层连接数量的增加并不会带来制备时间的增长。

发明内容

本发明提供了一种多层可拉伸电路的制备方法，可以制备出具有可靠的软刚性连接和任意数量的电子器件和通孔的多层可拉伸电路。

本发明的技术方案如下：

本发明的技多层可拉伸电路的制备方法，

根据本发明的一个方面，提供了一种多层可拉伸电路的制备方法，包括以下步骤：S1.独立地制备多层可拉伸电路中每一层所对应的电子卡片，每层电子卡片均包括离型膜以及制造在离型膜上的电路元素，其中，所述多层可拉伸电的电子卡片从下至上依次包括至少一层电路卡片、封装卡片、加固卡片以及FPC贴片卡片；以及S2.通过键合技术将各层电子卡片组装成为多层可拉伸电路，组装过程中逐步去除相应层的离型膜。

可选地，在上述多层可拉伸电路的制备方法中，所述电路卡片的制备包括：将可拉伸导体印刷在带有离型膜的弹性膜上，然后切割出统一的卡片轮廓。

可选地，在上述多层可拉伸电路的制备方法中，所述封装卡片的制备包括：使用激光切割机在带有离型膜的弹性膜上需要暴露的位点的位置进行扫描，以去除这些区域的弹性膜，然后切割出统一的卡片轮廓，最终得到封装卡片。

可选地，在上述多层可拉伸电路的制备方法中，所述加固卡片的制备包括：使用激光切割机在带有离型膜的热熔胶薄膜上切割出FPC贴片的轮廓，只切透所述热熔胶薄膜而不切透所述离型膜，然后除去多余的热熔胶薄膜，切割出统一的卡片轮廓，得到加固卡片。

可选地，在上述多层可拉伸电路的制备方法中，所述FPC贴片卡片的制备包括：在FPC电路中根据所需的电子器件的种类和位置设计好各个FPC贴片的形状和位置；将FPC贴在离型膜上，使用激光切割机在FPC上切割出不同FPC贴片，激光只切透所述FPC而不切透所述离型膜，然后去除多余的FPC，最后切割出统一的卡片轮廓，以得到所述FPC贴片卡片。

可选地，在上述多层可拉伸电路的制备方法中，所述键合技术包括热压、冷压或化学键合。

可选地，在上述多层可拉伸电路的制备方法中，所述多层可拉伸电的电子卡片从下至上依次为第二电路卡片、第一电路卡片、通孔卡片、封装卡片、加固卡片以及FPC贴片卡片。

可选地，在上述多层可拉伸电路的制备方法中，所述通孔卡片包含离型膜以及由所述离型膜承载的通孔补片，所述通孔补片包括弹性膜和可拉伸导体，以及所述通孔卡片的制备包括：将所述可拉伸导体印刷在带有离型膜的所述弹性膜上，形成圆形图案，作为通孔补片的导电部分；切割出统一的卡片轮廓；紧接着使用激光切割机以圆形可拉伸导体为中心进行切割，切割的半径为圆形可拉伸导体的半径的1.2-2倍，只切透所述弹性膜，不切透离型膜；最后，从离型膜上撕下多余的弹性膜，即可在离型膜上得到所述通孔补片。

可选地，在上述多层可拉伸电路的制备方法中，步骤S2包括：1)将所述通孔卡片叠放在所述第一电路卡片上，并将所述第一电路卡片与所述通孔卡片上的电路元素对齐，然后使用键合的方式将所述通孔卡片上的电路元素与所述第一电路卡片上的电路元素结合，结合后去除原本通孔卡片上的离型膜，得到第一组合体；2)将所述封装卡片叠放在第一组合体上，并将所述第一组合体的电路元素与所述封装卡片上的电路元素对齐，然后使用键合的方式将所述第一组合体上的电路元素与所述封装卡片上的电路元素结合，结合后去除原本封装卡片上的离型膜，得到第二组合体；3)将第二组合体翻转，并叠放在第二电路卡片上，，以及将所述第二组合体的电路元素与第二电路卡片上的电路元素对齐，然后使用键合的方式将所述第二组合体上的电路元素与所述第二电路卡片上的电路元素结合，结合后去除原本第一电路卡片上上的离型膜，得到第三组合体；4)将所述加固卡片叠放在所述第三组合体上，并将所述第三组合体的电路元素与所述加固卡片上的电路元素对齐，然后使用键合的方式将所述第三组合体上的电路元素与所述加固电路卡片上的电路元素结合，结合后去除原本加固卡片上的离型膜，得到第四组合体；5)将所述FPC贴片卡片叠放在所述第四组合体上，将所述第四组合体的电路元素与所述FPC贴片卡片上的电路元素对齐，然后使用键合的方式将所述第四组合体上的电路元素与所述FPC贴片卡片上的电路元素结合，结合后去除所述FPC贴片卡片的离型膜以及原本第二电路卡片上的离型膜，得到所述多层可拉伸电路板；6)将刚性电子器件焊接在所述FPC贴片卡片上，得到所述柔性可拉伸电路。

根据本发明的另一个方面，提供了一种上述制备方法所制备的多层可拉伸电路。

根据本发明的技术方案，产生的有益效果是：

本发明方法将可拉伸电路中的每一层独立制造在离型膜上制成不同的电子卡片，包括电路卡片、通孔卡片、封装卡片、加固卡片以及柔性电路板(FPC)贴片卡片，然后通过键合的方法将不同的电子卡片组成多层的可拉伸电路；本发明通过电子卡片制造可拉伸电路的方式使得可拉伸电路中的每一层都可以被独立制造，并且可以实现电路中每一层的同时制造，属于并行制造的方法，该方法使得任何规模(尺寸、层数、电子器件的数量)的可拉伸电路都可以在同样的制备时间中被制造出来，并且可拉伸电路中软硬连接可承受高达700％的变形。此外，本发明不涉及昂贵的纳米制造工艺和有毒化学品，适合卷对卷生产。

为了更好地理解和说明本发明的构思、工作原理和发明效果，下面结合附图，通过具体实施例，对本发明进行详细说明如下：

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。

图1是本发明的多层可拉伸电路的制备方法的流程图；

图2是本发明的多层可拉伸电路的优选实施例的爆炸图以及可拉伸电路中每一层所对应的电子卡片；

图3是通孔卡片及通孔补片的结构示意图；

图4是各层电子卡片组装成可拉伸电路的流程图；

图5是多层柔性可拉伸电路各电路元素的制备时间示意图；

图6是本发明的实施例1中制造完成的可拉伸电路图片。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方法及优点更加清晰，下面结合附图及具体实例，对本发明做进一步的详细说明。这些实例仅仅是说明性的，而并非对本发明的限制。

如图1所示，本发明的多层可拉伸电路的制备方法，包括以下步骤：

S1.独立地制备多层可拉伸电路中每一层所对应的电子卡片，每层电子卡片均包括离型膜以及制造在离型膜上的电路元素。

本发明的多层可拉伸电路中的每个卡片包括一个离型膜，这样可以把电路的各个部分(即各个电路层)分开制造再组装，离型膜等于是一个承载电路元素的基底，但是又很容易将其分开。部分电路元素是常见的，包括封装层，电路层。但是部分电路元素是独创的，如加固层、通孔补片和FPC贴片。

多层可拉伸电路中卡片的数量可很灵活，如果只包含一层电路层，则只有一层电路卡片，一层封装卡片、一层加固卡片以及一层FPC贴片卡片，无通孔卡片；如果包含三层电路层，则包含三层电路卡片，两层通孔卡片、两层封装卡片、一层加固卡片以及一层FPC贴片卡片。

电路元素包括可拉伸电路，绝缘封装层、通孔补片、加固层4、FPC贴片(包括铜箔2和聚酰亚胺3)，其中通孔补片包括弹性膜5和可拉伸导体6(如图3所示)。离型膜与这些元件分别组成了电路卡片，通孔卡片，封装卡片、加固卡片以及FPC贴片卡片。离型膜起到了支撑电路元素以及在组装过程中对准不同电路元素的作用，并且在不同电路元素组装过程中，离型膜可以轻易与电路元素分离。

图2为本发明的多层可拉伸电路的优选实施例的爆炸图以及可拉伸电路中每一层所对应的电子卡片，电子卡片从下至上依次为第二电路卡片、第一电路卡片、通孔卡片、封装卡片、加固卡片以及FPC贴片卡片，分别对应柔性多层可拉伸电路中的第二电路层、第一电路层、通孔层、封装层、加固层以及FPC贴片层。

电路卡片包含离型膜1、弹性膜5以及印刷在弹性膜上的可拉伸导体6。离型膜起到支撑和保护的作用，在组装电路时能够轻易与弹性膜分离，包括硅胶膜、硅油纸、格拉辛、淋膜纸等，弹性膜包括热熔性聚氨酯(TPU)材料，聚酰胺材料、乙烯-醋酸乙烯共聚物材料、聚醚砜材料、乙烯–丙烯酸类共聚物材料、硅橡胶类弹性材料、聚苯乙烯类弹性材料、聚烯烃类弹性材料或乳胶类弹性材料等中的任意一种或至少两种的组合，弹性热熔膜的厚度为10-500微米。优选地，电路卡片的制备包括：使用丝网印刷的方法将可拉伸的导体，优选为液态金属刷在带有离型膜的弹性膜上，然后切割出统一的卡片轮廓，然后使用烤箱对其在60℃～80℃下干燥5～20分钟，使用激光切割机以50kHz的重复频率和30mm/s的切割速度切出统一的圆角矩形轮廓，弹性膜可以为聚氨酯弹性体薄膜、乙烯-醋酸乙烯共聚物弹性体薄膜等。对于具有多个电路层的可拉伸电路，电路卡片上需要打孔，这些孔在通孔补片的作用下可以实现不同电路层上可拉伸导体的电学连接。

可拉伸导体6包括液态金属材料、碳纳米导电材料、金属纳米材料以及水凝胶材料。制造可拉伸电路至少需要一张电路卡片，对于包含多层电路的可拉伸电路，则需要多层电路卡片。可拉伸导体通过丝网印刷、喷墨打印、漏字板等方法印刷至弹性膜上。对于含有多层电路的可拉伸电路，可拉导体印刷而成的线路上还具有通孔7，用于不同层上的线路连接，通孔的大小在20-100微米。

如图3所示，通孔卡片包含离型膜1以及其承载的通孔补片，通孔补片包括弹性膜5和可拉伸导体6。通孔补片通常为在中心印刷有可拉伸导体的弹性膜片，通过将通孔补片的中心与第一电路卡片上的通孔对准，经过键合的方式，即可与第二电路卡片上的电路形成电学连接。通孔卡片上通常包含多个通孔补片。通孔补片的制备方式为：在离型膜承载的弹性膜上印刷可拉伸导体，用激光或机加工的方式沿着印刷的可拉伸导体边缘切割，只切透弹性膜，不切透离型膜，最后去除掉多余的弹性膜，即可在离型膜上得到通孔补片。通孔补片的厚度在20-200微米。

优选地，通孔卡片的制备包括：使用丝网印刷的方法将液态金属印刷在带有离型膜的弹性膜(TPU薄膜)上，形成圆形图案(直径：1毫米)，作为通孔补片的导电部分，并在80℃的烘箱中干燥5分钟。使用激光切割机以30mm/s的切割速度切出统一的圆角矩形轮廓。紧接着使用激光切割机以60mm/s的切割速度沿通孔补片的轮廓进行切割，切割直径为2毫米。在此速度下，激光仅切穿TPU薄膜，而不会切穿TPU下方的离型膜。最后，从离型膜上撕下多余的TPU薄膜，即可在离型膜上得到通孔补片。

封装卡片包括一层离型膜和一层封装用的弹性膜，该层弹性膜在可拉伸电路中起到保护电路以及防止不同层之间的电路发生短路。制造多层可拉伸电路中至少需要一张封装卡。弹性膜上可以使用机激光加工或者机加工的方式在其上开孔、开窗，以在封装后暴露出需要的连接位点。封装用的弹性膜的厚度在20-200微米。

封装卡片的制备包括：可拉伸电路使用带有离型膜的弹性膜进行封装，弹性膜用于封装时，需要暴露一些液态金属的触点以与电子器件连接。所以，使用激光切割机以200mm/s～250mm/s的标记速度和0.1mm的间距在带有离型膜的弹性膜上需要暴露的位点的位置扫描2次，以去除这些区域的弹性膜，最终得到封装卡片。弹性膜可以为乙烯-醋酸乙烯共聚物弹性体薄膜或TPU薄膜。

加固卡包括一层离型膜以及加固层，加固层的作用是增加电子FPC贴片与弹性基底(弹性膜)的粘附力以增强力学连接。加固层包括聚酯热熔胶、聚酰胺乙烯-醋酸、乙烯酯共聚物聚烯烃、聚氨酯、聚丙烯酸材料等。加固层的厚度在20-200微米。

加固卡片的制备包括：加固卡片中的加固层薄膜可以在键合后增加FPC贴片与基底之间的粘附力，优选的，加固层薄膜为聚酯热熔胶薄膜。使用激光切割机在带有离型膜的热熔胶薄膜上以60mm/s1的速度切割出FPC贴片的轮廓，只切透所述热熔胶薄膜而不切透所述离型膜，然后除去多余的聚酯热熔胶薄膜，切割出统一的卡片轮廓，得到加固卡片。其中热熔胶膜包括聚酯热熔胶、聚酰胺乙烯-醋酸、乙烯酯共聚物聚烯烃、聚氨酯、聚丙烯酸材料中的一种或者多种。

FPC贴片卡片上包含一层离型膜和由柔性电路板(FPC)制成的电子贴片。FPC电子贴片使得刚性电子器件可以稳定地连接在弹性的基底上，起到了软硬连接的作用。FPC电子贴片包含聚酰亚胺的基底以及分别分布在基底正面和反面的铜引脚，正面的铜引脚与刚性电子器件连接，反面的铜引脚可以与弹性基底上的可拉伸导体连接，而聚酰亚胺基底可以与弹性基底在键合后形成稳定的力学连接。电子贴片不但增大了刚性电子器件与弹性基底的接触面积，还增大了刚性器件与弹性基底的粘附力，使得刚性电子器件在大变形中也可以与可拉伸电路保持稳定连接。

FPC贴片卡片的制备包括：在FPC制造商定做FPC电路，在FPC电路中根据所需的电子器件的种类和位置设计好各个FPC贴片的形状和位置。将FPC贴在离型膜上，使用激光切割机以30mm/s的切割速度在FPC上切割出不同FPC贴片，并将FPC贴片转移到PET离型膜上，以得到FPC贴片卡片。

S2.通过键合的方法(键合技术)将各层电子卡片组装成为多层可拉伸电路，组装过程中逐步去除相应层的离型膜。

多层可拉伸电路组装是通过不同的电子卡片的键合技术来实现的，键合技术包括热压、冷压、化学键合等。本发明方法通过电子卡片即可使得多层可拉伸电路中的每一层独立且并行(同时)制备，像比于传统的层层制备(layer-by-layer)的可拉伸电路的制备方法，可大大提高制造效率。

以包含两层电路的可拉伸电路为例。用于组装两层电路的可拉伸电路包括第一电路卡片、第二电路卡片、封装卡片、通孔卡片、加固卡片和FPC贴片卡片。组装步骤如图4所示，包括以下步骤：

1)将通孔卡片叠放在第一电路卡片上，并将第一电路卡片与通孔卡片上的电路元素对齐，然后使用键合的方式将通孔卡片上的电路元素与第一电路卡片上的电路元素结合，结合后去除原本通孔卡片上的离型膜，得到第一组合体；

2)将封装卡片叠放在第一组合体上，并将第一组合体的电路元素与封装卡片上的电路元素对齐，然后使用键合的方式将第一组合体上的电路元素与封装卡片上的电路元素结合。结合后去除原本封装卡片上的离型膜，得到第二组合体；

3)将第二组合体翻转，并叠放在第二电路卡片上，将第二组合体的电路元素与第二电路卡片上的电路元素对齐，然后使用键合的方式将第二组合体上的电路元素与第二电路卡片上的电路元素结合。结合后去除原本第一电路卡片上的离型膜，得到第三组合体；

4)将加固卡片叠放在第三组合体上，并将第三组合体的电路元素与加固卡片上的电路元素对齐，然后使用键合的方式将第三组合体上的电路元素与加固电路卡片上的电路元素结合。结合后去除原本加固卡片上的离型膜，得到第四组合体；

5)将FPC贴片卡片叠放在第四组合体上，将第四组合体的电路元素与FPC贴片卡片上的电路元素对齐，然后使用键合的方式将第四组合体上的电路元素与FPC贴片卡片上的电路元素结合，结合后去除FPC贴片卡片的离型膜以及原本第二电路卡片上的离型膜，得到多层可拉伸电路板；

6)最终，使用传统焊接的方法，直接可以将刚性的电子器件焊接在FPC贴片卡片上，得到多层可拉伸电路。

以上的各个步骤顺序可以调整。组装中，可以根据离型膜的轮廓来对齐不同的电子卡。

实施例1

利用电子卡片制造了一个12×12的可拉伸显示屏，包括以下步骤：

S1.独立地制备第一电路卡片、第二电路卡片、封装卡片、通孔卡片、加固卡片和FPC贴片卡片。其中：

制备第一电路卡片：使用丝网印刷的方法将液态金属刷在带有离型膜的TPU薄膜上，然后使用烤箱对其在80℃下干燥5分钟。使用激光切割机以50kHz的重复频率和30mm/s的切割速度切出统一的圆角矩形轮廓。然后使用激光切割机以60mm/s的切割速度在液态金属的线路上进行钻孔，孔的直径为0.2mm。

制备第二电路卡片：使用丝网印刷的方法将液态金属刷在带有离型膜的TPU薄膜上，然后使用烤箱对其在80℃下干燥5分钟。使用激光切割机以30mm/s的切割速度切出统一的圆角矩形轮廓。

制备通孔卡片：使用丝网印刷的方法将液态金属印刷在带有离型膜的TPU薄膜上，形成圆形图案(直径：1毫米)，作为通孔补片的导电部分。并在80℃的烘箱中干燥5分钟。使用激光切割机以30mm/s的切割速度切出统一的圆角矩形轮廓。紧接着使用激光切割机以60mm/s的切割速度沿通孔补片的轮廓进行切割，切割直径为2毫米。在此速度下，激光仅切穿TPU薄膜，而不会切穿TPU下方的离型膜。最后，从离型膜上撕下多余的TPU薄膜，即可在离型膜上得到通孔补片。

制备封装卡：可拉伸电路使用带有离型膜的TPU薄膜进行封装，TPU薄膜用于封装时，需要暴露一些液态金属的触点以与电子器件连接。所以，使用激光切割机以250mm/s的标记速度和0.1mm的间距在带有离型膜的TPU薄膜上需要暴露的位点的位置扫描2次，以去除这些区域的TPU薄膜，最终得到封装卡片。

制备加固卡片：加固卡中的加固层薄膜可以在键合后增加FPC贴片与基底之间的粘附力，在这个实施例中使用的加固薄膜为聚酯热熔胶薄膜。使用激光切割机在带有离型膜的聚酯热熔胶薄膜上以60mm/s1的速度切割出FPC贴片的轮廓，然后除去多余的聚酯热熔胶薄膜，得到加固卡片。

制备FPC贴片卡片：在FPC制造商定做FPC电路，在FPC电路中根据所需的电子器件的种类和位置设计好各个FPC贴片的形状和位置。使用激光切割机以30mm/s的切割速度在FPC上切割出不同FPC贴片，并将FPC贴片转移到PET离型膜上，以得到FPC贴片卡片。

S2.多层可拉伸电路板的组装：通过键合的方法将各层电子卡片组装成为多层可拉伸电路。

首先，将第一电路卡片与通孔卡片上的电路元素对齐，然后将对齐后的两张卡片通过140度的热辊进行热压，将通孔卡片上的电路元素与第一电路卡片上的电路元素结合，结合后去除原本通孔卡片上的离型膜，得到第一组合体。将第一组合体的电路元素与封装卡片上的电路元素对齐，然后将对齐后的两张卡片通过140度的热辊进行热压，将第一组合体上的电路元素与封装卡片上的电路元素结合。结合后去除原本封装卡片上的离型膜，得到第二组合体。

将第二组合体的电路元素与第二电路卡片上的电路元素对齐，然后将对齐后的两张卡片通过140度的热辊进行热压，将第二组合体上的电路元素与第二电路卡片上的电路元素结合。结合后去除原本第二组合体上的离型膜，得到第三组合体；

将第三组合体的电路元素与加固卡片上的电路元素对齐，然后将对齐后的两张卡片通过140度的热辊进行热压，将第三组合体上的电路元素与加固电路卡片上的电路元素结合。结合后去除原本加固卡片上的离型膜，得到第四组合体；

将第四组合体的电路元素与FPC贴片卡片上的电路元素对齐，然后将对齐后的两张卡片通过140度的热辊进行热压，将第四组合体上的电路元素与FPC贴片卡片上的电路元素结合。结合后去除所有的离型膜，得到可拉伸电路板。

电子器件的焊接：使用丝网印刷将焊膏印刷在FPC贴片的铜触点上，然后将电子元件的引脚与铜触点对齐，并使用烤箱在150度的温度下处理5分钟，完成了可拉伸电路的制造，如图6所示，该可拉伸电路承受高达100％的应变下也可以正常工作。

实施例2

利用电子卡片制造了一个包含5个LED灯的LED电路。包括以下步骤：

S1.独立地制备第一电路卡片、封装卡片和FPC贴片卡片。其中；

制作第一电路卡片：使用丝网印刷的方法将液态金属刷在带有离型膜的乙烯-醋酸乙烯共聚物弹性体薄膜上，然后使用烤箱对其在60℃下干燥20分钟。使用激光切割机以50kHz的重复频率和30mm/s的切割速度切出统一的圆角矩形轮廓。

制备封装卡片：可拉伸电路使用带有离型膜的乙烯-醋酸乙烯共聚物弹性体薄膜进行封装，的乙烯-醋酸乙烯共聚物弹性体薄膜用于封装时，需要暴露一些液态金属的触点以与电子器件连接。所以，使用激光切割机以200mm/s的标记速度和0.1mm的间距在带有离型膜的乙烯-醋酸乙烯共聚物弹性体薄膜上需要暴露的位点的位置扫描2次，以去除这些区域的乙烯-醋酸乙烯共聚物弹性体薄膜，最终得到封装卡片。

制备FPC贴片卡片：在FPC制造商定做FPC电路，在FPC电路中根据所需的电子器件的种类和位置设计好各个FPC贴片的形状和位置。使用激光切割机以30mm/s的切割速度在FPC上切割出不同FPC贴片，并将FPC贴片转移到PET离型膜上，以得到FPC贴片卡片。

S2.多层可拉伸电路板的组装：通过键合的方法将各层电子卡片组装成为多层可拉伸电路。

首先，将第一电路卡片与封装卡片上的电路元素对齐，然后将对齐后的两张卡片使用热压机在100度的温度下，3kg/平方厘米的压力下进行热压，将第一电路卡片的电路元素与封装卡片上的电路元素结合。结合后去除原本封装卡片上的离型膜，得到第一组合体；

将第一组合体的电路元素与FPC贴片卡片上的电路元素对齐，然后将对齐后的两张卡片使用热压机在100度的温度下，3kg/平方厘米的压力下进行热压，将第一组合体上的电路元素与FPC贴片卡片上的电路元素结合。结合后去除所有的离型膜，得到可拉伸电路板。

电子器件的焊接；

使用焊锡将LED灯焊接到FPC贴片上，即可完成可拉伸LED电路的制备。

本发明通过电子卡片组装的多层可拉伸电路不仅具有优异的可拉伸性，单个电子器件的可拉伸性达到了700％，并且，柔性可拉伸电路中可以加入任意数量的通孔，以增大可拉伸电路的集成度。最重要的是，通过不同的电子卡片，多层可拉伸电路与中的每一层都可以独立且同时制造，这使得电路中的不同元素可以在同一时间内制造，大大缩短了制备流程，大大增加了制造效率，减少了制造时间，并且，本发明将可拉伸电路中的软硬连接和多层连接整合到电子卡片中，软硬连接和多层连接数量的增加并不会带来制备时间的增长；最终，多层柔性可拉伸电路的制造时间被缩短到20分钟以内(图5)，而且不同规模的多层可拉伸电路的制造时间是相近的，不会因为电路规模的增大而导致制备时间增加。基于电子卡片的多层可拉伸电路的制造比起传统PCB的制造速度更快、且更环保，全部的制造过程都可以使用热加工技术，不涉及有毒的溶剂。

以上说明是依据发明的构思和工作原理的最佳实施例。上述实施例不应理解为对本权利要求保护范围的限制，依照本发明构思的其他实施方式和实现方式的组合均属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种多层可拉伸电路的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1.独立地制备所述多层可拉伸电路中每一层所对应的电子卡片，每层电子卡片均包括离型膜以及制造在所述离型膜上的电路元素，其中，所述多层可拉伸电的电子卡片从下至上依次包括至少一层电路卡片、封装卡片、加固卡片以及FPC贴片卡片；以及

S2.通过键合技术将各层电子卡片组装成为所述多层可拉伸电路，组装过程中逐步去除相应层的离型膜。

2.根据权利要求1所述的多层可拉伸电路的制备方法，其特征在于，所述电路卡片的制备包括：将可拉伸导体印刷在带有离型膜的弹性膜上，然后切割出统一的卡片轮廓。

3.根据权利要求1所述的多层可拉伸电路的制备方法，其特征在于，所述封装卡片的制备包括：使用激光切割机在带有离型膜的弹性膜上需要暴露的位点的位置进行扫描，以去除这些区域的弹性膜，然后切割出统一的卡片轮廓，最终得到所述封装卡片。

4.根据权利要求1所述的多层可拉伸电路的制备方法，其特征在于，所述加固卡片的制备包括：使用激光切割机在带有离型膜的热熔胶薄膜上切割出FPC贴片的轮廓，只切透所述热熔胶薄膜而不切透所述离型膜，然后除去多余的热熔胶薄膜，切割出统一的卡片轮廓，得到所述加固卡片。

5.根据权利要求1所述的多层可拉伸电路的制备方法，其特征在于，所述FPC贴片卡片的制备包括：在FPC电路中根据所需的电子器件的种类和位置设计好各个FPC贴片的形状和位置；将FPC贴在离型膜上，使用激光切割机在FPC上切割出不同FPC贴片，激光只切透所述FPC而不切透所述离型膜，然后去除多余的FPC，最后切割出统一的卡片轮廓，以得到所述FPC贴片卡片。

6.根据权利要求1所述的多层可拉伸电路的制备方法，其特征在于，所述键合技术包括热压、冷压或化学键合。

7.根据权利要求1所述的多层可拉伸电路的制备方法，其特征在于，所述多层可拉伸电的电子卡片从下至上依次为第二电路卡片、第一电路卡片、通孔卡片、封装卡片、加固卡片以及FPC贴片卡片。

8.根据权利要求7所述的多层可拉伸电路的制备方法，其特征在于，所述通孔卡片包含离型膜以及由所述离型膜承载的通孔补片，所述通孔补片包括弹性膜和可拉伸导体，以及所述通孔卡片的制备包括：将所述可拉伸导体印刷在带有离型膜的所述弹性膜上，形成圆形图案，作为通孔补片的导电部分；切割出统一的卡片轮廓；紧接着使用激光切割机以圆形可拉伸导体为中心进行切割，切割的半径为圆形可拉伸导体的半径的1.2-2倍，只切透所述弹性膜，不切透离型膜；最后，从离型膜上撕下多余的弹性膜，即可在离型膜上得到所述通孔补片。

9.根据权利要求7所述的多层可拉伸电路的制备方法，其特征在于，步骤S2包括：

1)将所述通孔卡片叠放在所述第一电路卡片上，并将所述第一电路卡片与所述通孔卡片上的电路元素对齐，然后使用键合的方式将所述通孔卡片上的电路元素与所述第一电路卡片上的电路元素结合，结合后去除原本通孔卡片上的离型膜，得到第一组合体；

2)将所述封装卡片叠放在第一组合体上，并将所述第一组合体的电路元素与所述封装卡片上的电路元素对齐，然后使用键合的方式将所述第一组合体上的电路元素与所述封装卡片上的电路元素结合，结合后去除原本封装卡片上的离型膜，得到第二组合体；

3)将第二组合体翻转，并叠放在第二电路卡片上，，以及将所述第二组合体的电路元素与第二电路卡片上的电路元素对齐，然后使用键合的方式将所述第二组合体上的电路元素与所述第二电路卡片上的电路元素结合，结合后去除原本第一电路卡片上上的离型膜，得到第三组合体；

4)将所述加固卡片叠放在所述第三组合体上，并将所述第三组合体的电路元素与所述加固卡片上的电路元素对齐，然后使用键合的方式将所述第三组合体上的电路元素与所述加固电路卡片上的电路元素结合，结合后去除原本加固卡片上的离型膜，得到第四组合体；

5)将所述FPC贴片卡片叠放在所述第四组合体上，将所述第四组合体的电路元素与所述FPC贴片卡片上的电路元素对齐，然后使用键合的方式将所述第四组合体上的电路元素与所述FPC贴片卡片上的电路元素结合，结合后去除所述FPC贴片卡片的离型膜以及原本第二电路卡片上的离型膜，得到所述多层可拉伸电路板；

6)将刚性电子器件焊接在所述FPC贴片卡片上，得到所述柔性可拉伸电路。

10.根据权利要求1至9任一项所制备方法所制备的多层可拉伸电路。