CN209266354U - 一种电路的制作装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种电路的制作装置，涉及电子技术领域。本实用新型提供的电路的制作装置包括：机械手模块，用于夹持和移动基材，基材的第一面和/或第二面上设置有表面改性层，表面改性层疏离液态金属；激光烧蚀模块，用于在所述基材上进行激光烧蚀以在所述基材上形成凹槽，凹槽的深度大于或等于表面改性层的厚度；金属填充模块，用于在所述凹槽中填充液态金属，形成液态金属线路；贴片模块，用于在所述液态金属线路上贴附元器件；封装模块，用于对所述液态金属线路进行封装。本实用新型的技术方案能够制作基于液态金属的电路。

Description

一种电路的制作装置

技术领域

本实用新型涉及电子技术领域，尤其涉及一种电路的制作装置。

背景技术

液态金属的熔点低于300摄氏度，其具有导电性好、熔点低、导热性好等优势，成为了近年来发展迅速的一种新兴功能材料。液态金属可以用作冷却介质、导热介质、焊接材料、电子线路、工艺品等，应用范围十分广泛。

但目前液态金属的制作设备很少，仅有打印机、手写笔等少数设备，无法满足对制作基于液态金属的电路的越来越大的需求。

实用新型内容

本实用新型提供一种电路的制作装置，可以制作基于液态金属的电路。

本实用新型提供一种电路的制作装置，采用如下技术方案：

所述电路的制作装置包括：

机械手模块，用于夹持和移动基材，所述基材的第一面和/或第二面上设置有表面改性层，所述表面改性层疏离液态金属；

激光烧蚀模块，用于在所述基材上进行激光烧蚀以在所述基材上形成凹槽，所述凹槽的深度大于或等于所述表面改性层的厚度；

金属填充模块，用于在所述凹槽中填充液态金属，形成液态金属线路；

贴片模块，用于在所述液态金属线路上贴附元器件；

封装模块，用于对所述液态金属线路进行封装。

可选地，所述机械手模块包括夹持机械手、升降气缸和翻转气缸，所述升降气缸和所述翻转气缸均与所述夹持机械手连接；其中，所述夹持机械手用于水平移动所述基材，所述升降气缸用于升降所述夹持机械手，所述翻转气缸用于翻转所述夹持机械手。

可选地，所述激光烧蚀模块包括激光底座、激光头、激光X轴移动系统、激光Y轴移动系统、激光Z轴移动系统、激光固定座和激光支撑柱，所述激光固定座用于在激光烧蚀过程中固定所述基材；

所述激光X轴移动系统通过所述激光支撑柱架设于所述激光底座上方；

所述激光Z轴移动系统与所述激光X轴移动系统连接，且可沿所述激光X轴移动系统移动；

所述激光头与所述激光Z轴移动系统连接，且可沿所述激光Z轴移动系统移动；

所述激光Y轴移动系统位于所述激光底座上，所述激光固定座位于所述激光Y轴移动系统上，且可沿所述激光Y轴移动系统移动。

可选地，所述金属填充模块包括填充底座、填充头、填充X轴移动系统、填充Y轴移动系统、填充固定座、填充支撑柱和填充Z轴移动系统，所述填充固定座用于在填充液态金属过程中固定所述基材；

所述填充X轴移动系统通过所述填充支撑柱架设于所述填充底座上方；

所述填充Z轴移动系统与所述填充X轴移动系统连接，且可沿所述填充X轴移动系统移动；

所述填充头与所述填充Z轴移动系统连接，且可沿所述填充Z轴移动系统移动；

所述填充Y轴移动系统位于所述填充底座上，所述填充固定座位于所述填充Y轴移动系统上，且可沿所述填充Y轴移动系统移动。

进一步地，所述填充头上设置有激光测距结构，所述激光测距结构用于测量所述填充头与所述基材上待填充液态金属的位置之间的垂直距离。

可选地，所述贴片模块包括贴片底座、贴片固定座、贴片X轴移动系统、贴片Y轴移动系统、贴片头、元器件槽和沿Y轴延伸的导梁，所述贴片固定座用于在贴附元器件过程中固定所述基材；

所述贴片Y轴移动系统位于所述贴片底座上，所述贴片固定座位于所述贴片Y轴移动系统上，且可沿所述贴片Y轴移动系统移动；

所述贴片X轴移动系统位于所述贴片底座上，所述导梁与所述贴片X轴移动系统连接，且可沿所述贴片X轴移动系统移动；

所述贴片头与所述导梁连接，且可沿所述导梁移动；

所述元器件槽位于所述贴片底座上。

可选地，所述封装模块包括覆膜装置、覆膜主导轨、供膜盘、收膜盘、覆膜子导轨和覆膜固定座，所述覆膜固定座用于在封装过程中固定所述基材；

所述覆膜子导轨连接于所述覆膜主导轨与所述覆膜装置之间，所述覆膜固定座可随所述覆膜主导轨和所述覆膜子导轨前进；

所述覆膜装置用于将保护膜压合在所述基材上；

所述供膜盘用于向所述覆膜装置所在位置提供保护膜；

所述收膜盘用于收卷覆膜后剩余的保护膜。

可选地，所述电路的制作装置还包括粘附模块，所述粘附模块位于所述金属填充模块与所述贴片模块之间，所述粘附模块用于粘附所述液态金属线路中多余的液态金属。

示例性地，所述粘附模块包括粘附辊子，所述粘附辊子包括刚性轴和包覆于所述刚性轴外的第一弹性层。

示例性地，所述粘附模块包括粘附辊子，所述粘附辊子包括弹性轴，套设于所述弹性轴上的多个刚性轮，以及套设于所述弹性轴和所述刚性轮外部的第二弹性层。

本实用新型实施例提供的一种电路的制作装置，用于制作基于液态金属的电路，该电路的制作装置包括：机械手模块，用于夹持和移动基材，基材的第一面和/或第二面上设置有表面改性层，表面改性层疏离液态金属；激光烧蚀模块，用于在基材上进行激光烧蚀以在基材上形成凹槽，凹槽的深度大于或等于所述表面改性层的厚度；金属填充模块，用于在凹槽中填充液态金属，形成液态金属线路；贴片模块，用于在液态金属线路上贴附元器件；封装模块，用于对液态金属线路进行封装。因此，使用该电路的制作装置可以制作基于液态金属的电路。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型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实用新型的一些实施例，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为本实用新型实施例提供的基于液态金属的电路的结构示意图一；

图2为本实用新型实施例提供的基于液态金属的电路的结构示意图二；

图3为本实用新型实施例提供的基于液态金属的电路的结构示意图三；

图4为本实用新型实施例提供的电路的制作方法的流程图一

图5为本实用新型实施例提供的电路的制作过程的示意图一；

图6为本实用新型实施例提供的电路的制作过程的示意图二；

图7为本实用新型实施例提供的电路的制作方法的流程图二；

图8为本实用新型实施例提供的电路的制作方法的流程图三；

图9为本实用新型实施例提供的电路的制作方法的流程图四；

图10为本实用新型实施例提供的步骤S6～步骤S9的过程示意图；

图11为本实用新型实施例提供的步骤S6～步骤S7的过程示意图；

图12为本实用新型实施例提供的步骤S8～步骤S9的过程示意图；

图13为本实用新型实施例提供的电路的制作装置的结构示意图；

图14为本实用新型实施例提供的机械手模块的结构示意图；

图15为本实用新型实施例提供的激光烧蚀模块的结构示意图；

图16为本实用新型实施例提供的激光固定座的结构示意图；

图17为本实用新型实施例提供的金属填充模块的结构示意图；

图18为本实用新型实施例提供的贴片模块的结构示意图；

图19为本实用新型实施例提供的封装模块的结构示意图；

图20为本实用新型实施例提供的电路的制作装置的局部结构示意图；

图21为本实用新型实施例提供的粘附辊子的结构示意图一；

图22为本实用新型实施例提供的粘附辊子的结构示意图二。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。

需要说明的是，在不冲突的情况下本实用新型实施例中的各技术特征均可以相互结合。

本实用新型实施例提供一种基于液态金属的电路，具体地，如图1所示，图1为本实用新型实施例提供的基于液态金属的电路的结构示意图一，该电路包括：

粘附液态金属的基材1；第一表面改性层2，第一表面改性层2位于基材1的第一面上，且疏离液态金属；第一凹槽3，第一凹槽3设置于基材1的第一面上，第一凹槽3的深度大于或等于第一表面改性层2的厚度；第一液态金属线路4，第一液态金属线路4设置于第一凹槽3中；第一保护膜5，第一保护膜5覆盖于基材1的第一面上，用于封装第一液态金属线路4。第一凹槽3的设置可以限制液态金属的流动，且第一凹槽3外的第一表面改性层2上不会粘附液态金属，使得形成的第一液态金属线路4的线宽与第一凹槽3的宽度一致，不会因液态金属的流动性而发生变化，进而可以简化基于液态金属的电路的设计且提高其性能稳定性。

具体地，粘附液态金属的基材1具体可以有两种实现方式：

第一种实现方式，基材1具有单一材质，该种材质可粘附液态金属。基材1可以为聚氯乙烯基材、聚对苯二甲酸乙二醇酯基材、聚对苯二甲酸丁二醇酯基材、聚丙烯基材、聚己二酸-对苯二甲酸丁二酯基材、硅橡胶基材、天然橡胶基材、异戊橡胶基材、丁苯橡胶基材、顺丁橡胶基材、氯丁橡胶基材、乙丙橡胶基材、丁腈橡胶基材、硅橡胶基材、聚硫橡胶基材、玻璃基材、聚氨酯基材、亚克力基材、不锈钢基材、硅基材、尼龙布中的一种。

第二种实现方式，基材1包括本体结构和表面膜层，本体结构不粘附液态金属，表面膜层可粘附液态金属。基材可以为打印纸、卡纸、牛皮纸、铜版纸、芳纶纸、铜箔、铁箔、聚乙烯薄膜、聚碳酸酯片、聚酰亚胺薄膜、聚四氟乙烯片、棉布、麻布、蚕丝布、涤纶布、锦纶布、丙纶布、粘胶纤维布、无尘布(70％涤纶，30％尼龙梭织布)、醋酸纤维布等中的一种。

本实用新型实施例中的液态金属为熔点在300℃以下的液态金属单质，熔点在300℃以下的液态合金，或者，熔点在300℃以下的共混物，共混物包括液态金属单质、液态合金和功能粉体中的至少两种。液态金属单质可以为汞单质、镓单质、铟单质或者锡单质。液态合金可以为镓铟合金、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、铋铟锡铅合金、铋锡镉合金、铋铅锡合金、铋锡铅镉合金、锡铅合金、锡铜合金、锡锌合金、锡锌铜合金和锡银铜合金中的一种。

功能粉体可以为镍单质、铁单质、钛单质、锌单质、银单质、铜单质、银包铜、氧化铁、氧化铜、氧化锌、碳粉、石墨烯、碳纳米管、氧化硅、氮化硼、膨润土、高岭土等中的至少一种。

以上所述的“第一凹槽3的深度大于或等于第一表面改性层2的厚度”的目的在于：避免第一凹槽3的深度过小，其中填充的液态金属的量过少，形成的液态金属线路4的电阻过大的问题出现。优选为，第一凹槽3的深度大于第一表面改性层2的厚度。需要说明的是，各附图中仅以第一凹槽3的深度等于第一表面改性层2的厚度为例进行示出，并非限定。可选地，第一凹槽3的深度为0.1mm～0.5mm。

可选地，第一凹槽3的宽度为50微米～200微米，以使得第一液态金属线路4可以满足精细化电路的需求。在此前提下，本实用新型实施例中优选在第一凹槽3中填充具有掺杂的液态金属(例如选择包括镓铟共晶合金和银包铜的纳米颗粒的液态金属)，由于该具有掺杂的液态金属的表面张力远小于未掺杂的液态金属的表面张力，其很容易通过较小的孔隙，且可以承受较小的线宽，可以更好地满足精细化电路的需求。另外，包括镓铟共晶合金和银包铜的纳米颗粒的液态金属还具有较好的粘度和导电性，而且其中的镓还可以氧化成氧化镓，氧化镓包覆在液态金属表面上，形成一层致密的氧化物薄膜，阻止空气进入液态金属内部，保证内部的液态金属不被氧化，使得液态金属的电学性能不会随着时间发生变化。

可选地，第一液态金属线路4的远离基材1的表面，与第一表面改性层2的远离基材1的表面齐平，可以防止因液态金属量过大，在对第一液态金属线路4进行封装过程中，多余的液态金属受到挤压流动，对其他位置造成污染或破坏，还有助于提高封装效果。

可选地，如图2所示，图2为本实用新型实施例提供的基于液态金属的电路的结构示意图二，本实用新型实施例中的基于液态金属的电路还包括：第二表面改性层7，第二表面改性层7位于基材1的第二面上，且疏离液态金属；第二凹槽8，第二凹槽8设置于基材1的第二面上，第二凹槽8的深度大于或等于第二表面改性层7的厚度；第二液态金属线路9，第二液态金属线路9设置于第二凹槽8中；第二保护膜10，第二保护膜10覆盖于基材1的第二面上，用于封装第二液态金属线路9。具有以上所述结构的电路为双层电路。

需要说明的是，第二表面改性层7、第二凹槽8、第二液态金属线路9和第二保护膜10的具体内容，均可以参见之前所述的第一表面改性层2、第一凹槽3、第一液态金属线路4和第一保护膜5的具体内容，此处不再进行赘述。

进一步地，如图3所示，图3为本实用新型实施例提供的基于液态金属的电路的结构示意图三，基于液态金属的电路还包括：过孔11，过孔11贯穿第二表面改性层7和基材1；连接件12，连接件12由填充于过孔11中的液态金属形成；连接件12用于电连接第一液态金属线路4和第二液态金属线路9。如此设置可以将位于基材1的第一面上的液态金属线路4和第二液态金属线路9电连接。

进一步地，如图3所示，基于液态金属的电路还包括元器件13，元器件13贴附于基材1的第二面上，元器件13的引脚与第二液态金属线路9电连接。当然，如有需要，基材1的第一面上也可以贴附有元器件，元器件的引脚与第一液态金属线路4电连接即可。以上所述的元器件可以为芯片、电阻、电容、传感器等多种类型，本实用新型实施例不进行限定。

进一步地，如图3所示，基于液态金属的电路还包括第三凹槽，第三凹槽设置于基材1的第二面上，第三凹槽的一端与第二凹槽8连通，第三凹槽的深度大于第二凹槽8的深度，第三凹槽中填充有液态金属，元器件13的引脚放置于第三凹槽中。如此设置可以使得元器件13的引脚更好地与液态金属接触，有助于提高基于液态金属的电路的性能。

进一步地，如图3所示，基于液态金属的电路还包括第四凹槽，第四凹槽设置于基材1的第二面上，第四凹槽的两端各连通一个第三凹槽，第四凹槽的深度大于第二凹槽8的深度，且小于第三凹槽的深度，元器件13的主体结构放置于第四凹槽中。如此设置可以使得元器件13的整个结构都位于凹槽内，其上表面可以和第二液态金属线路9之间具有很小的高度差，甚至齐平，有助于元器件13的固定，且有助于对第二液态金属线路9和元器件13的封装。优选地，第四凹槽的深度与元器件13的主体结构的厚度一致，第三凹槽的深度与元器件13的引脚的长度一致。

需要说明的是，本实用新型实施例未对以上提及的任一结构的具体数量进行限定，其可以为一个也可以为多个，本领域技术人员可以根据实际需要进行选择。

本实用新型实施例提供的一种基于液态金属的电路，该基于液态金属的电路包括：粘附液态金属的基材；位于基材的第一面上的第一表面改性层，第一表面改性层疏离所述液态金属；第一凹槽，第一凹槽设置于基材的第一面上，第一凹槽的深度大于或等于第一表面改性层的厚度；第一液态金属线路，第一液态金属线路设置于第一凹槽中；第一保护膜，第一保护膜覆盖于基材的第一面上，用于封装第一液态金属线路。第一凹槽的设置可以限制液态金属的流动，且第一凹槽外的第一表面改性层上不会粘附液态金属，使得形成的第一液态金属线路的线宽与第一凹槽的宽度一致，不会因液态金属的流动性而发生变化，进而可以简化基于液态金属的电路的设计且提高其性能稳定性。

此外，本实用新型实施例提供一种电路的制作方法，用于制作以上所述的基于液态金属的电路，具体地，如图4所示，图4为本实用新型实施例提供的电路的制作方法的流程图一，该电路的制作方法包括：

步骤S1、提供一粘附液态金属的基材。

步骤S2、在基材的第一面上形成第一表面改性层，第一表面改性层疏离液态金属。

步骤S3、在基材的第一面上形成第一凹槽，第一凹槽的深度大于或等于第一表面改性层的厚度。

步骤S4、在第一凹槽内填充液态金属，形成第一液态金属线路。

步骤S5、对基材的第一面上的第一液态金属线路进行封装。

具体地，如图5所示，图5为本实用新型实施例提供的电路的制作过程的示意图一，使用该电路的制作方法制作基于液态金属的电路的过程如下：首先提供一粘附液态金属的基材1，然后在基材1的第一面上形成第一表面改性层2，第一表面改性层2疏离液态金属，然后在基材1的第一面上形成第一凹槽3，第一凹槽3的深度大于或等于第一表面改性层2的厚度，然后在第一凹槽3内填充液态金属，形成第一液态金属线路4，然后对基材1的第一面上的第一液态金属线路4进行封装。在第一凹槽3内填充液态金属的过程中，一方面，第一凹槽3限制了液态金属的流动，另一方面，第一凹槽3外的第一表面改性层2上不会粘附液态金属，使得形成的第一液态金属线路4的线宽与第一凹槽3的宽度一致，不会因液态金属的流动性而发生变化，进而可以简化基于液态金属的电路的设计且提高其性能稳定性。

为了便于本领域技术人员理解和实施以上提供的电路的制作方法，本实用新型实施例对步骤S2～步骤S5进行详细说明。

步骤S2中在基材1的第一面上形成第一表面改性层2的具体方式可以为：使用由改性剂和溶剂组成的溶液，对基材1的第一面进行改性处理，并使改性处理后的基材1的第一面干燥，在基材1的第一面上形成第一表面改性层2。

可选地，改性剂包括二十二烷、硬脂酸、棕榈酸、花生酸、木蜡、棕榈蜡、米糠蜡、荷荷芭蜡、蓖麻蜡、杨梅蜡、小烛树蜡、自蜂蜡、虫白蜡、羊毛蜡、鲸蜡、石蜡、微晶石蜡、石油蜡、乳化蜡、褐煤蜡、费托蜡、聚乙烯蜡、聚丙烯蜡、氯化石蜡、乙烯-乙酸乙烯共聚蜡、氧化乙烯蜡中的一种或几种。

可选地，溶剂包括乙醚、石油醚、正庚烷、正己烷、环己烷、乙酸乙酯、甲醇、乙醇、醋酸、氯仿、四氯化碳、苯、甲苯和二甲苯中的一种或几种。

可选地，溶液中改性剂的浓度为1～40mg/mL，其中，改性剂的浓度越大，所需的溶液的量越少，改性处理的时间越短，本领域技术人员可以根据实际需要进行选择。

可选地，通过浸渍、喷涂、滴涂、印刷中的一种，使用由改性剂和溶剂组成的溶液，对基材1的第一面进行改性处理；通过自然干燥、风干、加热干燥(加热温度为0～200℃)中的一种使改性处理后的基材1的第一面干燥。

步骤S3中可以通过激光烧蚀工艺，在基材1的第一面上形成第一凹槽3。其中，激光烧蚀工艺中，利用一束高能脉冲激光辐射基材1的第一面，使第一面上激光辐射位置迅速加热融化蒸发，进而可以在基材1的第一面上形成第一凹槽3。激光烧蚀工艺可以形成宽度较小(50微米～200微米)的第一凹槽3，因此，以上所述的电路的制作方法可以满足精细化电路的需求。

可选地，激光烧蚀工艺中，使用的是纳秒级的热激光，即以脉宽为10^-9～10^-10s的激光作为光源，其功率可以为48W，60％输出。使用该激光烧蚀工艺可以在激光烧蚀设备一次移动过程中形成第一凹槽3，以使得效率较高，也可以使激光烧蚀设备往返多次形成第一凹槽3，以使得第一凹槽3的深度可控性较好，本领域技术人员可以根据实际需要进行选择。

步骤S4中可以采用印刷、涂覆(浸渍、喷涂、旋涂)、打印、书写、刷涂等方式中的一种在第一凹槽3内填充液态金属，形成第一液态金属线路4。

步骤S5中，可以通过多种方式对基材1的第一面上的第一液态金属线路4进行封装，在第一个例子中，在基材1的第一面上喷涂封装材料，使封装材料固化，对基材1的第一面上的第一液态金属线路4进行封装，在第二个例子中，通过将成型的第一保护膜5覆盖于基材1的第一面上，将第一保护膜5和基材1压合(热压、冷压等多种压合方式)，对基材1的第一面上的第一液态金属线路4进行封装。其中，采用第二个例子中所示的方式对基材1的第一面上的第一液态金属线路4进行封装时，由于第一保护膜5已经成型，且通常厚度较薄且厚度均匀，可以使得封装过程简单易操作、封装时间短、且封装厚度可控。

可选地，如图6所示，图6为本实用新型实施例提供的电路的制作过程的示意图二，电路的制作方法还包括在步骤S4与步骤S5之间，使用粘附液态金属的辊子6从第一液态金属线路4上滚过，可以将多余的液态金属带走，以防止在对第一液态金属线路4进行封装过程中，多余的液态金属受到挤压流动，对其他位置造成污染或破坏。优选辊子6与第一表面改性层2刚好接触，二者之间无压力或者有轻微压力，可以将多余的液态金属带走，且形成的第一液态金属线路4的表面与第一表面改性层2齐平，还有助于提高封装效果。

具体地，使用粘附液态金属的辊子6从第一液态金属线路4上滚过，将多余的液态金属带走的具体实现方式可以有多种。

在一个例子中，液态金属与第一表面改性层2之间的附着力为F1，液态金属与基材1之间的附着力为F2，液态金属与辊子6之间的附着力为F3，其中F1＜F3＜F2，且F3与F1之间的差值大于或等于0.45μN/mm²，F2与F3之间的差值大于或等于0.45μN/mm²，以使得辊子6可以将液态金属完全从第一表面改性层2上粘走的同时，仅能将第一液态金属线路4中多余的液态金属粘走，大部分液态金属仍会保留在第一液态金属线路4中。需要说明的是，基材1在经过激光烧蚀后，第一凹槽3底部与液态金属之间的附着力要大于F2，也就是说激光烧蚀有助于更好地实现以上效果。

在又一个例子中，将基材1放置于冷板上，冷板的温度低于液态金属的熔点，辊子6的温度高于液态金属的熔点，以及使用辊子6从第一液态金属线路4上滚过。由于冷板的温度低于液态金属的熔点，辊子6的温度高于液态金属的熔点，因此，第一液态金属线路4中靠近基材1的一侧为固态，与辊子6接触的部分为液态，使用辊子6从第一液态金属线路4上滚过后，辊子6将处于液态的液态金属粘走，处于固态的液态金属仍然保留在第一液态金属线路4中。

在此例子中，可选地，辊子6与液态金属之间的附着力大于40μN/mm²，以使得辊子6可以很好地将处于液态的液态金属粘走。可选地，冷板的温度低于液态金属的熔点至少40℃，以使得液态金属可以快速凝固，辊子的温度高于液态金属的熔点至少70℃，以使得液态金属可以快速熔化。

可选地，如图7、图8和图9所示，图7～图9为本实用新型实施例提供的电路的制作方法的流程图二～四，电路的制作方法还包括：

步骤S6、在基材的第二面上形成第二表面改性层，第二表面改性层疏离液态金属，第一面和第二面相对设置；

步骤S7、在基材的第二面上形成第二凹槽，第二凹槽的深度大于或等于第二表面改性层的厚度；

步骤S8、在第二凹槽内填充液态金属，形成第二液态金属线路；

步骤S9、对基材的第二面上的第二液态金属线路进行封装。

在以上内容中，并未对步骤S6～步骤S9与步骤S2～步骤S5之间的先后顺序进行限定，在图7所示的例子中，步骤S6～步骤S9在步骤S2～步骤S5之后执行，在图8所示的例子中，步骤S6～步骤S9在步骤S2～步骤S5之前执行，在图9所示的例子中，步骤S6与步骤S2同时执行，步骤S7～步骤S9在步骤S2～步骤S5之后执行，当然也可以步骤S6与步骤S2同时执行，步骤S7～步骤S9在步骤S2～步骤S5之前执行。本实用新型实施例中优选步骤S6与步骤S2同时执行，以简化电路的制作方法。

使用如上所述的电路的制作方法可以制作双层电路。具体地，如图5和图10所示，图10为本实用新型实施例提供的步骤S6～步骤S9的过程示意图，以步骤S6与步骤S2同时执行，步骤S7～步骤S9在步骤S2～步骤S5之后执行为例，使用该电路的制作方法制作基于液态金属的电路的过程如下：首先提供一粘附液态金属的基材1，然后在基材1的第一面上形成第一表面改性层2且在基材1的第二面上形成第二表面改性层7，第一表面改性层2和第二表面改性层7均疏离液态金属，然后在基材1的第一面上形成第一凹槽3，第一凹槽3的深度大于或等于第一表面改性层2的厚度，然后在第一凹槽3内填充液态金属，形成第一液态金属线路4，然后对基材1的第一面上的第一液态金属线路4进行封装，然后在基材1的第二面上形成第二凹槽8，第二凹槽8的深度大于或等于第二表面改性层7的厚度，然后在第二凹槽8内填充液态金属，形成第二液态金属线路9，然后对基材1的第二面上的第二液态金属线路9进行封装，例如，将成型的第二保护膜10覆盖于基材1的第二面上，将第二保护膜10和基材1压合，对基材1的第二面上的第二液态金属线路9进行封装。

在以上过程中，在基材1的第二面上进行操作时，基材1的第一面上的第一液态金属线路9已经被封装，因此，即使第一液态金属线路9的熔点低于室温，在室温下呈具有流动性的液态，也不会影响双层电路的制作。

当双层电路的两层之间需要电连接时，可选地，电路的制作方法还包括：

如图11所示，图11为本实用新型实施例提供的步骤S6～步骤S7的过程示意图，在步骤S6和步骤S7之间，形成贯穿第二表面改性层7和基材1的过孔11；在过孔11中填充液态金属形成连接件12；连接件12用于电连接第一液态金属线路4和第二液态金属线路9。可以通过激光烧蚀工艺形成过孔11，由于第一液态金属线路4中的液态金属的沸点远高于基材1和第二表面改性层7的沸点，因此，在形成过孔11的过程中不会破坏第一液态金属线路4。

可选地，如图12所示，图12为本实用新型实施例提供的步骤S8～步骤S9的过程示意图，电路的制作方法还包括：在步骤S8和步骤S9之间，在基材1的第二面上贴附元器件13，元器件13的引脚与第二液态金属线路9电连接。当然，如有需要，也可以在步骤S4和步骤S5之间，在基材1的第一面上贴附元器件，元器件的引脚与第一液态金属线路4电连接。

进一步地，如图11和图12所示，电路的制作方法还包括：在步骤S6和步骤S8之间，在基材1的第二面上形成用于放置元器件13的引脚的第三凹槽14，各第三凹槽14的一端与第二凹槽8连通，第三凹槽14的深度大于第二凹槽8的深度；在步骤S8中，在第二凹槽8和第三凹槽14内均填充液态金属。如此设置可以使得元器件13的引脚更好地与液态金属接触，有助于提高基于液态金属的电路的性能。可选地，第三凹槽14和第二凹槽8在一次激光烧蚀工艺中形成，以简化电路的制作方法。

进一步地，电路的制作方法还包括：在步骤S8之后，在基材1的第二面上形成第四凹槽15；第四凹槽15的两端各连通一个第三凹槽14，第四凹槽15用于放置元器件13的主体结构；第四凹槽15的深度小于第三凹槽14的深度，且大于第二凹槽8的深度。如此设置可以使得元器件13的整个结构都位于凹槽内，其上表面可以和第二液态金属线路9之间具有很小的高度差，甚至齐平，有助于元器件13的固定，且有助于对第二液态金属线路9的封装。优选地，第四凹槽15的深度与元器件13的主体结构的厚度一致，第三凹槽14的深度与元器件13的引脚的长度一致。

此外，本实用新型实施例还提供一种电路的制作装置，该电路的制作装置可以用于执行以上所述的电路的制作方法，制作以上所述的基于液态金属的电路，具体地，如图13所示，图13为本实用新型实施例提供的电路的制作装置的结构示意图，电路的制作装置包括：

机械手模块100，用于夹持和移动基材(初始提供的基材，或者经过一个或多个步骤处理后的基材的统称)，基材的第一面和/或第二面上设置有表面改性层(之前所述的第一表面改性层和第二表面改性层的统称)，表面改性层疏离液态金属；

激光烧蚀模块200，用于在基材上进行激光烧蚀以在基材上形成凹槽(之前所述的第一凹槽和第二凹槽的统称)，凹槽的深度大于或等于表面改性层的厚度；

金属填充模块300，用于在凹槽中填充液态金属，形成液态金属线路(之前所述的第一液态金属线路和第二液态金属线路的统称)；

贴片模块400，用于在液态金属线路上贴附元器件；

封装模块500，用于对液态金属线路进行封装。

使用该电路的制作装置可以制作基于液态金属的电路，以在基材的第一面上制作电路为例，具体制作过程包括：

首先，通过机械手模块100将基材的第一面朝上，移动至激光烧蚀模块200，然后激光烧蚀模块200在基材上进行激光烧蚀以在基材的第一面上形成第一凹槽，然后金属填充模块300在第一凹槽中填充液态金属，形成第一液态金属线路，然后贴片模块400在第一液态金属线路上贴附元器件，最后封装模块500对第一液态金属线路进行封装。

该电路的制作装置也可以用于制作双层电路，具体本实用新型实施例在后续内容中结合各模块的具体结构进行举例说明。

可选地，如图14所示，图14为本实用新型实施例提供的机械手模块的结构示意图，机械手模块100包括夹持机械手101、升降气缸102和翻转气缸103，升降气缸102和翻转气缸103均与夹持机械手101连接；其中，夹持机械手101用于水平移动基材600，升降气缸102用于升降夹持机械手101，翻转气缸103用于翻转夹持机械手101。该机械手模块100具有简单的结构，且可对基材600的移动和翻转进行较好的控制。

具体地，夹持机械手101可左右移动和/或前后移动，以实现基材2的移动。夹持机械手101的左右移动可以使一个夹持机械手101的可工作宽度较大，适用范围广。夹持机械手101的翻转可以实现基材600的翻转(即基材600的第一面和第二面翻转)。

可选地，如图15所示，图15为本实用新型实施例提供的激光烧蚀模块的结构示意图，激光烧蚀模块200包括激光底座201、激光头202、激光X轴移动系统203、激光Y轴移动系统204、激光Z轴移动系统205、激光固定座206和激光支撑柱207，激光固定座206用于在激光烧蚀过程中固定基材600；其中，激光X轴移动系统203通过激光支撑柱207架设于激光底座201上方；激光Z轴移动系统205与激光X轴移动系统203连接，且可沿激光X轴移动系统203移动；激光头202与激光Z轴移动系统205连接，且可沿激光Z轴移动系统205移动；激光Y轴移动系统204位于激光底座201上，激光固定座206位于激光Y轴移动系统204上，且可沿激光Y轴移动系统204移动。该激光烧蚀模块200具有简单的结构，且可方便地在基材600上形成凹槽。

在以上激光烧蚀模块200的结构的基础上，本实用新型实施例可以实现曲面基材的电路的制作，只需激光固定座206能固定好曲面基材即可。可选地，如图16所示，图16为本实用新型实施例提供的激光固定座的结构示意图，激光固定座206包括固定卡槽206a和位于固定卡槽206a底部的多个负压口206b，通过抽取负压的方式可实现曲面基材的固定。可选地，多个负压口206b阵列分布于固定卡槽206a底部。

可选地，如图17所示，图17为本实用新型实施例提供的金属填充模块的结构示意图，金属填充模块300包括填充底座301、填充头302、填充X轴移动系统303、填充Y轴移动系统304、填充固定座305、填充支撑柱306和填充Z轴移动系统307，填充固定座305用于在填充液态金属过程中固定基材600；其中，填充X轴移动系统303通过填充支撑柱306架设于填充底座301上方；填充Z轴移动系统307与填充X轴移动系统303连接，且可沿填充X轴移动系统303移动；填充头302与填充Z轴移动系统307连接，且可沿填充Z轴移动系统307移动；填充Y轴移动系统304位于填充底座301上，填充固定座305位于填充Y轴移动系统304上，且可沿填充Y轴移动系统304移动。该金属填充模块300具有简单的结构，且可方便地在基材600上的凹槽中填充液态金属。

该填充Y轴移动系统304可以与激光Y轴移动系统204衔接，以更好地实现基材600的传输。填充固定座305可以为专门和金属填充模块300匹配的固定座，也可以为从激光烧蚀模块200传输过来的激光固定座，本实用新型实施例中优选后者，以简化电路的制作装置的结构和电路的制作工艺。后续其他固定座也可以参照此处，后续不再进行赘述。

示例性地，填充头302上设置有激光测距结构，激光测距结构用于测量填充头302与基材600上待填充液态金属的位置之间的垂直距离，以提高在凹槽中填充液态金属的效果，提高液态金属线路的性能，且可实现在曲面基材上的凹槽中填充液态金属。

可选地，如图18所示，图18为本实用新型实施例提供的贴片模块的结构示意图，贴片模块400包括贴片底座401、贴片固定座402、贴片X轴移动系统403、贴片Y轴移动系统404、贴片头405、元器件槽406和沿Y轴延伸的导梁407，贴片固定座402用于在贴附元器件过程中固定基材600；其中，贴片Y轴移动系统403位于贴片底座401上，贴片固定座402位于贴片Y轴移动系统404上，且可沿贴片Y轴移动系统404移动；贴片X轴移动系统403位于贴片底座401上，导梁407与贴片X轴移动系统403连接，且可沿贴片X轴移动系统403移动；贴片头405与导梁407连接，且可沿导梁407移动；元器件槽406位于贴片底座401上。该贴片模块400具有简单的结构，且可方便地在基材600上的液态金属线路上贴附元器件。

同样地，该贴片Y轴移动系统404可以与填充Y轴移动系统304衔接，以更好地实现基材600的传输。

可选地，如图19所示，图19为本实用新型实施例提供的封装模块的结构示意图，封装模块500包括覆膜装置501、覆膜主导轨502、供膜盘503、收膜盘504、覆膜子导轨505和覆膜固定座506，覆膜固定座506用于在封装过程中固定基材600；其中，覆膜子导轨505连接于覆膜主导轨502与覆膜装置501之间，覆膜固定座506可随覆膜主导轨502和覆膜子导轨505前进；覆膜装置501用于使保护膜700与基材600结合；供膜盘503用于向覆膜装置501所在位置提供保护膜700(之前所述的第一保护膜或者第二保护膜的统称)；收膜盘504用于收卷覆膜后剩余的保护膜700。该封装模块500具有简单的结构，且可方便地对基材600进行封装，且使用覆膜的方式封装可以减小封装厚度、封装厚度均匀可控、且提高封装效率。

其中，覆膜子导轨505可进行短距离的横向移动，以使得无需移动或者对覆膜装置501、供膜盘503、收膜盘504进行复杂设计，即可使封装模块500的工作宽度较大，适用范围广。

示例性地，覆膜装置为压紧辊子或者热风枪，压紧辊子通过冷压的方式将基材600和保护膜700压合，热风枪加热的方式将基材600和保护膜700结合。

当然，本实用新型实施例提供的封装模块500也可以包括点胶机，通过点胶机将液态的封装材料涂布在基材600上，封装材料干燥后即可对基材600进行封装。

可选地，如图20所示，图20为本实用新型实施例提供的电路的制作装置的局部结构示意图，电路的制作装置还包括粘附模块，粘附模块位于金属填充模块300与贴片模块400之间，粘附模块用于粘附液态金属线路中多余的液态金属。通过粘附模块粘附液态金属线路中多余的液态金属，可以避免在封装过程中液态金属受到挤压流动，对其他位置造成污染或破坏，且可使液态金属线路的表面与表面改性层的表面齐平，有助于提高封装效果。

示例性地，如图20所示，粘附模块包括粘附辊子801、粘附固定座802、粘附支撑柱803、粘附Y轴移动系统804和粘附底座805，其中，粘附Y轴移动系统804位于粘附底座805上，粘附固定座802位于粘附Y轴移动系统804上，且可沿粘附Y轴移动系统804移动，粘附辊子801通过粘附支撑柱803架设于粘附底座805上方。优选地，粘附辊子801可上下移动，以控制粘附辊子801与液态金属线路是否接触，且可以调节粘附辊子801与液态金属线路之间的压力的大小。

在一个例子中，如图21所示，图21为本实用新型实施例提供的粘附辊子的结构示意图一，粘附辊子801包括刚性轴801a和包覆于刚性轴801a外的第一弹性层801b。具有此结构的粘附辊子801可以适用于不规则曲面。优选地，第一弹性层801b满足之前所述的附着力的限定。

在又一个例子中，如图22所示，图22为本实用新型实施例提供的粘附辊子的结构示意图二，粘附辊子801包括弹性轴801c，套设于弹性轴801c上的多个刚性轮801d，以及套设于弹性轴801c和刚性轮801d外部的第二弹性层801e。具有此结构的粘附辊子801适合用于凸面，当粘附辊子801滚过凸面时，第二弹性层801e与弹性轴801c会拉伸，适应凸面的起伏，而刚性轮801d会带动粘附辊子801进行滚动。

在又一个例子中，粘附辊子801具有加热组件，粘附底座805具有降温组件，降温组件使粘附底座805的温度降低至低于液态金属的熔点，加热组件对粘附辊子801进行加热至高于液态金属的熔点，使用粘附辊子801从液态金属线路上滚过时，液态金属线路中靠近粘附底座805的一侧为固态，与粘附辊子801接触的部分为液态，使用粘附辊子801从液态金属线路上滚过后，粘附辊子801将处于液态的液态金属粘走，处于固态的液态金属仍然保留在液态金属线路中。

需要说明的是，同方向的移动系统可以相互衔接或为一体结构，相邻模块的底座可以相互衔接或为一体结构，且各模块中的固定座可以由上一模块传输过来得到，无需单独设置。另外，各模块均可以包括并列设置的一条或多条工作路径(在图15、17和图20所示的例子中，各模块包括两条工作路径)，使用过程中可以将多个基材600同时沿机械手模块100～封装模块500的方向传输，同时对多个基材600进行处理，也可以将需要在第一面上制作电路的基材600沿机械手模块100～封装模块500的方向传输，将已经完成在第一面上制作电路的基材600沿封装模块500～机械手模块100的方向传输，以使机械手模块100对基材进行翻转，再将基材600沿机械手模块100～封装模块500的方向传输，以在基材600的第二面上制作电路，实现双层电路的制作。

另外，需要说明的是，本实用新型实施例中基于液态金属的电路、电路的制作方法及电路的制作装置中的内容，均互相适用。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，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实用新型各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种电路的制作装置，其特征在于，包括：

机械手模块，用于夹持和移动基材，所述基材的第一面和/或第二面上设置有表面改性层，所述表面改性层疏离液态金属；

激光烧蚀模块，用于在所述基材上进行激光烧蚀以在所述基材上形成凹槽，所述凹槽的深度大于或等于所述表面改性层的厚度；

金属填充模块，用于在所述凹槽中填充液态金属，形成液态金属线路；

贴片模块，用于在所述液态金属线路上贴附元器件；

封装模块，用于对所述液态金属线路进行封装。

2.根据权利要求1所述的电路的制作装置，其特征在于，所述机械手模块包括夹持机械手、升降气缸和翻转气缸，所述升降气缸和所述翻转气缸均与所述夹持机械手连接；其中，所述夹持机械手用于水平移动所述基材，所述升降气缸用于升降所述夹持机械手，所述翻转气缸用于翻转所述夹持机械手。

3.根据权利要求1所述的电路的制作装置，其特征在于，所述激光烧蚀模块包括激光底座、激光头、激光X轴移动系统、激光Y轴移动系统、激光Z轴移动系统、激光固定座和激光支撑柱，所述激光固定座用于在激光烧蚀过程中固定所述基材；

所述激光X轴移动系统通过所述激光支撑柱架设于所述激光底座上方；

所述激光Z轴移动系统与所述激光X轴移动系统连接，且可沿所述激光X轴移动系统移动；

所述激光头与所述激光Z轴移动系统连接，且可沿所述激光Z轴移动系统移动；

所述激光Y轴移动系统位于所述激光底座上，所述激光固定座位于所述激光Y轴移动系统上，且可沿所述激光Y轴移动系统移动。

4.根据权利要求1所述的电路的制作装置，其特征在于，所述金属填充模块包括填充底座、填充头、填充X轴移动系统、填充Y轴移动系统、填充固定座、填充支撑柱和填充Z轴移动系统，所述填充固定座用于在填充液态金属过程中固定所述基材；

所述填充X轴移动系统通过所述填充支撑柱架设于所述填充底座上方；

所述填充Z轴移动系统与所述填充X轴移动系统连接，且可沿所述填充X轴移动系统移动；

所述填充头与所述填充Z轴移动系统连接，且可沿所述填充Z轴移动系统移动；

所述填充Y轴移动系统位于所述填充底座上，所述填充固定座位于所述填充Y轴移动系统上，且可沿所述填充Y轴移动系统移动。

5.根据权利要求4所述的电路的制作装置，其特征在于，所述填充头上设置有激光测距结构，所述激光测距结构用于测量所述填充头与所述基材上待填充液态金属的位置之间的垂直距离。

6.根据权利要求1所述的电路的制作装置，其特征在于，所述贴片模块包括贴片底座、贴片固定座、贴片X轴移动系统、贴片Y轴移动系统、贴片头、元器件槽和沿Y轴延伸的导梁，所述贴片固定座用于在贴附元器件过程中固定所述基材；

所述贴片Y轴移动系统位于所述贴片底座上，所述贴片固定座位于所述贴片Y轴移动系统上，且可沿所述贴片Y轴移动系统移动；

所述贴片X轴移动系统位于所述贴片底座上，所述导梁与所述贴片X轴移动系统连接，且可沿所述贴片X轴移动系统移动；

所述贴片头与所述导梁连接，且可沿所述导梁移动；

所述元器件槽位于所述贴片底座上。

7.根据权利要求1所述的电路的制作装置，其特征在于，所述封装模块包括覆膜装置、覆膜主导轨、供膜盘、收膜盘、覆膜子导轨和覆膜固定座，所述覆膜固定座用于在封装过程中固定所述基材；

所述覆膜子导轨连接于所述覆膜主导轨与所述覆膜装置之间，所述覆膜固定座可随所述覆膜主导轨和所述覆膜子导轨前进；

所述覆膜装置用于将保护膜压合在所述基材上；

所述供膜盘用于向所述覆膜装置所在位置提供保护膜；

所述收膜盘用于收卷覆膜后剩余的保护膜。

8.根据权利要求1所述的电路的制作装置，其特征在于，还包括粘附模块，所述粘附模块位于所述金属填充模块与所述贴片模块之间，所述粘附模块用于粘附所述液态金属线路中多余的液态金属。

9.根据权利要求8所述的电路的制作装置，其特征在于，所述粘附模块包括粘附辊子，所述粘附辊子包括刚性轴和包覆于所述刚性轴外的第一弹性层。

10.根据权利要求8所述的电路的制作装置，其特征在于，所述粘附模块包括粘附辊子，所述粘附辊子包括弹性轴，套设于所述弹性轴上的多个刚性轮，以及套设于所述弹性轴和所述刚性轮外部的第二弹性层。