CN209766398U - 可拉伸柔性电子器件 - Google Patents
可拉伸柔性电子器件 Download PDFInfo
- Publication number
- CN209766398U CN209766398U CN201821832180.XU CN201821832180U CN209766398U CN 209766398 U CN209766398 U CN 209766398U CN 201821832180 U CN201821832180 U CN 201821832180U CN 209766398 U CN209766398 U CN 209766398U
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- circuit
- electronic device
- flexible electronic
- newtonian fluid
- stretchable flexible
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 239000012530 fluid Substances 0.000 claims abstract description 39
- 229920000620 organic polymer Polymers 0.000 claims description 8
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 7
- -1 polyethylene Polymers 0.000 claims description 7
- 239000004698 Polyethylene Substances 0.000 claims description 6
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 6
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 claims description 5
- 238000010146 3D printing Methods 0.000 claims description 4
- 238000001755 magnetron sputter deposition Methods 0.000 claims description 4
- 238000005240 physical vapour deposition Methods 0.000 claims description 4
- 229920002401 polyacrylamide Polymers 0.000 claims description 4
- 229920000573 polyethylene Polymers 0.000 claims description 4
- 239000005020 polyethylene terephthalate Substances 0.000 claims description 4
- 239000002002 slurry Substances 0.000 claims description 4
- 229920002160 Celluloid Polymers 0.000 claims description 3
- 229920002292 Nylon 6 Polymers 0.000 claims description 3
- 229920001971 elastomer Polymers 0.000 claims description 3
- 229920000915 polyvinyl chloride Polymers 0.000 claims description 3
- 239000004800 polyvinyl chloride Substances 0.000 claims description 3
- 229920004933 Terylene® Polymers 0.000 claims description 2
- 238000005452 bending Methods 0.000 abstract description 9
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 7
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 3
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 3
- 230000008569 process Effects 0.000 description 3
- 230000035939 shock Effects 0.000 description 3
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 3
- 239000004642 Polyimide Substances 0.000 description 2
- 239000004743 Polypropylene Substances 0.000 description 2
- BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N Silver Chemical compound [Ag] BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 2
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 2
- BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N platinum Chemical compound [Pt] BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229920000747 poly(lactic acid) Polymers 0.000 description 2
- 229920001721 polyimide Polymers 0.000 description 2
- 239000004626 polylactic acid Substances 0.000 description 2
- 229920001155 polypropylene Polymers 0.000 description 2
- 238000007639 printing Methods 0.000 description 2
- 230000004044 response Effects 0.000 description 2
- 239000010409 thin film Substances 0.000 description 2
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920004934 Dacron® Polymers 0.000 description 1
- GYHNNYVSQQEPJS-UHFFFAOYSA-N Gallium Chemical compound [Ga] GYHNNYVSQQEPJS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920001609 Poly(3,4-ethylenedioxythiophene) Polymers 0.000 description 1
- 229910001128 Sn alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 1
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 1
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002041 carbon nanotube Substances 0.000 description 1
- 229910021393 carbon nanotube Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 229920001940 conductive polymer Polymers 0.000 description 1
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 239000004205 dimethyl polysiloxane Substances 0.000 description 1
- 235000013870 dimethyl polysiloxane Nutrition 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 229910052733 gallium Inorganic materials 0.000 description 1
- PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N gold Chemical compound [Au] PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010931 gold Substances 0.000 description 1
- 229910021389 graphene Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000017 hydrogel Substances 0.000 description 1
- RHZWSUVWRRXEJF-UHFFFAOYSA-N indium tin Chemical compound [In].[Sn] RHZWSUVWRRXEJF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000012770 industrial material Substances 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 239000000696 magnetic material Substances 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 239000008204 material by function Substances 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 229910044991 metal oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000004706 metal oxides Chemical class 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- CXQXSVUQTKDNFP-UHFFFAOYSA-N octamethyltrisiloxane Chemical compound C[Si](C)(C)O[Si](C)(C)O[Si](C)(C)C CXQXSVUQTKDNFP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- 238000004987 plasma desorption mass spectroscopy Methods 0.000 description 1
- 229910052697 platinum Inorganic materials 0.000 description 1
- 229920000435 poly(dimethylsiloxane) Polymers 0.000 description 1
- 229920000139 polyethylene terephthalate Polymers 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- 238000005086 pumping Methods 0.000 description 1
- 229920006395 saturated elastomer Polymers 0.000 description 1
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 1
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000004332 silver Substances 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
Landscapes
- Structure Of Printed Boards (AREA)
Abstract
本实用新型提供了一种可拉伸柔性电子器件，包括壳体及设置于所述壳体内的电路，在所述壳体及所述电路之间形成有空腔，所述空腔内填充有非牛顿流体。该柔性电子元器件在保证弯折性能的同时，能够为电路提供较好的抗冲击能力。
Description
技术领域
本实用新型涉及柔性技术领域，尤其是一种可拉伸柔性电子器件。
背景技术
柔性电子作为未来个性化可穿戴医疗装备的核心技术，得到了广泛的关注和各方面的支持。可拉伸柔性电子器件(包括电路、传感器、电极、芯片等等)具有皮肤亲和性好，可拉伸，可弯折等作为器件方面的优点。目前对于可拉伸柔性电子器件的需求不在满足于可弯折，可拉伸等功能，柔性衬底材料的研究也是柔性电子领域的重要部分。
目前的柔性衬底材料特性是可拉伸，可弯折，受力分布均一且不具有方向性，这种特性导致了电子器件和导线的受力分布一致，这能够拨正柔性基底及柔性导线在较大范围形变的条件下不会发生断裂，但可拉伸柔性电子器件内的电路在很小的形变范围小就会损坏。这种情况导致在外力作用下，电路受力饱和而导线的拉伸性能尚未发挥。其次，在外力冲击下电路相对导线更厚，首先承受了更多的冲击力，但电路相对吸能能力比较差，在外力冲击下容易破损失效。在现有技术中，为了保证电路在冲击下不受损害，需要制作较厚的柔性保护层，这一方面增加了可拉伸柔性电子器件的厚度，另一方面又会对可拉伸柔性电子器件的弯折性能造成影响。因此，电路在受冲击时易于破损的性质已经成为限制可拉伸柔性电子器件发展的主要因素。
实用新型内容
有鉴于此，本实用新型提供了一种可拉伸柔性电子器件，该可拉伸柔性电子器件在保证弯折性能的同时，能够为电路提供较好的抗冲击能力。
本实用新型提供了一种可拉伸柔性电子器件，包括壳体及设置于所述壳体内的电路，在所述壳体及所述电路之间形成有空腔，所述空腔内填充有非牛顿流体。
进一步地，所述非牛顿流体填充于所述电路的上表面与所述壳体的顶面之间，或所述电路的下表面与所述壳体的底面之间。
进一步地，所述非牛顿流体填充于所述电路的上表面与所述壳体的顶面之间，和所述电路的下表面与所述壳体的底面之间。
进一步地，所述电路固定于所述壳体侧壁的上，继而使所述电路设置于所述壳体内。
进一步地，所述壳体内设置有支架，所述电路设置于所述支架上，继而固定于所述壳体内。
进一步地，所述电路悬浮于所述非牛顿流体内。
进一步地，非牛顿流体为有机聚合物溶液、陶瓷浆或油墨材料制成的非牛顿流体。
进一步地，所述非牛顿流体内的有机聚合物溶液包括聚乙烯、聚丙烯酰胺、聚氯乙烯、尼龙6、PVS、赛璐珞、涤纶、橡胶溶液一种或多种。
进一步地，所述电路为通过磁控溅射、CVD、PVD或3D打印方法形成的电路
综上所述，本实用新型通过非牛顿流体的设置，能够在受到外界较大，较猛烈的冲击时，产生较强的阻力，阻碍可拉伸柔性电子器件发生变化，对可拉伸柔性电子器件内的电路进行保护，同时，在较为缓慢的弯折时，又不影响可拉伸柔性电子器件柔性。另外，可拉伸柔性电子器件可悬浮，扩大了器件的自由度；内部可变形，可以做成很多空间结构而不局限薄膜；可测外力惯性响应。
上述说明仅是本实用新型技术方案的概述，为了能够更清楚了解本实用新型的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本实用新型的上述和其他目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举较佳实施例，并配合附图，详细说明如下。
附图说明
图1所示为本实用新型第一实施例提供的可拉伸柔性电子器件的主视结构示意图。
图2所示为本实用新型第二实施例提供的可拉伸柔性电子器件的截面结构示意图。
图3所示为本实用新型第三实施例提供的可拉伸柔性电子器件的截面结构示意图。
具体实施方式
为更进一步阐述本实用新型为达成预定实用新型目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，详细说明如下。
本实用新型提供了一种可拉伸柔性电子器件，该可拉伸柔性电子器件在保证弯折性能的同时，能够为可拉伸柔性电子器件中的电路提供较好的抗冲击能力。
图1所示为本实用新型第一实施例提供的可拉伸柔性电子器件的主视结构示意图，如图1所示，本实用新型第一实施例提供的可拉伸柔性电子器件包括壳体10及设置于壳体10内的电路20，在壳体10及电路20之间形成有空腔(图未标出)，在空腔内填充有非牛顿流体30。
在本实施例中，在壳体10及电路20之间的空腔内填充有非牛顿流体30，由于非牛顿流体30的形变速率与产生的反作用力呈反函数关系，非牛顿流体30受到的冲击力越大，其产生的抵抗冲击的力也越大，因此，当本实施例提供的可拉伸柔性电子器件受到较大的冲击力时，由于非牛顿流体30填充于空腔内，非牛顿流体30能够产生较强的抗冲击力，这能够阻挡形状变化，继而保护可拉伸柔性电子器件内的电路20。又因为非牛顿流体30本身具有流动性，因此其又能在相对缓慢的弯折过程中保持可拉伸柔性电子器件的柔性。也即，该可拉伸柔性电子器件在保证弯折性能的同时，能够为电路20提供较好的抗冲击能力。
进一步地，在本实施例中，首先可以制作电路20以及将电路20固定于壳体10内，然后通过注射的方式，将非牛顿流体30至少填充于电路20的上表面与壳体10的顶面之间或电路20的下表面与壳体10的底面之间，在其它实施例中，也可以通过一端抽真空，一端注入的方式，将非牛顿流体30注入空腔内。当非牛顿流体30填充于空腔内时，若可拉伸柔性电子器件受到Z方向(见图1，即竖直方向)的突然性的冲击力，如突然施加的较大的压力时，由于非牛顿流体30的存在，非牛顿流体30能够通过自身的性质，对竖直方向形成的急速形变具有较好的抵抗作用，也即在Z方向上具有较好的抗压能力及抗冲击性能。而在X方向及Y方向(见图1，即水平方向)上，由于没有非牛顿流体30，或者非牛顿流体30较少，因此，可拉伸柔性电子器件在水平方向的柔性及延伸性能不会受到影响，也即，在本实施例中，可以根据需要，使可拉伸柔性电子器件在抗冲击方面具有各向异性。
进一步地，在本实施例中，电路20通过端面固定于壳体10的侧壁上，使得上述的空腔形成于电路20的上表面与壳体10的顶面之间，以及电路20的下表面与壳体10的底面之间。也即在电路20的上表面与壳体10的顶面之间，以及电路20的下表面与壳体10的底面之间均可以填充有非牛顿流体。
在本实施例中，电路20可以为金、银、铜、铂等金属单质，或镓铟锡合金等液态合金，或ITO，AZO等无机金属氧化物，或PEDOT、导电银浆、结构导电聚合物(PAN\PE、PPY\PS)等有机导电材料，或石墨烯、碳纳米管等碳基导电材料制成。电路20可以由上述材料通过磁控溅射、CVD、PVD、3D打印等方法形成，其中磁控溅射、CVD、PVD为标准的半导体工艺，具有制备工艺精确、成本低、可批量化生产等优点，而3D打印方式具有工艺简单、可靠性高等优点。
壳体10可以为PDMS、PET、PE(聚乙烯)、聚丙烯(PP)，聚亚酰胺(PI)等有机聚合物或PLA(聚乳酸)，聚丙烯酰胺等水凝胶材料注塑而成。
非牛顿流体30可以为聚乙烯、聚丙烯酰胺、聚氯乙烯、尼龙6、PVS、赛璐珞、涤纶、橡胶溶液等有机聚合物，或陶瓷浆、油墨等轻工业材料。有机聚合物溶液、陶瓷浆、油墨的流动性、黏度密度等性能可调，可加入其他功能性材料或颗粒，如加入磁性材料使其对外界磁场进行感知。
综上所述，在本实施例中，通过在空腔内填充非牛顿流体30，可以通过非牛顿流体30抵抗外界突然发生的形变，能够为可拉伸柔性电子器件中的电路20提供较好的抗冲击能力，同时，又因为非牛顿流体30具有流动性能，在较为缓慢的弯折及拉伸过程中，不会对电路20的原有性能造成影响，因此，这又能够保证可拉伸柔性电子器件自身的弯折性能。
图2所示为本实用新型第二实施例提供的可拉伸柔性电子器件的截面结构示意图，如图2所示，在本实施例中，在壳体10内设置有支架11，电路20设置于支架11上，继而固定于壳体10内。由于在可拉伸柔性电子器件受到冲击时，支架11本身可以发生变形，因此，支架11可以进一步对受到的冲击力进行缓冲，以进一步提高可拉伸柔性电子器件的抗冲击性能。
图3所示为本实用新型第三实施例提供的可拉伸柔性电子器件的截面结构示意图，如图3所示，在本实施例中，电路20不与壳体10相连，当非牛顿流体30注入壳体10内时，电路20悬浮于非牛顿流体30内。由于电路20处于悬浮状态，因此，在可拉伸柔性电子器件受到冲击力时，电路20可在一定程度上在非牛顿流体30内发生位移，这能够进一步地对受到的冲击力进行缓冲，进一步提高可拉伸柔性电子器件的抗冲击性能。
综上所述，本实用新型通过非牛顿流体30的设置，能够在受到外界较大，较猛烈的冲击时，产生较强的阻力，阻碍可拉伸柔性电子器件发生变化，对可拉伸柔性电子器件内的电路20进行保护，同时，在较为缓慢的弯折时，又不影响可拉伸柔性电子器件柔性。进一步地，可拉伸柔性电子器件可悬浮，扩大了器件的自由度；内部可变形，可以做成很多空间结构而不局限薄膜；可测外力惯性响应。
以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非对本实用新型作任何形式上的限制，虽然本实用新型已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本实用新型，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本实用新型技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本实用新型技术方案内容，依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本实用新型技术方案的范围内。
Claims (9)
1.一种可拉伸柔性电子器件，其特征在于：包括壳体及设置于所述壳体内的电路，在所述壳体及所述电路之间形成有空腔，所述空腔内填充有非牛顿流体。
2.如权利要求1所述的可拉伸柔性电子器件，其特征在于：所述非牛顿流体填充于所述电路的上表面与所述壳体的顶面之间，或所述电路的下表面与所述壳体的底面之间。
3.如权利要求1所述的可拉伸柔性电子器件，其特征在于：所述非牛顿流体填充于所述电路的上表面与所述壳体的顶面之间，和所述电路的下表面与所述壳体的底面之间。
4.如权利要求1所述的可拉伸柔性电子器件，其特征在于：所述电路固定于所述壳体侧壁的上，继而使所述电路设置于所述壳体内。
5.如权利要求1所述的可拉伸柔性电子器件，其特征在于：所述壳体内设置有支架，所述电路设置于所述支架上，继而固定于所述壳体内。
6.如权利要求1所述的可拉伸柔性电子器件，其特征在于：所述电路悬浮于所述非牛顿流体内。
7.如权利要求1所述的可拉伸柔性电子器件，其特征在于：所述非牛顿流体为有机聚合物溶液、陶瓷浆或油墨材料制成的非牛顿流体。
8.如权利要求7所述的可拉伸柔性电子器件，其特征在于：所述非牛顿流体内的有机聚合物溶液包括聚乙烯、聚丙烯酰胺、聚氯乙烯、尼龙6、PVS、赛璐珞、涤纶、橡胶溶液一种或多种。
9.如权利要求1所述的可拉伸柔性电子器件，其特征在于：所述电路为通过磁控溅射、CVD、PVD或3D打印方法形成的电路。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201821832180.XU CN209766398U (zh) | 2018-11-07 | 2018-11-07 | 可拉伸柔性电子器件 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201821832180.XU CN209766398U (zh) | 2018-11-07 | 2018-11-07 | 可拉伸柔性电子器件 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN209766398U true CN209766398U (zh) | 2019-12-10 |
Family
ID=68744549
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201821832180.XU Active CN209766398U (zh) | 2018-11-07 | 2018-11-07 | 可拉伸柔性电子器件 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN209766398U (zh) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112863335A (zh) * | 2021-01-11 | 2021-05-28 | 彭桂芝 | 一种高效循环缓冲型计算机边框 |
| WO2023098503A1 (zh) * | 2021-11-30 | 2023-06-08 | 华为技术有限公司 | 一种屏蔽结构、封装体、板级架构、散热器及电子设备 |
-
2018
- 2018-11-07 CN CN201821832180.XU patent/CN209766398U/zh active Active
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112863335A (zh) * | 2021-01-11 | 2021-05-28 | 彭桂芝 | 一种高效循环缓冲型计算机边框 |
| WO2023098503A1 (zh) * | 2021-11-30 | 2023-06-08 | 华为技术有限公司 | 一种屏蔽结构、封装体、板级架构、散热器及电子设备 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Won et al. | Recent advances in liquid-metal-based wearable electronics and materials | |
| Kim et al. | Cytotoxicity of gallium–indium liquid metal in an aqueous environment | |
| CN110375894B (zh) | 一种MXene@CS@PDMS三维多孔复合材料及其制备方法和应用 | |
| Xu et al. | Printable and recyclable conductive ink based on a liquid metal with excellent surface wettability for flexible electronics | |
| Jia et al. | Highly efficient and reliable transparent electromagnetic interference shielding film | |
| Dinh et al. | Advances in rational design and materials of high‐performance stretchable electromechanical sensors | |
| Feng et al. | Crumpled MXene electrodes for ultrastretchable and high-area-capacitance supercapacitors | |
| CN113074843B (zh) | 一种多功能平面电容式柔性传感器及其制备方法 | |
| Wang et al. | Quasi in situ polymerization to fabricate copper nanowire-based stretchable conductor and its applications | |
| KR200479189Y1 (ko) | 터치스크린 및 그 제조 방법 | |
| KR101556313B1 (ko) | 터치 패널 및 그것의 제조 방법 | |
| Wang et al. | Bionic fish-scale surface structures fabricated via air/water interface for flexible and ultrasensitive pressure sensors | |
| CN209766398U (zh) | 可拉伸柔性电子器件 | |
| Liu et al. | High-performance strain sensors based on spirally structured composites with carbon black, chitin nanocrystals, and natural rubber | |
| Peng et al. | Hybrid metallic foam with superior elasticity, high electrical conductivity, and pressure sensitivity | |
| Kim et al. | Interfacing liquid metals with stretchable metal conductors | |
| Duan et al. | Three-dimensional highly stretchable conductors from elastic fiber mat with conductive polymer coating | |
| Ko et al. | Stretchable conductive adhesives with superior electrical stability as printable interconnects in washable textile electronics | |
| Li et al. | Highly conductive Ag paste for recoverable wiring and reliable bonding used in stretchable electronics | |
| CN104660095A (zh) | 一种摩擦发电装置及其制备方法 | |
| Pan et al. | Silver-coated poly (dimethylsiloxane) beads for soft, stretchable, and thermally stable conductive elastomer composites | |
| Wang et al. | Three-dimensional stretchable microelectronics by projection microstereolithography (PμSL) | |
| CN112816111A (zh) | 一种柔性触觉传感器及其制作方法 | |
| He et al. | Stretchable and recyclable liquid metal droplets embedded elastomer composite with high mechanically sensitive conductivity | |
| Liu et al. | Preparation and property research of strain sensor based on PDMS and silver nanomaterials |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |