本申請涉及電子互連，特別是涉及基于液態(tài)金屬和柔性電路的多層導(dǎo)電互連結(jié)構(gòu)。

背景技術(shù)：

1、電子互連在電子器件中起著信號傳遞的重要作用，對電子電路的性能有著非常重要的影響。在某些情況下電路中的元器件數(shù)量較多、排列方式復(fù)雜，導(dǎo)致元器件之間的互連無法在單層電路內(nèi)排布，因此需要進(jìn)行多層布線。

2、在柔性電子領(lǐng)域，則需要將多層柔性電路之間進(jìn)行導(dǎo)電互連。可拉伸性是柔性電路的重要性能。常用的多層柔性電路之間的導(dǎo)電互連方式需要用到導(dǎo)電膠帶或?qū)щ姖{料，但導(dǎo)電膠帶或?qū)щ姖{料的可拉伸性差，從而導(dǎo)致多層柔性電路之間的導(dǎo)電互連處導(dǎo)通穩(wěn)定性差、導(dǎo)電性不佳。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、基于此，有必要針對常用的多層柔性電路之間的導(dǎo)電互連方式需要用到導(dǎo)電膠帶或?qū)щ姖{料，但導(dǎo)電膠帶或?qū)щ姖{料的可拉伸性差，從而導(dǎo)致多層柔性電路之間的導(dǎo)電互連處導(dǎo)通穩(wěn)定性差、導(dǎo)電性不佳的問題，提供一種基于液態(tài)金屬和柔性電路的多層導(dǎo)電互連結(jié)構(gòu)。

2、本申請一實(shí)施例提供一種基于液態(tài)金屬和柔性電路的多層導(dǎo)電互連結(jié)構(gòu)，包括層疊設(shè)置的至少兩層柔性電路，所述柔性電路包括柔性襯底和設(shè)置于所述柔性襯底表面的液態(tài)金屬導(dǎo)電層；

3、相鄰的兩層所述柔性電路中，第一層所述柔性電路的所述柔性襯底覆蓋于第二層所述柔性電路設(shè)有所述液態(tài)金屬導(dǎo)電層的一側(cè)；

4、第一層所述柔性電路設(shè)有通孔，所述通孔貫通第一層所述柔性電路的所述柔性襯底和所述液態(tài)金屬導(dǎo)電層，所述通孔內(nèi)設(shè)有液態(tài)金屬液滴；第一層所述柔性電路還包括柔性封蓋，所述柔性封蓋設(shè)于所述液態(tài)金屬導(dǎo)電層的表面并封堵所述通孔的開口；

5、第一層所述柔性電路的所述液態(tài)金屬導(dǎo)電層和第二層所述柔性電路的所述液態(tài)金屬導(dǎo)電層通過所述液態(tài)金屬液滴導(dǎo)電連接。

6、在一實(shí)施例中，所述柔性襯底為黏性襯底，以使第一層所述柔性電路的所述柔性襯底與第二層所述柔性電路的所述柔性襯底黏合。

7、在一實(shí)施例中，所述柔性襯底為聚二甲基硅氧烷柔性襯底。

8、在一實(shí)施例中，第一層所述柔性電路的所述柔性襯底與第二層所述柔性電路的所述柔性襯底通過黏合劑黏合。

9、在一實(shí)施例中，所述通孔內(nèi)充滿所述液態(tài)金屬液滴。

10、在一實(shí)施例中，所述液態(tài)金屬導(dǎo)電層中液態(tài)金屬的材質(zhì)為鎵、鎵銦合金或鎵銦錫合金；所述液態(tài)金屬液滴中液態(tài)金屬的材質(zhì)為鎵、鎵銦合金或鎵銦錫合金。

11、在一實(shí)施例中，在所述鎵銦合金中，鎵與銦的質(zhì)量比為90.0:10.0?-?75.5:24.5。

12、在一實(shí)施例中，在所述鎵銦合金中，鎵與銦的質(zhì)量比為75.5:24.5。

13、在一實(shí)施例中，所述柔性襯底的厚度為0.3mm~0.4mm。

14、在一實(shí)施例中，所述柔性封蓋所采用的材質(zhì)與所述柔性襯底所采用材質(zhì)相同。

15、本申請一實(shí)施例提供一種基于液態(tài)金屬和柔性電路的多層導(dǎo)電互連方法，用于形成上述任一實(shí)施例中所述的基于液態(tài)金屬和柔性電路的多層導(dǎo)電互連結(jié)構(gòu)，所述方法在連接相鄰兩層所述柔性電路時(shí)包括以下步驟：

16、在第一層所述柔性電路上開設(shè)所述通孔；

17、將第一層所述柔性電路的所述柔性襯底設(shè)置在第二層所述柔性電路的所述液態(tài)金屬導(dǎo)電層上；

18、在所述通孔內(nèi)灌注所述液態(tài)金屬液滴；

19、在第一層所述柔性電路的所述液態(tài)金屬導(dǎo)電層的表面設(shè)置柔性封蓋，以封堵所述通孔的開口。

20、在一實(shí)施例中，采用激光切割的方式在第一層所述柔性電路上開設(shè)所述通孔。

21、在一實(shí)施例中，所述通孔為圓孔；第一層所述柔性電路的所述柔性襯底厚度為0.3mm~0.4mm，且為聚二甲基硅氧烷柔性襯底時(shí)，采用二氧化碳激光切割機(jī)切割兩個直徑均為1mm的所述圓孔，其中，激光功率為70%，速度為60%，ppi（pixels?per?inch）為50%，z軸切割深度設(shè)定為0.1mm。

22、在一實(shí)施例中，通過針頭注射器在所述通孔內(nèi)灌注所述液態(tài)金屬液滴。

23、在一實(shí)施例中，所述在第一層所述柔性電路的所述液態(tài)金屬導(dǎo)電層的表面設(shè)置柔性封蓋的步驟為：在第一層所述柔性電路的所述液態(tài)金屬導(dǎo)電層的表面上設(shè)有所述通孔的位置處，覆蓋聚二甲基硅氧烷和固化劑的混合溶液并烘干，以形成所述柔性封蓋。

24、上述基于液態(tài)金屬和柔性電路的多層導(dǎo)電互連結(jié)構(gòu)，相鄰的兩層柔性電路中，第一層柔性電路的柔性襯底覆蓋于第二層柔性電路設(shè)置有液態(tài)金屬導(dǎo)電層的一側(cè)。由于第一層柔性電路設(shè)有通孔，通孔貫通第一層柔性電路的柔性襯底和液態(tài)金屬導(dǎo)電層，通孔內(nèi)設(shè)有液態(tài)金屬液滴，如此，第一層柔性電路的液態(tài)金屬導(dǎo)電層和第二層柔性電路的液態(tài)金屬導(dǎo)電層則能夠通過液態(tài)金屬液滴導(dǎo)電連接。由于柔性封蓋設(shè)于第一層柔性電路的的液態(tài)金屬導(dǎo)電層的表面并封堵通孔的開口，從而能將液態(tài)金屬液滴密封在通孔內(nèi)，防止漏出。由于柔性襯底具有一定的可拉伸性和柔韌性，且液態(tài)金屬的電導(dǎo)率很高且導(dǎo)電穩(wěn)定性好，拉伸形變對其電阻幾乎沒有影響，因此上述基于液態(tài)金屬和柔性電路的多層導(dǎo)電互連結(jié)構(gòu)在具備一定柔韌可拉伸性的同時(shí)能夠形成穩(wěn)定的導(dǎo)電互連。

技術(shù)特征：

1.一種基于液態(tài)金屬和柔性電路的多層導(dǎo)電互連結(jié)構(gòu)，其特征在于，包括層疊設(shè)置的至少兩層柔性電路，所述柔性電路包括柔性襯底和設(shè)置于所述柔性襯底表面的液態(tài)金屬導(dǎo)電層；

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于液態(tài)金屬和柔性電路的多層導(dǎo)電互連結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述柔性襯底為黏性襯底，以使第一層所述柔性電路的所述柔性襯底與第二層所述柔性電路的所述柔性襯底黏合。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于液態(tài)金屬和柔性電路的多層導(dǎo)電互連結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述柔性襯底為聚二甲基硅氧烷柔性襯底。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于液態(tài)金屬和柔性電路的多層導(dǎo)電互連結(jié)構(gòu)，其特征在于，第一層所述柔性電路的所述柔性襯底與第二層所述柔性電路的所述柔性襯底通過黏合劑黏合。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于液態(tài)金屬和柔性電路的多層導(dǎo)電互連結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述通孔內(nèi)充滿所述液態(tài)金屬液滴。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于液態(tài)金屬和柔性電路的多層導(dǎo)電互連結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述柔性襯底的厚度為0.3mm～0.4mm。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于液態(tài)金屬和柔性電路的多層導(dǎo)電互連結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述柔性封蓋所采用的材質(zhì)與所述柔性襯底所采用的材質(zhì)相同。

技術(shù)總結(jié)
本申請涉及一種基于液態(tài)金屬和柔性電路的多層導(dǎo)電互連結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)包括層疊設(shè)置的至少兩層柔性電路，相鄰的兩層柔性電路中，第一層柔性電路的柔性襯底覆蓋于第二層柔性電路設(shè)有液態(tài)金屬導(dǎo)電層的一側(cè)；第一層柔性電路設(shè)有通孔，通孔貫通第一層柔性電路的柔性襯底和液態(tài)金屬導(dǎo)電層，通孔內(nèi)設(shè)有液態(tài)金屬液滴；第一層柔性電路還包括柔性封蓋，柔性封蓋設(shè)于液態(tài)金屬導(dǎo)電層的表面并封堵通孔的開口；第一層柔性電路的液態(tài)金屬導(dǎo)電層和第二層柔性電路的液態(tài)金屬導(dǎo)電層通過液態(tài)金屬液滴導(dǎo)電連接。上述基于液態(tài)金屬和柔性電路的多層導(dǎo)電互連結(jié)構(gòu)在具備一定柔韌可拉伸性的同時(shí)能夠形成穩(wěn)定的導(dǎo)電互連。

技術(shù)研發(fā)人員：任天令,周梓博,李鼎,崔天睿,劉厚方,楊軼
受保護(hù)的技術(shù)使用者：清華大學(xué)
技術(shù)研發(fā)日：20240318
技術(shù)公布日：2025/1/2