一種“I”型結構PDMS基體的制造方法與流程

文檔序號：11203201閱讀：969來源：國知局

本發明屬于柔性可延展電子(flexibleandstretchableelectronics)的技術領域，具體涉及一種“i”型結構pdms基體的制造方法。

背景技術：

柔性可延展電子(flexibleandstretchableelectronics)技術是將電子元件和連接電子元器件的交聯導體全部集成在柔性可延展基體上的新興電子技術。與傳統集成電子技術相比，其最突出的特點就是將核心電子器件集成在柔性基體上。柔性基體包括各種柔軟的材料，如具有超彈性性質的塑料以及生物體的表層等。柔性基體取代傳統剛性基板，使得施加在整個電子器件上的大尺度變形基本上全部通過柔性基體的變形和交聯導體的面外失穩或扭曲大變形消化掉，核心電子元器件相對而言變形很小。因此柔性電子器件的設計突破了傳統剛性基板的限制，使整個器件在承受大尺度的拉壓、折疊、扭曲等變形的同時而保持原有功能基本不變。

為了將砷化鎵薄膜太陽能電池組件集成在基底加島體的基體上，本申請人在中國專利申請(專利申請號2017103362864)中提出了基于柔性基體結構化設計的空間薄膜太陽能電池器件的具有最佳變形隔離效應的基體設計方案，制造“i”型結構的由島體1、連接柱體2和基底3構成的聚二甲基硅氧烷pdms基體。所述的“i”型結構是連接柱體2以等間距列陣式分布于連續的基底3之上，島體1位于連接柱體2之上，其中島體1的橫向尺寸大于或者略大于連接柱體2的橫向尺寸即施加在基體上的變形對島體的表層部分幾乎不會產生任何變形，從而大幅度延長了電子器件的使用壽命。

技術實現要素：

鑒于“i”型結構pdms構造的特異性，本發明的目的是提出一種“i”型結構pdms(聚二甲基硅氧烷)基體的制造方法，該制造方法通過硅模具的制備→第一次倒模→貼附1號pdms基體→第二次倒模，應用同主族超彈性聚合物可以粘接在一起的原理，采用分步倒模的方法，制得具有特殊的“i”型結構pdms基體。經本發明制造的“i”型結構pdms基體具有最佳的變形隔離效應，使得施加在基體上的大變形對島體表層部分幾乎不會產生任何變形，從而大幅度延長了集成在基體上的電子器件的使用壽命。

本發明為實現發明目的，采用如下的具體手段：

一種“i”型結構pdms基體的制造方法，用于制造“i”型結構的由島體1、連接柱體2和基底3構成的聚二甲基硅氧烷pdms基體；所述的“i”型結構是連接柱體2以等間距列陣式分布于連續的基底3之上，島體1位于連接柱體2之上，其中島體1的橫向尺寸大于或者略大于連接柱體2的橫向尺寸；包括如下處理步驟：

其特征在于：它包括有下列步驟：

步驟一：硅模具的制備

制備硅模具a和硅模具b，其中硅模具a需要進行兩次刻蝕，硅模具b進行一次刻蝕。

步驟二：第一次倒模

(a)用主劑和硬化劑以質量比為10:1比例混合均勻，并且抽真空30分鐘～40分鐘，配制得到液態pdms，將液態pdms滴入步驟一中制備的硅模具a內；

(b)放入真空箱，再次抽真空20分鐘～30分鐘，使得液態pdms浸潤到硅模具a的坑槽中；

(c)將硅模具a安裝在勻膠機上，在轉速為300轉/分的條件上，再滴加少量液態pdms，勻膠20秒～30秒；

(d)放入120℃的烘箱中熱烘一個小時，使其固化；

(e)脫模，制得1號pdms基體。

步驟三：清洗及貼附1號pdms基體

(a)修剪，裁去邊緣不規整殘渣，并用去離子水沖洗后放入玻璃容器中；

(b)清洗1號pdms基體；

(c)將第三次處理后的1號pdms基體的上表面貼附于硅片上。

步驟四：第二次倒模

(a)將步驟二配制好的液態pdms滴入到硅模具b內；

(b)放入真空箱，抽真空20分鐘～30分鐘，使得液態pdms浸潤到硅模具b的坑槽中；

(c)去除硅模具b邊緣和凸起頂部由于過剩流出的液態pdms；

(d)使用工業顯微鏡，將預留在硅模具b上的對焦圓柱體凸點和1號pdms基體上的定位凹槽對焦，使1號pdms基體下表面自然貼附于硅模具b上；

(e)放入65℃的烘箱中熱烘兩個小時，使其固化；

(f)拔模，得到“i”型結構pdms基體。

本發明“i”型結構pdms基體的制造方法，其優點在于：

(1)應用同主族超彈性聚合物可以粘接在一起的原理，首次嘗試采用分步倒模的方法，從而可以制造“i”型結構pdms基體。

(2)連接柱體的形狀不受限制，可以是圓形柱體、方形柱體或者菱形柱體等多邊形柱體，使得該“i”型結構pdms基體具有更廣應用領域。

(3)連接柱體的尺寸不受限制，給連接柱體之間留下很大空間，可以將連接電子器件的交聯導體藏于其中，使得結構化設計的基體有更大的表面占有率。

(4)所制造的“i”型結構pdms基體具有最佳的變形隔離效應，使得施加在基體上的大變形對島體表層部分幾乎不會產生任何變形，從而大幅度延長了集成在基體上的電子器件的使用壽命。

(5)所制造的“i”型結構pdms基體無色透明，可用于太陽能電池器件等。

附圖說明

圖1是本發明一種“i”型結構pdms基體制造方法的步驟流程框圖。

圖2是“i”型結構pdms基體的結構圖(1、島體；2、連接柱體；3、基底)。

圖3是硅模具表面圖案結構示意圖(3a、硅模具a；3b、硅模具b)。

圖4是形成粘接處示意圖。

具體實施方式

下面將結合附圖和實施案例對本發明作進一步的詳細說明。

本發明是一種利用深硅刻蝕工藝、pdms拔模工藝和轉印工藝制作具有特殊“i”型結構pdms基體的方法，該方法應用同主族超彈性聚合物可以粘接在一起的原理，首次嘗試采用分步倒模的方法，可以制得島體1的橫向尺寸大于或者略大于連接柱體2的橫向尺寸的“i”型結構pdms基體(如圖2所示)，使得該基體具有最佳的應變隔離效應。采用該方法制得的“i”型結構pdms基體，其連接柱體2的形狀和尺寸不受限制，可以是圓形柱體、方形柱體或者菱形柱體等多邊形柱體，而且連接柱體2之間留下很大的空間，可以將連接電子器件的交聯導體藏于其中，使得結構化設計的基體具有更大的表面占有率。

在以下實施例中所用的pdms具體名稱為“聚二甲基硅氧烷”，品牌為“道康寧dc184”，制造商為“dowcorning”，具有主劑(a劑)和硬化劑(b劑)兩部分。