本發(fā)明屬于柔性可延展電子(flexibleandstretchableelectronics)的技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種“i”型結(jié)構(gòu)pdms基體的制造方法。

背景技術(shù)：

柔性可延展電子(flexibleandstretchableelectronics)技術(shù)是將電子元件和連接電子元器件的交聯(lián)導(dǎo)體全部集成在柔性可延展基體上的新興電子技術(shù)。與傳統(tǒng)集成電子技術(shù)相比，其最突出的特點(diǎn)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(zhì)的塑料以及生物體的表層等。柔性基體取代傳統(tǒng)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(lián)導(dǎo)體的面外失穩(wěn)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(shè)計(jì)突破了傳統(tǒng)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?zhí)?017103362864)中提出了基于柔性基體結(jié)構(gòu)化設(shè)計(jì)的空間薄膜太陽能電池器件的具有最佳變形隔離效應(yīng)的基體設(shè)計(jì)方案，制造“i”型結(jié)構(gòu)的由島體1、連接柱體2和基底3構(gòu)成的聚二甲基硅氧烷pdms基體。所述的“i”型結(jié)構(gòu)是連接柱體2以等間距列陣式分布于連續(xù)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(chǎn)生任何變形，從而大幅度延長了電子器件的使用壽命。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

鑒于“i”型結(jié)構(gòu)pdms構(gòu)造的特異性，本發(fā)明的目的是提出一種“i”型結(jié)構(gòu)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?！N附1號pdms基體→第二次倒模，應(yīng)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(jié)構(gòu)pdms基體。經(jīng)本發(fā)明制造的“i”型結(jié)構(gòu)pdms基體具有最佳的變形隔離效應(yīng)，使得施加在基體上的大變形對島體表層部分幾乎不會產(chǎn)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(fā)明為實(shí)現(xiàn)發(fā)明目的，采用如下的具體手段：

一種“i”型結(jié)構(gòu)pdms基體的制造方法，用于制造“i”型結(jié)構(gòu)的由島體1、連接柱體2和基底3構(gòu)成的聚二甲基硅氧烷pdms基體；所述的“i”型結(jié)構(gòu)是連接柱體2以等間距列陣式分布于連續(xù)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(jìn)行兩次刻蝕，硅模具b進(jìn)行一次刻蝕。

步驟二：第一次倒模

(a)用主劑和硬化劑以質(zhì)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(tài)pdms，將液態(tài)pdms滴入步驟一中制備的硅模具a內(nèi)；

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

(c)將硅模具a安裝在勻膠機(jī)上，在轉(zhuǎn)速為300轉(zhuǎn)/分的條件上，再滴加少量液態(tài)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(guī)整殘?jiān)⒂萌ルx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(tài)pdms滴入到硅模具b內(nèi)；

(b)放入真空箱，抽真空20分鐘～30分鐘，使得液態(tài)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(tài)pdms；

(d)使用工業(yè)顯微鏡，將預(yù)留在硅模具b上的對焦圓柱體凸點(diǎn)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(jié)構(gòu)pdms基體。

本發(fā)明“i”型結(jié)構(gòu)pdms基體的制造方法，其優(yōu)點(diǎn)在于：

(1)應(yīng)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(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)pdms基體具有更廣應(yīng)用領(lǐng)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(lián)導(dǎo)體藏于其中，使得結(jié)構(gòu)化設(shè)計(jì)的基體有更大的表面占有率。

(4)所制造的“i”型結(jié)構(gòu)pdms基體具有最佳的變形隔離效應(yīng)，使得施加在基體上的大變形對島體表層部分幾乎不會產(chǎn)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(jié)構(gòu)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(fā)明一種“i”型結(jié)構(gòu)pdms基體制造方法的步驟流程框圖。

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

圖3是硅模具表面圖案結(jié)構(gòu)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(shí)施方式

下面將結(jié)合附圖和實(shí)施案例對本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說明。

本發(fā)明是一種利用深硅刻蝕工藝、pdms拔模工藝和轉(zhuǎn)印工藝制作具有特殊“i”型結(jié)構(gòu)pdms基體的方法，該方法應(yīng)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(jié)構(gòu)pdms基體(如圖2所示)，使得該基體具有最佳的應(yīng)變隔離效應(yīng)。采用該方法制得的“i”型結(jié)構(gòu)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(lián)導(dǎo)體藏于其中，使得結(jié)構(gòu)化設(shè)計(jì)的基體具有更大的表面占有率。

在以下實(shí)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。

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(jìn)行兩次刻蝕，本發(fā)明中，第一次刻蝕120μm，第二次刻蝕80μm，如圖3a所示。硅模具b進(jìn)行一次刻蝕，如圖3b所示。

步驟二：第一次倒模

(a)用主劑和硬化劑以質(zhì)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(tài)pdms，將液態(tài)pdms滴入步驟一中制備的硅模具a內(nèi)；

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

(c)將硅模具a安裝在勻膠機(jī)上，在轉(zhuǎn)速為300轉(zhuǎn)/分的條件上，再滴加少量液態(tài)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：貼附1號pdms基體

(a)修剪，裁去邊緣不規(guī)整殘?jiān)?，并用去離子水沖洗后放入玻璃容器中；

(b)向玻璃容器中加入10毫升～20毫升的正己烷，然后放置于超聲清洗機(jī)中，在功率700瓦～1000瓦、工作頻率28khz～40khz的條件下超聲清洗10分鐘～20分鐘得到第一次處理后的1號pdms基體；

(c)將第一次處理后的1號pdms基體取出，用去離子水沖洗10秒，放入另一玻璃容器中，向玻璃容器中加入10毫升～20毫升的丙酮，然后將玻璃容器放置于超聲清洗機(jī)中，在功率700瓦～1000瓦、工作頻率28khz～40khz的條件下超聲清洗10分鐘～20分鐘得到第二次處理后的1號pdms基體；

(d)將第二次處理后的1號pdms基體取出，用去離子水沖洗10秒，放入另一玻璃容器中，加入質(zhì)量濃度為95％的無水乙醇，然后放置于超聲清洗機(jī)中，在功率700瓦～1000瓦、工作頻率28khz～40khz的條件下超聲清洗10分鐘～20分鐘得到第三次處理后的1號pdms基體；

(e)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(tài)pdms滴入到硅模具b內(nèi)；

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

(c)使用平直的棉簽去除硅模具b邊緣和凸起頂部由于過剩流出的液態(tài)pdms；

(d)使用工業(yè)顯微鏡，將預(yù)留在硅模具b上的對焦圓柱體凸點(diǎn)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，其中1號pdms基體有20μm浸入到液態(tài)pdms中，形成粘接處，如圖4所以；

(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(jié)構(gòu)pdms基體。