可渗透元件制造技术

本发明专利技术涉及一种用于集成到周围介质中的元件及其用途和制造，该元件具有传感器、有源电子部件、开关、电路或导电路径的形式，该元件可被所述周围介质渗透，并具有多孔的非导电衬底(2)和由导电材料(3)制成的存在于衬底(2)上的至少一条电路迹线(1)，其中衬底(2)的开口(9)在电路迹线(1)的区域中是开放的。(9)在电路迹线(1)的区域中是开放的。(9)在电路迹线(1)的区域中是开放的。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】可渗透元件
[0001]本专利技术涉及一种用于集成到周围介质中的可渗透元件，该可渗透元件包括在多孔的非导电衬底上的至少一条电路迹线。
[0002]US20190011288A1涉及一种传感器，该传感器上的电路迹线被胶合为箔或使用导电油墨来绘制。缺点似乎包括普通纸的渗透性(其被认为是低的)以及施加方法，因为导电箔和导电油墨的施加似乎堵塞了纸中的开口。此外，单侧施加的油墨将导致纤维的包封不充分和/或电路迹线将不会永久地存在于纸张的两侧。
[0003]WO2008061823A2涉及热电元件的制造。从图7中可以清楚地看到，多孔衬底的分离区域完全充满半导体材料，其中衬底的孔隙完全被半导体材料堵塞，使得衬底在半导体材料的区域中不再可渗透。电流垂直于衬底的表面，即在孔隙的方向上从衬底的一侧到另一侧。从图8中可以看出，电路迹线被施加在衬底的两侧，以在彼此之间(串联)连接。
[0004]DE1915501A1涉及一种在非多孔的绝缘衬底上安装半导体部件的方法。首先将电路迹线施加到衬底的表面，在该表面上孔被蚀刻到衬底中，集成电路插入到该孔中。
[0005]EP 0790498A1涉及一种电化学传感器，其中工作电极和参考电极通过非导电的、可渗透的织物彼此分离。这种非导电的、可渗透的织物没有电路迹线，因为它会使工作电极和参考电极短路。在EP 0790498A1的实施例中，参考电极是导电的并且多孔的，特别是通过以石墨箔或其他形式的导电多孔材料存在。因此，参考电极是完全导电的，并且没有电路迹线。电流垂直地通过工作电极和参考电极之间的非导电的、可渗透的织物。
[0006]奥地利专利局关于产生了本申请的优先权的申请A 50062/2020的检索报告进一步将US2017231083A1和US5641610A列为一般现有技术。
[0007]本专利技术的基本任务是创造一种可以集成到周围介质中的电的或电子元件，同时尽可能少地影响该介质，特别是关于转换和固化过程以及机械和/或化学稳定性。
[0008]为了实现所述任务，提出了根据权利要求1所述的元件以及制造这种元件的方法和所述元件的用途。
[0009]元件包括可被周围介质渗透的非导电衬底。衬底优选地以例如片状或带状的薄的平面膜的形式存在。
[0010]可渗透衬底是指具有从衬底的一侧延伸到另一侧的开口的衬底。
[0011]可渗透衬底可以是编织织物、非编织织物、纤维垫或开孔泡沫材料或海绵。不太优选的是，该材料可以首先制备成致密层，随后通过穿孔制成可渗透的衬底。例如，箔可以通过穿孔制成可渗透的衬底。
[0012]特别地，可渗透衬底可以由纸、纺织品、玻璃纤维、矿物纤维或非导电塑料制成。
[0013]电路迹线由施加到可渗透衬底上的导电材料形成。
[0014]电路迹线在衬底的平面中(即平行于衬底的两个平面侧)延伸。
[0015]在使用期间，电流在衬底平面(即平行于衬底的平面侧)中的电路迹线中流动。这是本专利技术与现有技术之间的区别，在现有技术中，电流垂直于衬底的平面侧并穿过衬底。
[0016]优选地，可渗透衬底在电路迹线的区域中继续是可渗透的，这意味着导电材料不会堵塞可渗透衬底的开口。
[0017]导电材料存在于衬底的至少一侧上。
[0018]优选地，导电材料在电路迹线的区域中完全包封衬底材料。这意味着电路迹线的材料存在于衬底的两侧上，两侧上的电路迹线的材料通过衬底的开口彼此连接。
[0019]换句话说，电路迹线的材料优选地完全包封存在于衬底的两个相邻开口之间的衬底的材料。优选地，存在于迹线位置处的衬底的开口不被电路迹线的材料堵塞，并继续保持开放。
[0020]例如，在编织织物或非编织织物的情况下，这意味着在电路迹线区域中的编织织物或非编织织物的纤维完全被电路迹线的材料包封，并且在电路迹线区域中的被包封的纤维之间的至少一些开口没有被堵塞。
[0021]为了制造可渗透元件，建议将电路迹线的材料施加到已经是可渗透的衬底上。电路迹线的材料可以施加在衬底的一侧或两侧上。
[0022]优选地，在这种情况下，衬底的开口不被堵塞。
[0023]将电路迹线的材料施加到衬底上优选地通过导电材料的气相沉积，特别是通过真空沉积来进行。气相沉积可以通过掩模来进行，以便施加已经预定义的电路迹线的表面或迹线。
[0024]然而，优选地，在第一方法步骤中，平面地施加用于电路迹线的材料，并且在第二步骤中以针对性的方式去除所述材料，以便从平面的施加物形成电路迹线。平面的施加物覆盖衬底的整个表面或完全覆盖衬底的一个或更多个部分表面。
[0025]优选地，在第一步骤中，平面地施加导电材料，特别是将导电材料气相沉积到衬底上，而不堵塞衬底的开口。
[0026]优选地，在第一步骤中，平面地施加导电材料，特别是将导电材料从两侧气相沉积到衬底上，而不堵塞衬底的开口。在第一步骤中，可以对施加执行两次，其中在两次执行之间翻转衬底。这可以确保存在于开口之间的衬底材料被两侧的导电材料包封，优选是完全包封。
[0027]例如，如果衬底不是停留在表面上而是在空间中被拉伸，则施加也可以在一个步骤中在两侧进行。此外，可以将导电材料施加到衬底(例如纸幅)的迹线上，衬底移动通过施加导电材料的设备。
[0028]优选的在两侧上施加导电材料提高了导电性，允许使用导电层的较小层厚度。替代地，或者附加地，这可以减小电路迹线的宽度。
[0029]然而，在一侧上的施加，特别是通过气相沉积施加，也是可能的。
[0030]在第一步骤之后，衬底优选地在二维区域中设置有导电材料，其中衬底的开口在设置有导电材料的区域中仍然是开放的。导电材料优选地存在于衬底的两侧，其中两侧通过衬底的开口以导电方式连接。
[0031]在第二步骤中，根据要制备的一条或多条电路迹线从衬底上去除导电材料。这是在不破坏衬底的情况下进行的。结果，在第二步骤之后，衬底仍然存在于电路迹线之间的区域中。
[0032]在根据本专利技术的优选实施例中，建议通过激光消融去除导电材料。令人惊讶地发现，衬底一侧上的激光消融足以从衬底两侧去除导电材料。在此过程中衬底的材料没有被破坏。在一侧上通过激光去除是有利的，因为可以省略对衬底的翻转和定向，这特别有利于
非常精细的电路迹线结构或电路迹线之间的小间隙。
[0033]激光消融是有利的，因为可以制备非常精细的结构，用其他方法似乎是不可能制备非常精细的结构。
[0034]不太优选地，也可以通过光刻方法进行材料的去除。
[0035]虽然基本可以使用掩模(例如，经由掩模的气相沉积)来施加电路迹线或通过掩模(经由掩模的蚀刻)来去除导电材料，但它们产生的结构不如用激光消融的优选方法精细。此外，不利的是，对于要制备的每个导电结构需要单独的掩模。此外，在衬底的两侧需要掩模，用于在两侧进行施加或去除，因此掩模需要相对于彼此非常精确地被定向，或者，当使用单个掩模时，衬底必须在翻转后非常精确地重新定位。
[0036]优选地本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于集成到周围介质中的元件，所述元件具有传感器、有源电子部件、开关、电路或导电路径的形式，所述元件能够被所述周围介质渗透，并具有多孔的非导电衬底(2)和由导电材料(3)制成的存在于所述衬底(2)上的至少一条电路迹线(1)，其特征在于，所述衬底(2)的开口(9)在所述电路迹线(1)的区域中是开放的。2.根据权利要求1所述的元件，其特征在于，所述电路迹线(1)的材料包封所述衬底(2)的在所述电路迹线(1)的区域中存在于所述衬底(2)的开口(9)之间的材料，使得所述电路迹线(1)的材料存在于所述衬底(2)的两侧上。3.根据权利要求1至2中任一项所述的元件，其特征在于，电路迹线(1)以曲折图案存在，或者至少两条电路迹线(1)以啮合梳状结构存在。4.根据权利要求1至3中任一项所述的元件，其特征在于，所述衬底(2)具有纤维(7)形式的多孔结构，其中，所述纤维(7)被所述电路迹线(1)的导电材料(3)包封。5.根据权利要求1至4中任一项所述的元件，其特征在于，所述衬底(2)具有多孔结构，并且所述导电材料(3)在所述衬底(2)的结构上以所述衬底(2)的平均孔隙尺寸的至多30％的涂层厚度存在。6.根据权利要求1
‑
5中任一项所述的元件，其特征在于，所述衬底(2)是由松散的纤维质纤维组成的纤维素纤维垫。7.根据权利要求1至6中任一项所述的元件，其特征在于，所述电路迹线(1)的材料是气相沉积的金属。8.根据权利要求1至7中任一项所述的元件，其特征在于，所述衬底(2)的孔隙率至少是10％，优选至少是50％，特别地至少是75％。9.一种在可渗透衬底(2)上制造至少一条电路迹线(1)的方法，其特征在于，在第一步骤中，将导电材料(3)平面地施加到所述可渗透衬底(2)，其中，所述衬底(2)在所述导电材料(3)的区域中继续是可渗透的，在第二步骤中，在不破坏所述衬底(2)的情况下去除平面地施加的导电材料(3)，以从所述导电材料(3)中成形至少一条电路迹线(1)。10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，在所述第一步骤中以气态或等离子体形式施加所...

【专利技术属性】
技术研发人员：托马斯，
申请(专利权)人：能力中心木材有限公司，
类型：发明
国别省市：