一种多层导电结构的制备方法、导电结构及电子器件

    专利查询2025-10-19  4


    本发明涉及微电子,特别涉及一种多层导电结构的制备方法、导电结构及电子器件。


    背景技术:

    1、随着材料科学、微电子学及微纳加工技术的不断进步,对于更高性能、更小型化、更安全、以及环保可持续的电子产品的需求日益增长。特别是在生物医疗和可穿戴设备领域,对于与人体兼容性好、机械性能优异且环境友好的材料的需求尤为迫切。

    2、传统的导电材料,如金属和合成聚合物虽然在电子设备中广泛应用,但它们往往缺乏足够的生物相容性和可降解性,且在柔性与可穿戴设备中的应用存在局限性。丝素蛋白,作为一种天然蛋白质,因其出色的生物相容性、优异的机械强度和生物可降解性,被认为是解决上述问题的理想候选材料。

    3、然而,如何在保持其生物相容性和机械性能的同时,实现丝素蛋白在电子领域的应用,特别是如何制备具有优良导电功能的丝素蛋白基多层结构,仍是一个技术挑战。


    技术实现思路

    1、为解决上述技术问题,本申请于一方面公开了一种多层导电结构的制备方法,其包括:

    2、提供至少两个丝素蛋白膜;

    3、在所述至少两个丝素蛋白膜中的每个丝素蛋白膜上制备导电孔和金属图形层,得到至少两个目标丝素蛋白膜;

    4、将所述至少两个目标丝素蛋白膜按照预设结构层次粘合,形成多层导电结构;

    5、其中,在每个所述丝素蛋白膜上制备导电孔,包括:

    6、在所述丝素蛋白膜上形成预设通孔;

    7、向所述预设通孔内填充导电墨水;所述导电墨水为丝素蛋白和碳纳米管形成的聚合物的水溶液;

    8、再进行第一干燥处理,形成所述导电孔。

    9、进一步的,所述在所述丝素蛋白膜上形成预设通孔,包括:

    10、提供两个阻挡件;

    11、在所述丝素蛋白膜的上下表面分别放置一个阻挡件,形成中间结构;所述阻挡件的尺寸大于或者等于所述丝素蛋白膜的尺寸;

    12、利用激光冲孔工艺在所述中间结构上形成预设通孔。

    13、进一步的,所述第一干燥处理的条件包括:

    14、干燥温度为40~50℃,干燥时间为1~3h。

    15、进一步的,所述预设通孔的直径为0.05~0.2mm;

    16、所述阻挡件的材料包括聚乙烯醇。

    17、进一步的,在每个所述丝素蛋白膜上制备金属图形层,包括:

    18、在所述丝素蛋白膜上形成掩膜图形;

    19、利用电子束蒸发技术经所述掩膜图形向所述丝素蛋白膜上蒸发形成所述金属图形层,去除所述掩膜图形。

    20、进一步的,在每个所述丝素蛋白膜上制备金属图形层,包括:

    21、利用丝网印刷技术将所述导电墨水刮涂在所述丝素蛋白膜上;

    22、再进行第二干燥处理,形成所述金属图形层。

    23、进一步的,所述将所述至少两个目标丝素蛋白膜按照预设结构层次粘合,形成多层导电结构,包括:

    24、将至少两个所述目标丝素蛋白膜分别进行等离子清洁处理;

    25、在至少两个所述目标丝素蛋白膜中待粘结的表面分别涂覆丝素蛋白液;

    26、将至少两个所述目标丝素蛋白膜按照预设结构层次进行层叠和压紧处理,得到初始多层导电结构;

    27、对所述初始多层导电结构依次进行水蒸汽交联和干燥处理,得到所述多层导电结构。

    28、进一步的,所述在所述至少两个丝素蛋白膜中的每个丝素蛋白膜上制备导电孔和金属图形层,得到至少两个目标丝素蛋白膜,包括:

    29、在所述至少两个丝素蛋白膜中的每个丝素蛋白膜上制备导电孔,再在每个所述丝素蛋白膜上制备金属图形层,得到至少两个目标丝素蛋白膜;或者,在所述至少两个丝素蛋白膜中的每个丝素蛋白膜上制备金属图形层,再在每个所述丝素蛋白膜上制备导电孔,得到至少两个目标丝素蛋白膜。

    30、本申请于另一方面还公开了一种导电结构,其是利用上述的制备方法制备得到的。

    31、本申请于另一方面还公开了一种电子器件,其包括上述的导电结构。

    32、本申请实施例提供了一种多层导电结构的制备方法,通过提供至少两个丝素蛋白膜;在所述至少两个丝素蛋白膜中的每个丝素蛋白膜上制备导电孔和金属图形层,得到至少两个目标丝素蛋白膜;将所述至少两个目标丝素蛋白膜按照预设结构层次粘合,形成多层导电结构;其中,在每个所述丝素蛋白膜上制备导电孔具体通过在所述丝素蛋白膜上形成预设通孔;向所述预设通孔内填充导电墨水;所述导电墨水为丝素蛋白和碳纳米管形成的聚合物的水溶液;再进行第一干燥处理,形成所述导电孔。如此,使得整个成型工艺不仅简单,而且所形成的导电结构具有更好的生物相容性、机械性能和可降解性能。



    技术特征:

    1.一种多层导电结构的制备方法,其特征在于,包括:

    2.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,所述在所述丝素蛋白膜上形成预设通孔,包括:

    3.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,所述第一干燥处理的条件包括:

    4.根据权利要求2所述的制备方法,其特征在于,所述预设通孔的直径为0.05~0.2mm;

    5.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,在每个所述丝素蛋白膜上制备金属图形层,包括:

    6.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,在每个所述丝素蛋白膜上制备金属图形层,包括:

    7.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,所述将所述至少两个目标丝素蛋白膜按照预设结构层次粘合,形成多层导电结构,包括:

    8.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,所述在所述至少两个丝素蛋白膜中的每个丝素蛋白膜上制备导电孔和金属图形层,得到至少两个目标丝素蛋白膜,包括:

    9.一种导电结构,其特征在于,是利用权利要求1-8任一项所述的制备方法制备得到的。

    10.一种电子器件,其特征在于,包括如权利要求9所述的导电结构。


    技术总结
    本发明涉及微电子技术领域,特别涉及一种多层导电结构的制备方法、导电结构及电子器件。该多层导电结构的制备方法,通过提供至少两个丝素蛋白膜;在所述至少两个丝素蛋白膜中的每个丝素蛋白膜上制备导电孔和金属图形层,得到至少两个目标丝素蛋白膜;将所述至少两个目标丝素蛋白膜按照预设结构层次粘合,形成多层导电结构;其中,在每个所述丝素蛋白膜上制备导电孔具体通过在所述丝素蛋白膜上形成预设通孔;向所述预设通孔内填充导电墨水;所述导电墨水为丝素蛋白和碳纳米管形成的聚合物的水溶液;再进行第一干燥处理,形成所述导电孔。如此,使得整个成型工艺不仅简单,而且所形成的导电结构具有更好的生物相容性、机械性能和可降解性能。

    技术研发人员:陶虎,倪思远,朱子懿,魏晓玲,柳克银,杨会然
    受保护的技术使用者:中国科学院上海微系统与信息技术研究所
    技术研发日:
    技术公布日:2024/11/26
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