一种可变电路及电子器件的制作方法

本发明涉及电学技术领域，尤其涉及一种可变电路及电子器件。

背景技术：

各种产品(例如电路)均具有一定的适用环境，当产品脱离其适用环境时，例如对外界刺激液体敏感的产品，在接触外界刺激液体(例如水、酸溶液或者碱溶液等)后，产品的品质将会发生很大变化，甚至完全无法使用，但当外观无较大变化时，不易被察觉。因此，有必要提供一种可以直观地确定对外界刺激液体敏感的产品是否接触外界刺激液体的电路。

技术实现要素：

本发明提供一种可变电路及电子器件，可以在接触外界刺激液体时，改变自身的工作状态，以直观地确定可变电路是否接触外界刺激液体。

第一方面，本发明提供一种可变电路，采用如下技术方案：

所述可变电路包括工作线路以及可变线路，所述可变线路与所述工作线路串联或者并联，所述可变线路包括低熔点金属和外界刺激液体可溶解的材料，在接触外界刺激液体后，所述可变线路的电学状态改变。

可选地，所述可变线路的材质为微胶囊，所述微胶囊的囊芯的材质为室温液态的低熔点金属，所述微胶囊的囊壁的材质为绝缘、且可被所述外界刺激液体溶解的材料；当所述微胶囊的囊壁溶解后，其囊芯的低熔点金属与所述工作线路形成电连接。

可选地，所述可变线路包括基材和多个微胶囊，多个微胶囊位于所述基材一面上，所述基材的另一面上设置有磁铁，所述磁铁在所述基材所在平面的垂直投影覆盖所述微胶囊所在区域，所述微胶囊的囊芯包括室温液态的低熔点金属，以及掺杂在所述低熔点金属中的磁性填料，所述微胶囊的囊壁的材质为绝缘、且可被外界刺激液体溶解的材料。

可选地，所述外界刺激液体为酸溶液，所述微胶囊的囊壁的材质为海藻酸钠、壳聚糖、乙基纤维素、环糊精中的一种或几种；或者，所述外界刺激液体为碱溶液，所述微胶囊的囊壁的材质为硬脂酸酯、甘油酸酯、琥珀酸酯中的一种或几种。

可选地，所述外界刺激液体为酸溶液或者碱溶液，所述可变线路的材质为室温液态的低熔点金属，所述外界刺激液体可溶解所述低熔点金属外包覆的氧化物。

可选地，所述外界刺激液体为酸溶液，所述可变线路包括室温液态的低熔点金属以及掺杂在所述低熔点金属中的活性金属颗粒，所述活性金属颗粒可与酸溶液发生反应。

可选地，所述外界刺激液体包括水，所述可变线路包括衬底和位于所述衬底上的室温液态的低熔点金属，所述衬底上设置有可溶解于水的酸或者碱；所述酸或者碱溶于水形成的溶液可溶解所述低熔点金属外包覆的氧化物。

可选地，所述衬底为无纺布或者试纸，所述衬底上设置有氢氧化钠、氢氧化钙、氢氧化钡、琥珀酸、乳酸、苹果酸、水杨酸、油酸、亚油酸、草酸、柠檬酸、硬脂酸或者醋酸。

可选地，所述工作线路包括室温为固态的低熔点金属。

第二方面，本发明提供一种电子器件，采用如下技术方案：

所述电子器件包括芯片、以及以上任一项所述的可变电路，所述工作线路与所述芯片连接。

可选地，所述工作线路为天线；或者，所述工作线路中连接有至少一个电子元件。

第三方面，本发明提供一种电子器件，采用如下技术方案：

所述电子器件包括基材、位于所述基材的一面上的芯片和天线，所述天线与所述芯片连接，所述电子器件还包括屏蔽图案，所述屏蔽图案在所述基材上的垂直投影至少覆盖所述芯片，所述屏蔽图案包括低熔点金属以及外界刺激液体可溶解的材料。

可选地，所述屏蔽图案中外界刺激液体可溶解的材料为包覆于低熔点金属外的氧化物。

可选地，所述屏蔽图案中外界刺激液体可溶解的材料为活性金属颗粒，活性金属颗粒可与酸溶液发生反应。

可选地，所述屏蔽图案中外界刺激液体可溶解的材料为活性金属颗粒，所述外界刺激液体包括水，所述基材中设置有可溶于水的酸。

本发明提供了一种可变电路及电子器件，由于该可变电路包括工作线路以及可变线路，可变线路与工作线路串联或者并联，可变线路包括低熔点金属和外界刺激液体可溶解的材料，在接触外界刺激液体后，可变线路的电学状态改变，从而使得可变电路的工作状态改变，进而可以直观地确定可变电路是否接触外界刺激液体。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的可变电路的示意图一；

图2为本发明实施例提供的可变电路的示意图二；

图3为本发明实施例提供的可变线路的结构示意图一；

图4为本发明实施例提供的可变线路的结构示意图二；

图5为本发明实施例提供的可变线路的结构示意图三；

图6为本发明实施例提供的可变线路的结构示意图四；

图7为本发明实施例提供的可变线路的结构示意图五；

图8为本发明实施例提供的电子器件的结构示意图一；

图9为本发明实施例提供的电子器件的结构示意图二。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要说明的是，在不冲突的情况下本发明实施例中的各技术特征均可以相互结合。

本发明实施例提供一种可变电路，具体地，如图1和图2所示，图1为本发明实施例提供的可变电路的示意图一，图2为本发明实施例提供的可变电路的示意图二，该可变电路包括工作线路1以及可变线路2，可变线路2与工作线路1串联或者并联，可变线路2包括低熔点金属和外界刺激液体可溶解的材料，在接触外界刺激液体后，可变线路2的电学状态改变，即可变线路2由导通变为断开，或者，可变线路2由断开变为导通。

如无特殊说明本发明实施例中的低熔点金属的熔点在300摄氏度以下，其可以为单质、合金或者包括单质和/或合金的混合物。

另外，以上并未对可变电路包括的工作线路1和可变线路2的数量进行限定，即可变电路可以仅包括一个工作线路1和一个可变线路2，或者，可变电路包括一个工作线路1和多个可变线路2，或者，可变电路包括多个工作线路1和一个可变线路2，或者，可变电路包括多个工作线路1和多个可变线路2。其中，当可变电路包括多个可变线路2时，各可变线路2与工作线路1可以均为串联，均为并联，或者既有串联也有并联，本领域技术人员可以根据实际需要进行选择。

可选地，工作线路1包括室温为固态的低熔点金属，以使得工作线路1可以通过打印、喷涂、印刷、转印等多种方式制作，且工作线路1具有较好的导电性能。当然，工作线路1还可以包括各种填料，以改善工作线路1的性能，本领域技术人员可以根据实际需要进行选择。

需要说明的是，针对本发明实施例中提供的可变线路，当工作线路1和可变线路2均包括低熔点金属时，优选二者包括的低熔点金属中的元素种类相同，以提高二者的相容性。以上各低熔点金属的具体选材，本领域技术人员可以根据实际的需要进行合理选择，此处不再进行赘述。

在图1所示的例子中，可变线路2与工作线路1并联，以可变线路2未接触外界刺激液体时导通，接触外界刺激液体后断开为例，工作线路1上连接有电源和发光器件，未接触外界刺激液体时，可变线路2将工作线路1短路，工作线路1无电流流过，发光器件不发光，接触外界刺激液体后，可变线路2断开，电流流经工作线路1，发光器件发光。

在图2所示的例子中，可变线路2与工作线路1串联，以可变线路2未接触外界刺激液体时导通，接触外界刺激液体后断开为例，工作线路1上连接有电源和发光器件，未接触外界刺激液体时，可变线路2与工作线路1连接，工作线路1和可变线路2中均有电流流过，发光器件发光，接触外界刺激液体后，可变线路2断开，工作线路1和可变线路2中均无电流流过，发光器件不发光。

由于该可变电路包括工作线路1以及可变线路2，可变线路2与工作线路1串联或者并联，可变线路2包括低熔点金属和外界刺激液体可溶解的材料，在接触外界刺激液体后，可变线路2的电学状态改变，从而使得可变电路的工作状态改变，进而可以直观地确定可变电路是否接触外界刺激液体。

具体地，可变线路2包括低熔点金属和外界刺激液体可溶解的材料时，其具体实现方式可以有多种，下面本发明实施例进行举例说明。

在第一种实现方式中，如图3所示，图3为本发明实施例提供的可变线路的结构示意图一，可变线路2的材质为微胶囊，微胶囊的囊芯21的材质为室温液态的低熔点金属，微胶囊的囊壁22的材质为绝缘、且可被外界刺激液体溶解的材料；当微胶囊的囊壁22溶解后，其囊芯21的低熔点金属与工作线路1形成电连接。在未接触外界刺激液体时，囊芯21处导电的低熔点金属被绝缘的囊壁22包围起来，相互之间绝缘，因此，可变线路2处于断开的状态，当接触外界刺激液体后，囊壁22被外界刺激液体溶解，进而将囊芯21处室温液态的低熔点金属释放出来，低熔点金属相互连接分布于整个可变线路2中，使得可变线路2处于导通的状态。

在第二种实现方式中，如图4所示，图4为本发明实施例提供的可变线路的结构示意图二，可变线路2包括基材23和多个微胶囊，多个微胶囊位于基材一面上，基材23的另一面上设置有磁铁24，磁铁24在基材23所在平面的垂直投影覆盖微胶囊所在区域，微胶囊的囊芯21包括室温液态的低熔点金属，以及掺杂在低熔点金属中的磁性填料，微胶囊的囊壁22的材质为绝缘、且可被外界刺激液体溶解的材料。在未接触外界刺激液体时，囊芯21处导电的低熔点金属被绝缘的囊壁22包围起来，相互之间绝缘，因此，可变线路2处于断开的状态，当接触外界刺激液体后，囊壁22被外界刺激液体溶解，进而将囊芯21处室温液态的低熔点金属释放出来，在磁铁24的吸引力的作用下，即使低熔点金属的表面张力较大，也可以很好地分布于整个可变线路2中，使得可变线路2处于导通的状态。可选地，磁性填料包括铁氧体、钕铁硼、铁合金等中的一种或几种。

其中，在以上两种实现方式中，微胶囊的囊壁22的材质需要根据外界刺激液体的种类进行选择，以使其可以被外界刺激液体溶解。可选地，外界刺激液体为酸溶液，微胶囊的囊壁22的材质为海藻酸钠、壳聚糖、乙基纤维素、环糊精中的一种或几种，酸溶液还会与低熔点金属中的氧化物发生反应，将氧化物去除，降低低熔点金属的表面张力，有助于使释放出的低熔点金属相互连接。或者，外界刺激液体为碱溶液，微胶囊的囊壁22的材质为硬脂酸酯、甘油酸酯、琥珀酸酯中的一种或几种。

在第三种实现方式中，如图5所示，图5为本发明实施例提供的可变线路的结构示意图三，可变线路2的材质为室温液态的低熔点金属，其适用于外界刺激液体为酸溶液或者碱溶液，外界刺激液体可溶解低熔点金属外包覆的氧化物。在未接触外界刺激液体时，低熔点金属外包覆有氧化物，氧化物的粘性极大，使低熔点金属相互连接分布于整个可变线路2中，可变线路2处于导通的状态，当接触外界刺激液体后，低熔点金属外包覆的氧化物被溶解，释放内部的低熔点金属，内部的低熔点金属由于表面张力极大，低熔点金属汇聚成一个个的小球，相互之间不接触，可变线路2处于断开的状态，低熔点金属的厚度小于200微米时，此种现象更明显。

在第四种实现方式中，如图6所示，图6为本发明实施例提供的可变线路的结构示意图四，可变线路2包括室温液态的低熔点金属以及掺杂在低熔点金属中的活性金属颗粒，其适用于外界刺激液体为酸溶液，外界刺激液体可溶解低熔点金属外包覆的氧化物以及活性金属颗粒，活性金属颗粒可与酸溶液发生反应。在未接触外界刺激液体时，低熔点金属外包覆有氧化物，氧化物的粘性极大，使低熔点金属相互连接分布于整个可变线路2中，可变线路2处于导通的状态，当接触外界刺激液体后，低熔点金属外包覆的氧化物以及活性金属颗粒被溶解，一方面由于释放的低熔点金属的表面张力极大，低熔点金属汇聚成一个个的小球，相互之间不接触，另一方面由于活性金属颗粒的消耗，使得可变线路2的体积减小，使得可变线路2处于断开的状态。

可选地，活性金属颗粒为锌颗粒、镁颗粒或者铝颗粒。可变线路2中活性金属颗粒的质量分数为5％～30％，例如5％、10％、15％、20％、25％、30％，以使得制作可变线路2的材料的粘度不会过大较易制作，且了可变线路2中活性金属颗粒的消耗造成的体积减小较为明显。活性金属颗粒的粒径为1nm～100μm，以使得活性金属颗粒较易在低熔点金属中均匀分布，且较易制备。

在第五种实现方式中，如图7所示，图7为本发明实施例提供的可变线路的结构示意图五，可变线路2包括衬底25和位于衬底25上的室温液态的低熔点金属，衬底25上设置有可溶解于水的酸或者碱，酸或者碱溶于水形成的溶液可溶解低熔点金属外包覆的氧化物，其适用于包括水的外界刺激液体。在未接触外界刺激液体时，低熔点金属外包覆有氧化物，氧化物的粘性极大，使低熔点金属相互连接分布于整个衬底25上，可变线路2处于导通的状态，当接触外界刺激液体后，衬底25中的酸或者碱溶于外界刺激液体中的水，形成酸溶液或者碱溶液，酸溶液或者碱溶液将低熔点金属外包覆的氧化物溶解，将内部的低熔点金属释放，由于释放的低熔点金属的表面张力极大，低熔点金属汇聚成一个个的小球，相互之间不接触，使得可变线路2处于断开的状态。

优选地，衬底25和低熔点金属二者中，衬底25位于更容易接触外界刺激液体的一侧，以提高可变线路2对外界刺激液体的敏感程度。

可选地，衬底25为无纺布或者试纸，以使衬底25具有较好的柔性，有助于制备具有柔性的可变电路，且通过浸润、干燥的步骤即可在衬底25上设置酸或者碱，工艺简单。可选地，衬底上设置有氢氧化钠、氢氧化钙、氢氧化钡、琥珀酸、乳酸、苹果酸、水杨酸、油酸、亚油酸、草酸、柠檬酸、硬脂酸或者醋酸，进一步优选以上各物质中无毒无害的物质。

另外，本发明实施例中的可变电路还可以包括封装薄膜，封装薄膜覆盖工作线路1和可变线路2，以对工作线路1和可变线路2进行保护。可选地，封装薄膜上与可变线路2对应位置处，设置有多个透水孔，以使得外界刺激液体能够更好地与可变线路2接触。

本发明实施例中的可变电路可以有多种应用，下面进行举例说明。

示例性地，本发明实施例中的可变电路应用于智能纸尿裤中，可用于尿湿检测，尿液作为外界刺激液体，通过尿液接触可变电路中的可变线路，改变可变线路的电学状态，进而达到对尿湿进行检测的目的。以图1所示的可变电路为例，可变线路2与工作线路1并联，以可变线路2未接触尿液时导通，接触尿液后断开为例，工作线路1上连接有电源和发光器件，未尿湿时，可变线路2将工作线路1短路，工作线路1无电流流过，发光器件不发光，尿湿后，可变线路2断开，电流流经工作线路1，发光器件发光。

示例性地，本发明实施例中的可变电路应用于频率选择表面(frequencyselectivesurface，简称fss)，具体为，通过可变电路连接频率选择表面中呈矩阵分布的各图案，通过对各可变电路是否接触外界刺激液体，控制频率选择表面中各图案的连接方式，进而使得频率选择表面实现频率的选择。

示例性地，可变电路应用于电子器件中，具体为，如图8所示，图8为本发明实施例提供的电子器件的结构示意图一，电子器件包括芯片3和以上任一项所述的可变电路。在接触外界刺激液体前后，可变电路中的可变线路2的电学状态改变，进而使得电子器件的工作状态改变，因此，可以及时准确地确定电子器件是否接触过外界刺激液体。

可选地，如图8所示，工作线路1为天线，此时电子器件可以为包括天线和芯片的rfid等。

若可变线路2与工作线路1串联，以可变线路2未接触外界刺激液体时导通，接触外界刺激液体后断开为例，在接触外界刺激液体前，可变线路2导通，天线可以正常工作，电子器件可以被识别，在接触外界刺激液体后，可变线路2断开，天线无法正常工作，电子器件无法被识别。

若可变线路2与工作线路1并联，仍然以可变线路2未接触外界刺激液体时导通，接触外界刺激液体后断开为例，在接触外界刺激液体前，可变线路2导通，将天线短路，天线无法正常工作，电子器件无法被识别，在接触外界刺激液体后，可变线路2断开，天线可以正常工作，电子器件能够被识别。

若可变线路2与工作线路1串联，以可变线路2未接触外界刺激液体时断开，接触外界刺激液体后导通为例，在接触外界刺激液体前，可变线路2断开，天线无法正常工作，电子器件无法被识别，在接触外界刺激液体后，可变线路2导通，天线可以正常工作，电子器件能够被识别。

若可变线路2与工作线路1并联，仍然以可变线路2未接触外界刺激液体时断开，接触外界刺激液体后导通为例，在接触外界刺激液体前，可变线路2断开，天线可以正常工作，电子器件可以被识别，在接触外界刺激液体后，可变线路2导通，天线被短路，天线无法正常工作，电子器件无法被识别。

可选地，工作线路1中连接有至少一个电子元件，该电子元件可以为电阻、发光器件、蜂鸣器等。接触外界刺激液体前后的工作状态，可以根据之前所述的图1和图2得知，此处不再进行赘述。

示例性地，可变电路应用于电子器件中，具体为，如图9所示，图9为本发明实施例提供的电子器件的结构示意图二，电子器件包括基材(图中未示出)、位于基材的一面上的芯片4和天线5，天线5与芯片4连接，电子器件还包括屏蔽图案6，屏蔽图案6在基材上的垂直投影至少覆盖芯片4，屏蔽图案包括低熔点金属以及外界刺激液体可溶解的材料。

在接触外界刺激液体前，由于屏蔽图案6的屏蔽作用，将信号遮挡，使得电子器件中的天线5无法正常工作，电子器件无法正常工作，在接触外界刺激液体后，由于屏蔽图案包括低熔点金属以及外界刺激液体可溶解的材料，使得屏蔽图案中的低熔点金属汇聚成一个个小球，无法遮挡信号，电子器件中的天线5可以正常工作，电子器件可以正常工作导通。

可选地，屏蔽图案6中外界刺激液体可溶解的材料为包覆于低熔点金属外的氧化物，氧化物可与酸溶液或者碱溶液发生反应，适用于外界刺激液体为酸溶液或者碱溶液的情况，也适用于外界刺激液体包括水，基材中设置有可溶于水的酸或者碱的情况。

可选地，屏蔽图案6中外界刺激液体可溶解的材料为活性金属颗粒，活性金属颗粒可与酸溶液发生反应，适用于外界刺激液体为酸溶液的情况，也适用于外界刺激液体包括水，基材中设置有可溶于水的酸的情况。

本发明实施例提供了一种可变电路及电子器件，由于该可变电路包括工作线路1以及可变线路2，可变线路2与工作线路1串联或者并联，可变线路2包括低熔点金属和外界刺激液体可溶解的材料，在接触外界刺激液体后，可变线路2的电学状态改变，从而使得可变电路的工作状态改变，进而可以直观地确定可变电路是否接触外界刺激液体。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。