電路制備如何拉伸

近期，加州大學(xué)圣巴巴拉分校的研發(fā)人員基于傳統(tǒng)制備工藝，實現(xiàn)了多層可拉伸電路的制備，并成功制備了LED陣列的可拉伸化。這種工藝不但可以實現(xiàn)高達260%的最大拉伸效率，同時基于傳統(tǒng)工藝結(jié)合制備的方式也有非常大的商業(yè)化潛力。

圖 1 三維可拉伸電路板結(jié)構(gòu)和LED陣列顯示過程——多層電路的制備與測試，（a）LED和晶體管陣列l(wèi)ayout圖，（b）可拉伸電路的電路層級圖，（c）在硬質(zhì)襯底上進行的功能測試效果圖，（d，e，f）交差金屬絕緣隔離結(jié)構(gòu)側(cè)視圖和顯微鏡圖，（g，h，i）多層金屬上下穿孔連接結(jié)構(gòu)測試圖和顯微鏡圖片

圖2硅膠封裝的過程結(jié)構(gòu)示意圖。（a）在硬質(zhì)基底上進行硅膠封裝示意圖，（b）將硅膠封裝后的可拉伸電路部分從PMMA硬質(zhì)基底上進行分離，以及（c）分離后獲得的器件整體照片，（d）單個顯示單元的放大圖片，可以清晰看到LED陣列和晶體管，并且進一步放大后可以清晰看到電路絕緣交差部分（e）和上下穿孔部分（f）的細節(jié)圖。

圖3 使用3D可拉伸電路工藝制備的可變形的LED陣列。這種工藝制備的顯示陣列可以實現(xiàn)任意的形狀變化，并且不會影響其功能性展示。

邏輯電路都要涉及到電路板的設(shè)計與制備。傳統(tǒng)電路板多為剛性印刷電路板（PCB），是由多層金屬電路組成，并且電路之間通過絕緣層和孔道進行隔絕和連通。然而，隨著可穿戴市場的快速發(fā)展，未來對于可穿戴產(chǎn)品的要求是能夠?qū)崿F(xiàn)柔性、可拉伸，以及與人體表面的良好的界面接觸等特性，而傳統(tǒng)的剛性電路板難以滿足這些需求，研發(fā)符合這些需求的柔性電路板就顯得尤為迫切。目前的柔性電路工藝都會涉及到復(fù)雜的材料和工藝，所制備的柔性電路的穩(wěn)定性和可靠性都難以滿足未來的需求。另外，缺乏可靠的制造工藝，目前制備的柔性電路多集中于單層導(dǎo)電電路的制備，還不能實現(xiàn)復(fù)雜的電路集成。例如，即使最簡單的功能有源矩陣也需要至少兩層可拉伸電路集成。因此，目前存在迫切的需求用來開發(fā)多層的柔性電路。
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