柔性電路板的曙光——彈性互連技術(shù)
近日，歐洲跨院校微電子中心（位于比利時(shí)的Leuven）和根特大學(xué)（位于比利時(shí)根特）的研究人員設(shè)計(jì)并制造出了一種彈性互連的柔性電路板，這種電路可以實(shí)現(xiàn)伸縮率達(dá)50%～100%，而不影響電阻值。該研究是近期開始的SWEET（嵌入紡織物的可伸縮可洗滌電子電路）項(xiàng)目的一部分，科學(xué)家們希望所研究的可伸縮互連技術(shù)能夠形成具有彈性的、可洗滌的電子電路和器件，以便將其植入皮膚下或者集成到衣服和其他織物內(nèi)。
“對(duì)于生物醫(yī)學(xué)和紡織類應(yīng)用而言，如果電子電路不僅可以彎曲，而且具有彈性，那么使用者的舒適程度就會(huì)大大增強(qiáng)。” 研究人員說，“生物醫(yī)學(xué)應(yīng)用主要包括在皮膚下植入電子器件。”彈性點(diǎn)到點(diǎn)互連技術(shù)主要是一個(gè)基于二維彈簧形金屬線的互連器件模型，嵌在一種高彈性的樹脂薄膜內(nèi)。
通過在一種彈性基礎(chǔ)材料上嵌入馬蹄形的金屬線可以實(shí)現(xiàn)可伸縮式互連
將感光耐蝕膜通過旋轉(zhuǎn)噴涂的方式涂在銅箔上，再通過馬蹄形光掩模板刻蝕出圖案，這種形狀相比其他形狀（例如橢圓形）能夠減少46%的拉力。另外，將每條導(dǎo)線分成四條并行導(dǎo)線的方式也增大了電路的彈性，不影響性能。
在電路表面電鍍一層4μm厚的黃金，然后鍍一層2μm厚的金屬鎳，以便將端接線焊接在互連線兩端的PAD上。然后，將這種互連電路嵌入一種 0.5mm厚的彈性聚合物內(nèi)，就可以得到3cm長的互連線路。
實(shí)驗(yàn)過程中，研究人員通過拉伸這種互連線路，使其金屬線斷裂而出現(xiàn)電氣失效。研究人員在兩種角度下測試了這種互連線路的彈性——0°（HO）和30°（H30）。最好的測試結(jié)果出現(xiàn)在一個(gè)H30樣品上，它在失效前能夠從3cm拉伸到6cm，拉伸了100%。
研究人員已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了50%以上的可能伸縮性，還驗(yàn)證了嵌入其他元件的可能性。
一般來看，H30樣本（馬蹄形）比H0實(shí)驗(yàn)樣本具有更好的性能，它能夠達(dá)到72%的平均拉斷伸長率，而H0樣本只有52%。值得注意的是，在所有失效情況下，當(dāng)拉伸率恢復(fù)0%時(shí)，互連線路的電導(dǎo)值都能夠恢復(fù)。
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