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柔性電路板的曙光——彈性互連技術(shù)

文章來源:PCB信息網(wǎng)作者:李希勇 查看手機網(wǎng)址
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人氣:6545發(fā)布日期:2015-05-07 08:48【

  近日,歐洲跨院校微電子中心(位于比利時的Leuven)和根特大學(xué)(位于比利時根特)的研究人員設(shè)計并制造出了一種彈性互連的柔性電路板,這種電路可以實現(xiàn)伸縮率達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大大增強。” 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。”彈性點到點互連技術(shù)主要是一個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)。

柔性電路板

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。
  實驗過程中,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)實現(xiàn)了50%以上的可能伸縮性,還驗證了嵌入其他元件的可能性。
  一般來看,H30樣本(馬蹄形)比H0實驗樣本具有更好的性能,它能夠達到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,互連線路的電導(dǎo)值都能夠恢復(fù)。

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