电路制备如何拉伸

近期，加州大学圣巴巴拉分校的研发人员基于传统制备工艺，实现了多层可拉伸电路的制备，并成功制备了LED阵列的可拉伸化。这种工艺不但可以实现高达260%的最大拉伸效率，同时基于传统工艺结合制备的方式也有非常大的商业化潜力。

图 1 三维可拉伸电路板结构和LED阵列显示过程——多层电路的制备与测试，（a）LED和晶体管阵列layout图，（b）可拉伸电路的电路层级图，（c）在硬质衬底上进行的功能测试效果图，（d，e，f）交差金属绝缘隔离结构侧视图和显微镜图，（g，h，i）多层金属上下穿孔连接结构测试图和显微镜图片

图2硅胶封装的过程结构示意图。（a）在硬质基底上进行硅胶封装示意图，（b）将硅胶封装后的可拉伸电路部分从PMMA硬质基底上进行分离，以及（c）分离后获得的器件整体照片，（d）单个显示单元的放大图片，可以清晰看到LED阵列和晶体管，并且进一步放大后可以清晰看到电路绝缘交差部分（e）和上下穿孔部分（f）的细节图。

图3 使用3D可拉伸电路工艺制备的可变形的LED阵列。这种工艺制备的显示阵列可以实现任意的形状变化，并且不会影响其功能性展示。

逻辑电路都要涉及到电路板的设计与制备。传统电路板多为刚性印刷电路板（PCB），是由多层金属电路组成，并且电路之间通过绝缘层和孔道进行隔绝和连通。然而，随着可穿戴市场的快速发展，未来对于可穿戴产品的要求是能够实现柔性、可拉伸，以及与人体表面的良好的界面接触等特性，而传统的刚性电路板难以满足这些需求，研发符合这些需求的柔性电路板就显得尤为迫切。目前的柔性电路工艺都会涉及到复杂的材料和工艺，所制备的柔性电路的稳定性和可靠性都难以满足未来的需求。另外，缺乏可靠的制造工艺，目前制备的柔性电路多集中于单层导电电路的制备，还不能实现复杂的电路集成。例如，即使最简单的功能有源矩阵也需要至少两层可拉伸电路集成。因此，目前存在迫切的需求用来开发多层的柔性电路。
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