随着5G、大数据及万物互联技术的普及,柔性电子技术被赋予了更加广阔的应用空间。该领域一直以来的一个研究焦点是如何解决器件延展率和功能密度相互制约的难题。尤其是当柔性电子器件经过封装后,如何使其保持较高的延展率,是一个亟需克服的挑战。
为提升无机柔性电子器件的延展率,前人提出了“岛-桥”导线、蛇形导线、分型导线及三维螺旋导线等设计策略,但是这些策略在增加器件延展性的同时,是以降低器件的功能密度为代价(覆盖率一般<80%)。前人也提出了将单层电路进行折叠和层叠,提高柔性电子器件功能密度。但是,在经过封装后,由于封装材料对导线变形的约束作用,为保持一定的延展率,其系统覆盖率在此前研究中最高达到~76%,很难进一步提高。

图1 网格封装策略及其与传统固体封装在延展率方面的对比 A.双层网格封装蛇形导线;B,C:网格封装与固体封装后最大弹性延展率对比及循环拉伸实验结果;D,E:一个基于叠层网格集成策略的五层柔性电子器件示例

图2. 基于网格封装的柔性电子器件参数分析及应用实验 A,B:网格封装蛇形导线参数分析及变形机理;C:实现的小型化多功能无线柔性电子器件实物图;D:本研究与之前报道工作覆盖率和延展率对比;E:无线鼠标推箱子应用演示

图3. 该研究被选为《科学进展》当期封面及实现的高集成度小型化柔性电子器件三维图
来源:清华新闻网
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