可延展电子器件通道封装工艺的试验与仿真研究

发布时间：2021-04-21 11:55

　　随着数字化、智能化时代的到来,人机交互正成为电子、机械、医疗等领域的重大挑战。为适应人们对下一代电子产品便携性、柔顺性、人体适用性等方面的进一步需求,柔性及可延展电子电路技术正成为产业界和学界的关注焦点之一。伴随着可延展电子领域的快速发展,多种加工工艺与材料被用于可延展电子器件的制作。由于直接封装（用聚二甲基硅氧烷封装蜿蜒蛇形的金属电极）的工艺具有操作便捷及低成本等优点而被广泛应用。然而,采用这种工艺封装的金属电极会由于硅胶聚合物包裹导致应力集中因而耐久性较差。本文提出一种通道封装的新工艺用以减小拉伸时金属电极所受的应力从而大幅度提升可延展电子器件的拉伸率与耐久性。该工艺首先形成聚乙烯醇薄膜/金属电极/聚乙烯醇薄膜的三明治结构,再利用硅胶聚合物对该结构进行封装,最后溶解包裹金属电极的聚乙烯醇固体以形成一个包裹着金属电极的微通道。由于微通道的存在,金属电极在器件拉伸时能够在通道内发生扭转及滑移,大幅减小了所受应力。实验表明,在50%的拉伸率下重复拉伸20000次,实验样本仍能稳定工作。本文采用该工艺设计制作了可延展LED器件,并对其进行了性能测试,验证了该工艺的可靠性。本文提出的通道封装... 

【文章来源】：华中科技大学湖北省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：61 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 课题来源
    1.2 课题背景及研究意义
    1.3 柔性可延展电子发展概述
    1.4 可延展电子封装工艺研究现状
    1.5 通道封装工艺可行性与市场应用前景
    1.6 本文研究内容及结构框架
2 通道封装工艺设计与试验
    2.1 实验材料的选择
    2.2 通道封装工艺流程与实验样品制备
    2.3 实验样品性能表征
    2.4 本章小结
3 通道封装工艺对电路性能的影响
    3.1 通道封装与直接封装工艺对电路性能影响的对比
    3.2 通道截面尺寸对电路耐久性的影响
    3.3 通道内填充物材料对电路耐久性的影响
    3.4 通道封装工艺的封装材料通用性
    3.5 通道封装样品的可逆回复性
    3.6 本章小结
4 通道封装工艺优化与器件展示
    4.1 通道内置微支撑柱对电路耐久性的影响
    4.2 通道内置微支撑柱对电路电学稳定性的影响
    4.3 通道封装的可延展LED器件展示
    4.4 本章小结
5 有限元模型参数与仿真分析
    5.1 有限元方法介绍
    5.2 可延展结构有限元建模
    5.3 延展过程的仿真分析
    5.4 本章小结
6 总结与展望
    6.1 全文总结
    6.2 研究展望
致谢
参考文献
附录1 攻读硕士学位期间发表论文及其它成果
附录2 试验研究数据


【参考文献】：
期刊论文
[1]可延展柔性光子/电子集成器件及转印技术[J]. 黄银,李海成,陈颖,蔡世生,张迎超,陆炳卫,冯雪.  中国科学:物理学 力学 天文学. 2016(04)
[2]可延展柔性无机微纳电子器件原理与研究进展[J]. 冯雪,陆炳卫,吴坚,林媛,宋吉舟,宋国锋,黄永刚.  物理学报. 2014(01)
[3]柔性电子系统及其力学性能[J]. 许巍,卢天健.  力学进展. 2008(02)



本文编号：3151709