在NextFlex研发联盟位于美国硅谷的制造研究中心,柔性混合电子技术正展开从实验室走向市场的崭新旅程。该制造研究中心是在2015年底成立的,募集了大约1.65亿美元的私人和公共资金,用于推动结合柔性基板印刷电路和超薄芯片的技术进展。

多达50种产品展现柔性电子在横跨航空、消费电子、医疗保健、机器人和工业自动化方面的成果。这些成果来自于波音(Boeing)和通用电气(GE)等久负盛名的巨擘、大型合约制造商Flex和Jabil以及众多学术研究部门,各单位均试图在该新兴技术领域挖掘属于自己的利基市场。

美国空军(U.S. Air Force)算是早期采用者,它与NextFlex连手进行大约9项研究计划。根据一名美国空军研究人员描述,在NextFlex所进行的研究任务将有助于加速使这一技术成熟。该中心大约有80家成员的商业计划正在进行中。

NextFlex执行董事Malcolm Thompson表示:“我们的进展十分顺利,现在已经不再仅仅忙着与研发团队打交道,业务部门也正紧锣密鼓地搭建中。”

美国空军材料与制造部门执行总监Charles Ormsby说:“我们有50名人员服务于9个NextFlex项目小组,并提供了230万美元的资金。”

美国空军的目标是使用柔性混合电子,为飞行员和飞机打造实时显示器,以监测其健康情况。柔性混合电子也将用于控制电子装置,减轻从小型无人机到最大商用飞机等各种设备的重量。

波音研究集团电子技术总监Per Beith说:“哪怕只是为55万磅重的波音787梦幻客机减轻1%的重量,也已经相当于一辆车的重量了,并可为整个飞机机队节省数十亿美元的支出。柔性电子将创造一场使我们更成功的革命!”

柔性电子扩展新应用

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Jabil展示柔性的塑料电路板,使用印刷在柔性基板上的导线和电路,以及安装在其上的超薄型芯片。

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另一项Jabil的化妆品应用采用1.5V的柔性印刷电池。

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GE展示在NextFlex研制的两代心电图(ECG)传感器原型;最新一代(图上)可将电阻刻入塑料基板。GE希望能用于在近几年内生产商用且可重复使用的电子医疗贴片,并在5年内发展出够便宜且可一次性使用的产品。

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波音公司展示几种类型的飞机印刷天线,如图中所示的10GHz产品。波音和美国空军都在实验能装进飞机机翼的适形天线(conformal antenna)。

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合约制造商Flex展示一款带ECG传感器的加热运动衫,其中编织进柔性照明和加热组件。这种柔性加热组件也已经开始用于汽车后视镜和滑雪护目镜了。

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美国史丹佛大学学生展示一款包覆一连串传感器的机器手臂,使其得以在行进中进行侦测与避开物体。

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Auburn展示一款安全腕带,可用于监测在危险情况下工作的人员。目前的设计采用聚酰亚胺基板,但该团队也正研究如何在其它塑料基板上使用增层印刷以利电路布局。

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亚德诺(ADI)展示使用涂层柔性电路的双面ECG传感器。该公司还讨论了各种挑战,包括如何使柔性设计的成本够低以实现商用,以及寻找能够承受高温组装过程的生物兼容粘着剂与柔性材料等。

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NextFlex位于美国加州圣荷西的实验室

(原文发表于Aspencore旗下EDN姐妹媒体EE Times;参考链接:9 Views of Flexible Electronics;EET Taiwan编译)

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