广告

日本利用金和水蒸气等离子体改进柔性电子器件的制造

2021-12-31 11:40:29 日本理化学研究所 阅读:
随着电子设备变得越来越小,以及对可弯曲、可穿戴和皮肤电子设备的需求增加,构建这些设备的传统方法已变得不切实际。最大的问题之一是如何连接和集成多个设备或设备的各个部分,每个设备都位于单独的超薄聚合物薄膜上。使用粘合剂层将电极粘在一起的传统方法会降低柔韧性,并且需要对超薄电子设备造成损害的温度和压力。可以使用直接金属对金属键合的传统方法,但需要非常光滑和干净的表面,这在这些类型的电子产品中并不常见。

随着电子设备变得越来越小,以及对可弯曲、可穿戴和皮肤电子设备的需求增加,构建这些设备的传统方法已变得不切实际。最大的问题之一是如何连接和集成多个设备或设备的各个部分,每个设备都位于单独的超薄聚合物薄膜上。使用粘合剂层将电极粘在一起的传统方法会降低柔韧性,并且需要对超薄电子设备造成损害的温度和压力。可以使用直接金属对金属键合的传统方法,但需要非常光滑和干净的表面,这在这些类型的电子产品中并不常见。gC0ednc

日本理化学研究所新兴物质科学中心(CEMS)和日本理化学研究所开创性研究集群(CPR)的研究人员开发了一种技术,可以提高超薄电子产品的柔韧性,例如用于可弯曲设备或服装的电子产品。 该研究发表在《Science Advances》杂志上,详细介绍了使用水蒸气等离子体将固定在单独的超薄聚合物薄膜上的金电极直接粘合,无需粘合剂或高温。gC0ednc

由 RIKEN CEMS/CPR 的 Takao Someya 领导的一组研究人员开发了一种新方法来保护这些连接,该方法不使用粘合剂、高温或高压,并且不需要完全光滑或干净的表面。事实上,这个过程在室温下只需要不到一分钟,然后等待大约 12 小时。这种称为水蒸气等离子体辅助粘合的新技术在使用热蒸发器印刷成超薄(千分之二毫米)聚合物片的金电极之间形成稳定的粘合。gC0ednc

gC0ednc

(A) 2 μm 厚聚对二甲苯基板上的蒸发金表面暴露于水蒸气等离子体。(B) 水蒸气等离子体处理金的粘合是通过将两个基板重叠并将它们在环境空气中存放几秒钟到几小时而不施加任何压力或热量来实现的。来源:日本理化学研究所gC0ednc

RIKEN CEMS/CPR 的高级研究科学家 Kenjiro Fukuda 说:“这是首次展示了在没有任何粘合剂的情况下制造的超薄柔性金电子产品。” “使用这种新的直接键合技术,我们能够制造出灵活的有机太阳能电池和有机 LED 的集成系统。” 实验表明,水蒸气等离子辅助粘合的性能优于传统的粘合剂或直接粘合技术。特别是,粘合的强度和一致性比标准表面辅助直接粘合实现的要大。同时,这种材料与弯曲表面的贴合度更高,并且比使用标准粘合剂技术所能达到的效果更耐用。gC0ednc

根据Fukuda的说法,该方法本身非常简单,这或许可以解释为什么他们偶然发现了它。将金电极固定到聚合物片上后,使用机器将片的电极侧暴露在水蒸气等离子体中 40 秒。然后,将聚合物片压在一起,使电极在正确的位置重叠。在室温下等待 12 小时后,它们就可以使用了。该系统的另一个优点是,在使用水蒸气等离子体活化后,但在粘合在一起之前,薄膜可以在真空包装中储存数天。在考虑订购和分发预激活组件的可能性时,这是一个重要的实际方面。gC0ednc

gC0ednc

在不同的超薄基板上制造一个 OPV、一个 OLED 和五个布线膜,然后使用 WVPAB 进行集成。在这张照片中,集成系统被包裹在一根棍子上(半径为 10 毫米)。来源:日本理化学研究所gC0ednc

作为概念证明,该团队集成了超薄有机光伏和 LED 光模块,这些模块印刷在单独的薄膜上,并通过五个额外的聚合物薄膜连接。这些设备经受住了广泛的测试,包括缠绕在棍子上以及被弄皱和扭曲到极致。此外,LED 的功率效率没有受到处理的影响。该技术还能够将预封装的 LED 芯片连接到柔性表面。gC0ednc

“我们希望这种新方法能够成为下一代可穿戴电子设备的灵活布线和安装技术,可以附着在衣服和皮肤上,”Fukuda说。“下一步是开发这项技术,用于更便宜的金属,如铜或铝。”gC0ednc

Demi Xia编译gC0ednc

责编:DemigC0ednc

  • 微信扫一扫
    一键转发
  • 最前沿的电子设计资讯
    请关注“电子技术设计微信公众号”
  • 深圳允许完全自动驾驶车辆上路,主驾无需坐人 据EDN电子技术设计引援央视财经报道,从8月1日开始,《深圳经济特区智能网联汽车管理条例》正式实施,智能网联汽车列入国家汽车产品目录或者深圳市智能网联汽车产品目录,这也让深圳成为了国内首个允许L3级别自动驾驶车辆合法上路的城市。
  • 理想ONE高速起火烧成光架,其1.2T三缸增程器曾被指隐藏 近期,网络平台上发布了一段理想ONE在行驶过程中,车辆出现起火的视频内容。现场拍摄的灭火后图片显示,该轿车过火后仅剩骨架,车辆前部增程器位置受损严重,车辆尾门已经在过火后从车身主体脱落。此前,曾有国内汽车媒体对一台行驶了10万公里的理想ONE的东安1.2T三缸增程发动机进行拆解,被指隐藏暗病。
  • 上海微系统所使用石墨烯纳米带研制出世界上最小尺寸的 非易失性相变随机存取存储器(PCRAM)被认为是大数据时代新兴海量存储的有希望的候选者之一。然而,相对较高的编程能量阻碍了 PCRAM 中功耗的进一步降低。利用石墨烯的窄边接触可以有效降低每个电池中相变材料的活性体积,从而实现低功耗运行。
  • 可解决工业自动化和IIoT挑战的MCU 工业自动化和工业物联网(IIoT)设计人员的性能要求不断变化。就MCU而言,他们希望获得更快的处理速度、更多的内存、更好的连接性和更多的安全功能。
  • 我国建成开通5G基站数达185.4万个 工信部近日透露,截至2022年6月底,中国5G基站数达到185.4万个,其中二季度新增基站近30万个,已建成全球规模最大、技术领先的网络基础设施,实现“县县通5G、村村通宽带”。。
  • 第三代半导体——碳化硅材料之制程与分析 SiC功率电子是加速电动车时代到来的主要动能。以SiC MOSFET取代目前的Si IGBT,不仅能使电力移转时的能源损耗降低80%以上,同时也可让芯片模块尺寸微缩至原本的1/10,达到延长电动车续航里程及缩短充电时间的功效。
  • 开源软件真的可靠吗? 乍看之下,采用开源软件似乎是个不错的办法,但归根究底,开源软件有几个特性可能会使其变得“邪恶”...
  • GaN是否可靠? GaN产业已经建立一套方法来保证GaN产品的可靠性,因此问题并不在于“GaN是否可靠?”,而是“如何验证GaN的可靠性?”
  • 国际象棋机器人Chessrobot夹断对手手指,意外还是设计缺 据悉,在7月19日的莫斯科国际象棋公开赛期间,一位7岁小男孩疑似因提前走子犯规手,意外被“对手”国际象棋机器人Chessrobot夹住手指,造成指骨骨折,该事件登上了热搜榜。该男孩是莫斯科9岁以下最强的30位棋手之一。
  • MIT研究人员发现了一种性能比硅更好的半导体材料 硅是地球上最丰富的元素之一,其纯净形式已成为许多现代技术的基础,从太阳能电池到计算机芯片,但硅作为半导体的特性远非理想。现在,来自 MIT、休斯顿大学和其他机构的一组研究人员发现了一种称为立方砷化硼的材料,这种材料可以克服硅的上述两个限制。其为电子和电洞提供了高迁移率,并具有优良的热导率。研究人员表示,这是迄今为止发现最好的半导体材料,在将来也可能说是最好的材料。
  • 增强型GaN HEMT的漏极电流特性 增强型GaN基高电子迁移率晶体管(HEMT)已经采用两种不同的结构开发出来。这两种增强型结构是金属-绝缘层-半导体(MIS)结构和栅极注入晶体管(GIT)结构。MIS结构具有受电压驱动的小栅极漏电流,而GIT则具有脊形结构和高阈值电压。两者也都有一些缺点。MIS对栅极干扰的可靠性较低,阈值电压较低,而GIT的栅极开关速度较慢,栅极漏电流较大。
  • M2 Pro 和 M2 Max 或是苹果首款采用台积电3nm 工艺的 M1 Pro 和 M1 Max 最多可配置 10 核 CPU 和 32 核 GPU。借助 M2 Pro 和 M2 Max,Apple 有望突破这一门槛,为这两个领域带来更多的核心数量。目前M2 Pro相关的爆料很少,但据称M2 Max 有12 核 GPU 和 38 核 GPU。12 核 CPU 将包括 10 个性能核心和两个能效核心。
广告
热门推荐
广告
广告
EE直播间
在线研讨会
广告
广告
面包芯语
广告
向右滑动:上一篇 向左滑动:下一篇 我知道了