可穿戴電子設(shè)備的快速發(fā)展推動(dòng)了柔性與可拉伸電子技術(shù)的革新，其中絲網(wǎng)印刷因低成本、大面積制備優(yōu)勢(shì)，成為可拉伸互連件制造的關(guān)鍵技術(shù)。光子灣科技的智能網(wǎng)版測(cè)試儀憑借對(duì)網(wǎng)版參數(shù)的精準(zhǔn)檢測(cè)與優(yōu)化，為絲網(wǎng)印刷的質(zhì)量控制提供了重要保障，助力提升可拉伸電子器件的一致性與可靠性。

#Photonixbay.01

研究背景

可穿戴電子產(chǎn)品對(duì)器件柔韌性、拉伸性要求逐漸提高，傳統(tǒng)剛性器件難滿(mǎn)足皮膚貼合、紡織品集成等場(chǎng)景的形變需求，可拉伸電子器件采用彈性基底（如TPU）和柔性導(dǎo)電材料，可承受 15%-20% 應(yīng)變，成為解決方案?？衫鞂?dǎo)電跡線制備中，絲網(wǎng)印刷因適用于銀基油墨、兼具導(dǎo)電性與拉伸性被廣泛應(yīng)用。網(wǎng)版質(zhì)量影響印刷精度與導(dǎo)電性能，智能網(wǎng)版測(cè)試儀可精準(zhǔn)測(cè)量網(wǎng)版參數(shù)，為優(yōu)化工藝、保障質(zhì)量提供支持。

#Photonixbay.02

實(shí)驗(yàn)制備

絲網(wǎng)印刷的應(yīng)變測(cè)試圖案（a）為應(yīng)變測(cè)試而設(shè)計(jì)的模式（b）應(yīng)變?cè)囼?yàn)?zāi)Ｊ降慕z網(wǎng)印刷（c）在 50 μm 厚的 TPU 基材上制造的可拉伸互連的靈活性（d）印刷的可拉伸互連軌跡的光學(xué)顯微鏡圖像

本研究以絲網(wǎng)印刷制備可拉伸電子互連結(jié)構(gòu)，基底為50μm 厚 TPU，具良好熱成型性、耐磨性及表面能，可增強(qiáng)與導(dǎo)電材料的附著力，無(wú)需額外處理；導(dǎo)電材料為商用銀 flakes 基油墨。印刷網(wǎng)版為聚酯絲網(wǎng)（附 500×3000 mm2 鋁框，79 線 /cm，線徑 55μm，開(kāi)口 69μm），絲網(wǎng)印刷前用智能網(wǎng)版測(cè)試儀對(duì)網(wǎng)版參數(shù)進(jìn)行檢測(cè)，再配合75 Shore 硬度方形刮板，經(jīng)兩次油墨沉積后 120℃固化 30 分鐘。

#Photonixbay.03

實(shí)驗(yàn)表征方法

可拉伸互連件的初始電學(xué)與機(jī)電性能表征(a)可拉伸互連的初始薄片電阻直方圖(b)電阻隨應(yīng)變變化示例(c)所測(cè)30個(gè)可拉伸互連點(diǎn)斷裂點(diǎn)的累積分布函數(shù)(d)歸一化電阻隨30個(gè)試樣應(yīng)變性能的箱線圖

電學(xué)性能：用Keithley 2425 源表以?xún)牲c(diǎn)法測(cè)電阻并計(jì)算面電阻；

機(jī)電性能：通過(guò)定制測(cè)試臺(tái)做單軸拉伸，記錄電阻- 應(yīng)變變化及斷裂應(yīng)變；

循環(huán)穩(wěn)定性：借助Instron-4411 試驗(yàn)機(jī)進(jìn)行 1000 次循環(huán)拉伸（10%、15%、20% 應(yīng)變），搭配 iCraft ADC ISO4x 單元記錄電阻恢復(fù)特性；

高頻應(yīng)用驗(yàn)證：利用ANSYS HFSS 仿真結(jié)合 Voyantic Tagformance RFID 測(cè)試儀，評(píng)估 RFID 標(biāo)簽性能。

#Photonixbay.04

實(shí)驗(yàn)結(jié)果

歸一化電阻與應(yīng)變的回歸模型

循環(huán)拉伸測(cè)試的歸一化電阻變化

初始電學(xué)性能：互連件初始面電阻平均36.2 mΩ/□，基于6.4μm 跡線厚度的電導(dǎo)率為 4.31×10? S/m，優(yōu)于多數(shù)同類(lèi)材料，滿(mǎn)足應(yīng)用需求。

機(jī)電性能：單軸拉伸顯示電阻隨應(yīng)變呈非線性增長(zhǎng)，半數(shù)樣品斷裂應(yīng)變?yōu)?strong>74%（定義為電阻導(dǎo)數(shù)dR/dε>5），所有樣品斷裂應(yīng)變均超 50%；提出三次回歸模型 R/R?=64.5269ε3+24.4836ε2+5.759ε+1，適用于 50% 應(yīng)變以?xún)?nèi)的性能預(yù)測(cè)。

循環(huán)穩(wěn)定性：1000 次循環(huán)測(cè)試中，10%、15%、20% 應(yīng)變下電阻分別增至初始值的 2.5、4.3、5.3 倍，去除應(yīng)變后呈時(shí)間依賴(lài)性恢復(fù)，1 分鐘內(nèi)降至 1.5、1.75、2.1 倍，最終穩(wěn)定于 1.3、1.4、1.7 倍，可長(zhǎng)期應(yīng)對(duì)反復(fù)形變。

RFID 標(biāo)簽應(yīng)用：以相同工藝制備的RFID 天線初始面電阻 50 mΩ/□，在 0%、10%、20% 應(yīng)變下性能良好，最大讀寫(xiě)距離9.5 m，仿真與實(shí)測(cè)高度吻合，驗(yàn)證了電阻 - 應(yīng)變模型在高頻應(yīng)用中的有效性。

綜上，本研究通過(guò)絲網(wǎng)印刷技術(shù)成功制備了基于TPU 基底和銀 flakes 油墨的可拉伸互連件。絲網(wǎng)印刷中網(wǎng)版的參數(shù)穩(wěn)定性直接影響器件性能一致性，光子灣科技的智能網(wǎng)版測(cè)試儀通過(guò)對(duì)網(wǎng)版目數(shù)、張力、開(kāi)口精度的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)與校準(zhǔn)，可有效減少印刷誤差，進(jìn)一步提升可拉伸電子器件的制備可靠性。

#Photonixbay.

光子灣智能網(wǎng)板測(cè)試儀

光子灣智能網(wǎng)板測(cè)試儀集成尺寸、缺陷、膜厚、張力檢測(cè)為一體，適用于各種類(lèi)型的絲印網(wǎng)版張力檢測(cè)。采用先進(jìn)的圖像處理技術(shù)和算法，同時(shí)具有測(cè)量及數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析功能，幫助客戶(hù)分析及改善制程。

?

膜厚測(cè)量：精確測(cè)網(wǎng)版、膜材等厚度，集成高精度模塊，自動(dòng)檢測(cè)、存儲(chǔ)分析導(dǎo)出。

張力測(cè)量：數(shù)位式網(wǎng)版張力計(jì)，高精度傳感器，無(wú)損傷檢測(cè)，智能存儲(chǔ)。

缺陷檢測(cè)：檢測(cè)最小分辨率2μm及5μm以?xún)?nèi)的缺陷，AI智能檢測(cè)，自動(dòng)建模型庫(kù)。

尺寸測(cè)量：0.1μm 光柵尺，線寬精度 0.3μm，PT 值 2μm，智能識(shí)別比對(duì)。

光子灣智能網(wǎng)版測(cè)試儀以集成化檢測(cè)能力，憑借高精度與智能化分析，為絲網(wǎng)印刷制備可拉伸電子器件提供了從源頭把控質(zhì)量的關(guān)鍵支撐。未來(lái)，隨著智能網(wǎng)版測(cè)試技術(shù)與絲網(wǎng)印刷工藝的深度融合，可拉伸電子器件有望在醫(yī)療監(jiān)測(cè)、智能紡織品等領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)更廣泛的應(yīng)用。

感謝您本次的閱讀光子灣將持續(xù)為您奉上更多優(yōu)質(zhì)內(nèi)容，與您共同進(jìn)步。

*特別聲明：本公眾號(hào)所發(fā)布的原創(chuàng)及轉(zhuǎn)載文章，僅用于學(xué)術(shù)分享和傳遞行業(yè)相關(guān)信息。未經(jīng)授權(quán)，不得抄襲、篡改、引用、轉(zhuǎn)載等侵犯本公眾號(hào)相關(guān)權(quán)益的行為。內(nèi)容僅供參考，如涉及版權(quán)問(wèn)題，敬請(qǐng)聯(lián)系，我們將在第一時(shí)間核實(shí)并處理。