Вирджинский технологический университет представил передовую методику для разработки гибких электронных компонентов, применимых в разнообразных устройствах, таких как мобильные телефоны, носимые гаджеты и медицинская аппаратура. Проект фокусируется на схемах, которые обеспечивают функциональность всех электронных соединений внутри.
Эта новейшая технология опирается на использование микрокапель жидкого металла для создания ступенчатой структуры, формирующей миниатюрные проводящие каналы, известные как переходные отверстия. Эти отверстия позволяют устанавливать электрические соединения без необходимости сверления оборудования, как это происходило в прежних методах.
«Этот прогресс открывает перед нами захватывающие перспективы, такие как мягкая робототехника, носимые устройства и электроника, способная растягиваться, сгибаться и скручиваться, оставаясь при этом высокофункциональной», — отмечает Майкл Бартлетт, ведущий исследователь и доцент кафедры машиностроения.
Основным автором работы выступает Дон Хэ Хо, научный сотрудник под руководством Бартлетта. К исследованию также присоединились Лин Ли, доцент из Пенсильванского университета, и Чэньхао Ху, аспирант из группы Ли.
Ранее команда Бартлетта разработала мягкие схемы, заменяющие традиционные жёсткие материалы гибкими электронными композитами и крошечными, проводящими ток жидкометаллическими каплями. Это направление в электронике активно развивается, придавая устройствам новую степень износостойкости.
В текущем проекте исследователи решают задачу многослойных плат, особенно в части прохождения токов между переплетающимися слоями. Это имеет значение для эффективной работы электроники в стеснённых пространствах, где расположены платы.
Новая разработка позволяет обходиться без отверстий, применяя микрокапли для создания мягких переходов и планарных соединений, обеспечивая надёжные связи между слоями схем. Процесс включает в себя контролируемое рассеивание капель под воздействием ультрафиолета во время затвердевания фотосмолы, что способствует формированию ступенчатой структуры для аккуратной сборки капель.
Этот инновационный подход крайне универсален, так как жидкометаллические переходы и межсоединения могут быть адаптированы к различным материалам. Эта технология позволяет многократно старить подход к изготовлению и создавать всё более сложные многослойные структуры.
«Используя данные краевые эффекты, которые ранее вызывали проблемы, мы можем теперь конструировать гибкие проводящие переходы, соединяющие различные слои схем быстро и параллельно. Мы способны достигать этого, сохраняя при этом гибкость и целостность структуры», — пояснил Хо.
«Интегрируя такие плоскостные слои, мы можем создавать сложные многослойные архитектуры гибкой электроники. Это открывает горизонты для новых форм мягких систем, где множественные переходы и соединения создаются одновременно и точно контролируемым образом. Это имеет ключевое значение для развития этой области», — добавил Бартлетт.
Источник: iXBT
