当前位置:网站首页 > 技术资料 > 又一世纪难题被激光设备解决,每年将创造千亿利润!激光设备在柔性电子产品上的应用

又一世纪难题被激光设备解决,每年将创造千亿利润!激光设备在柔性电子产品上的应用

来源:www.laser08.com 时间:2022-05-06 点击:964
在工业规模上制造超薄、柔性/弹性的大型电子元件是一项具有挑战性的任务。柔性电子产品生产的最新成功是基于高效的激光工艺。当激光通过内部吸收边界处的透明基板辐射时,在边界处会发生涉及不同现象的各种物理变化和化学反应。许多基于这些现象的技术具有独特的能力,通过非接触式加工、高产量、可调谐的微观和宏观涂层以及与有机材料的兼容性来生产柔性基板的材料、结构和设备。和无机物。兼容性等。这些技术在柔性激光电子制造中的最新进展集中在激光切割、激光打印和激光转移打印技术方面的重大进展。将讨论这些方法的基本原理和机制,以及该领域的最新发现和见解。这些技术的独特特性以及与柔性电子相关的最新应用也将得到重点介绍。最后,它探讨了这些技术的挑战和未来,从基本力学、设计和新技术到与创新制造概念和单元设计的深度集成。
柔性电子是下一代微电子的主流,提供电子功能,如传统平面集成电路技术,能够在任何曲面上弯曲、收缩、扭曲、拉伸和拉伸其形状。这些特性消除了不同组件材料之间的机械不相容性,并实现了在当前微电子技术中难以实现的创新应用。例如用于临床诊断和治疗的生物集成设备、电子皮肤(e-skin)、能量存储/存储设备和汗液传感器、柔性显示器和RFID标签等。
分层结构可以在许多技术应用中找到,例如航天器、船舶和民用基础设施。近年来,这些结构得到了广泛的研究,特别关注静态和动态行为、机械故障、结构设计和制造。最流行的夹层结构是一种轻质夹层板,它基于两个刚性板,由具有独特机械性能的软泡沫芯隔开。软(柔性)和硬(刚性)材料的多层结构也用于柔性电子和光子学中,以减少通常由功能块组成的刚性层上的应力。
对于柔性电子产品,已经开发了两种主要的微细加工工艺,包括溶液管理方法和真空方法(光刻和底切建模)。当然,前者与柔性基板兼容,可以一步完成功能材料的分层和成型。生产了许多高性能印刷电子设备,包括导电金属线、薄膜晶体管 (TFT) 和压电设备。然而,与传统的微加工工艺相比,电子产品的性能仍然受到功能材料的可加工溶液特性和印刷方法的低分辨率的限制。另一方面,真空微加工技术为制造高性能电子元件提供了一种成熟的方法,但通常与高柔性(聚合物基板)不兼容。理想情况下,灵活的高性能电子系统通常使用组合工艺制造,从具有大量模块的离线制造到芯片大小的敏感组件(例如集成电路、MEMS、传感器和电源)或柔性设备(例如)。传感器)。柔性显示器和 TFT 矩阵)在供体盘上,然后在柔性/弹性基板上。
电子制造的柔性上部路径可以被压实,以将材料、零件和设备从成品/制造的基板转移到柔性基板。转移的最大问题是管理界面状态以适应从供体板/基板转移的元素的不同属性。已经发明了基于减少表面应力的独特组装方法,以考虑到材料性能和几何形状的多样性,从而导致机械性能的巨大差异。在传统的刚性电子元件(例如集成电路芯片)中,它们使用标准的单喷嘴针夹持技术进行运输。随着尺寸与厚度之比的增加,开发了增强型多点针以克服芯片日益增加的灵活性。
但是,这些方法与厚度不超过 50 帕克平方米的物体不兼容。与上述技术相比,印刷转移技术可以处理更薄的物体。这些方法大多基于粘弹性压花,这降低了工艺的可控性。此外,密钥移除过程很容易损坏设备。然而,受害层的攻击,如湿化学攻击和阳极攻击,是控制界面状态的另一种尝试,这种方法效率低、难度大、对环境有害。尽管上述可用方法提供了强大的工具,但可获得的可用材料、几何形状和性能在生产力和工业效率方面都没有限制。这些方法不太可能满足柔性电子产品的工业制造要求,尤其是在大型应用中。
大型、柔性和高性能电子设备的高效组装和生产面临许多挑战,要应对这些挑战,就需要引入创新工艺和技术发展。与传统方法显着不同的激光方法具有独特的优势,例如加工速度快、多材料系统中的材料选择高、操作区域灵活易管理、交互方式非接触、操作区域和操作水平非常局部。控制下。激光可用作热源,在柔性基板上对材料进行退火、烧结和成型,或直接照射材料以改变材料的原始状态。在这些情况下,以前的大量评论中都提到了柔性电子产品的令人印象深刻的进步。
除了直接材料照明,另一种激光处理方法提供了独特的附加可能性。这些方法依赖于通过透明基板照射界面激光,这会导致激光在界面材料中的物理和/或化学反应发生许多变化,并结合许多其他有趣的现象。基于这些现象的几种技术最近在柔性电子设备的生产中取得了重大进展。近年来,随着新技术的发展和应用的不断发展,该领域的发展步伐显着加快。多种先进技术,包括激光提升(LLO)、激光转发(升降机)、激光转移和掩模、激光模具旋转等。
这些技术为柔性电子产品开辟了许多以前其他传统技术无法提供的新应用,包括将人体微小运动转化为电能的强大纳米发电机。 ,用于诊断和治疗人类疾病的柔性电子设备,光电设备/传感器。用于印刷和柔性高密度存储器/TFT阵列的生物可吸收电子产品。本报告介绍了此类技术的最新研究和发展,作为创建柔性电子设备的一种手段。还将讨论一些未来的研究问题和机会。
激光与材料界面相互作用的基本信息
与目标材料的直接激光照射不同,所提出的所有方法都基于从透明基板的界面材料吸收激光辐射。由此产生的各种现象,包括局部变形、相和微观结构变化、熔化/液化、蒸发/烧蚀和分解,主要取决于激光的特性,例如激光的波长、激光通量/强度和期间。脉冲和激光物理学。吸水材料。 .化学性质。根据应用的不同,有以下三种方法: 1) 整形激光束通过透明基板扫描整个界面材料,称为激光撕裂,使基板的顶部薄膜剥离。没有错误的路径。 2)激光通过透明的施主基板照射,使得沉积在施主基板上的材料被转移到接收基板。这种激光辅助打印工艺允许应用和打印许多与传统打印方法不兼容的功能材料。 3)激光脉冲用于检查透明基板与接收基板上的小物体之间的界面的附着力,以使小物体顺利移动。激光转移印刷方法不受基材类型或产品批准的影响,即使在纳米级也能提供最佳的附着力控制、效率和稳定性以及可扩展性。为了实现该技术所需的界面现象,本节介绍了选择合适的激光辐射和活性激光材料的一些方面。
推荐视频/ Recommend videos
相关产品/ Related Products
行业资讯/ Industry information