Гибкие соединения для мягкой электроники
Современные гаджеты сделаны из твердых материалов. В традиционной электронике в схемах с многослойной архитектурой для соединения слоев обычно используют отверстия. Однако некоторые электронные приборы, например изгибающиеся дисплеи ноутбуков и смартфонов, или оборудование для мониторинга здоровья больных требуют мягкой электроники. А вот для нее используют способы соединения гибких и растягивающихся электронных схем, где применяются мягкие проводники тока.
В стандартных технологиях при создании рисунка электронной схемы на плату наносят светочувствительный слой так называемого фоторезиста. Затем его затеняют маской с рисунком и облучают ультрафиолетом, чтобы зафиксировать рисунок. Следы краев маски на фоторезисте обычно оказываются ступенчатыми. Это вредит качеству плат, так как затем капли из отвердевшего металла, которые формируют схемные соединения, оседают в виде вертикальной лесенки.
Исследователи группы, руководимой профессором кафедры машиностроения Политехнического университета Вирджинии Майклом Бартлеттом (Michael Bartlett), разработали новый метод получения соединений для мягких печатных плат. Он обеспечивает надежное прохождение электрического тока между гибкими слоями, тесно уложенными в плате друг на друга. Здесь не нужно сверлить отверстия, которые при деформации материала могут изменять свою форму.
Ученые использовали вредную лесенку, чтобы сформировать непрерывное и гибкое соединение прилежащих к друг другу слоев платы с помощью микрокапель жидкого металла. Физики научились направленно и контролируемо создавать ступеньки из связанных капель внутри еще не отвержденного утрафиолетом фоторезиста, а затем отверждать их внутри него. Метод даже дает возможность создавать гибкие схемы сложной архитектуры со множеством проводящих ток каналов и связывать слои в разных плоскостях.
Профессор отмечает, что новая технология также пригодится для создания удобоносимых устройств и распространения электронных приборов, которые могут растягиваться, сгибаться и скручиваться, сохраняя свою высокую функциональность. Метод универсален и подойдет для разных типов материалов. Статья о нем опубликована в журнале Nature Electronics.