Leiterplattentechnisch - Wie viel wissen Sie über die gängigen Werkstoffe/Anwendungsfelder der flexiblen Elektronik von FPC?

Flexible Elektronik ist eine Technologie, die anorganische/organische Geräte zu flexibles Substrats um Schaltkreise zu bilden. Im Vergleich zur herkömmlichen Silizium-Elektronik, Flexible Elektronik bezieht sich auf elektronische Dünnschicht-Geräte, die gebogen werden können, gefaltet, verdreht, komprimiert, gedehnt, und sogar in jede Form verformt, aber trotzdem hocheffiziente optoelektronische Leistung beibehalten, Zuverlässigkeit, und Integration.

Länder wie die Vereinigten Staaten, Japan, Südkorea und andere Länder haben flexible Elektronikprojekte strategisch umgesetzt, und sie werden einen schnellen Wachstumstrend in hochpräzisen Feldern für eine lange Zeit beibehalten. Dies ist auch eine historische Chance, die mein Land zu ergreifen versuchen sollte..
Was sind die am häufigsten verwendeten Materialien für flexible Elektronik in FPC-Fabriken?

01 flexibles Substrat

Um die Anforderungen flexibler elektronischer Geräte zu erfüllen, Eigenschaften wie Leichtigkeit, Transparenz, Flexibilität und Dehnbarkeit, Isolierung und Korrosionsbeständigkeit sind Schlüsselindikatoren für flexibles Substrats.

Common flexible materials include: polyvinyl alcohol (PVA), polyester (PET), polyimide (PI), polyethylene naphthalate (PEN), Papierblätter, Textilien, etc.

Polyimid Material hat die Vorteile der hohen Temperaturbeständigkeit, niedrige Temperaturbeständigkeit, chemische Beständigkeit und gute elektrische Eigenschaften. Es ist das potenzialste Material für flexible Elektronik. Nur bei der Auswahl von flexibles Substrats, zusätzlich zu den Eigenschaften der hohen Temperaturbeständigkeit, die flexibles Substrat Lichtdurchlässigkeit, Oberflächenrauheit und Materialkosten sind alle Faktoren, die bei der Auswahl zu berücksichtigen sind.

Polydimethylsiloxane (PDMS) is also a widely recognized flexible material. Zu seinen Vorteilen zählen Bequemlichkeit und einfache Verfügbarkeit, stabile chemische Eigenschaften, Transparenz und gute thermische Stabilität. Besonders unter ultraviolettem Licht, Die Unterscheidungsmerkmale von Adhäsion und Nicht-Adhäsion machen die Oberfläche leicht zu haften auf elektronischen Materialien.
Obwohl PET eine niedrige Umwandlungstemperatur hat, zwischen 70 und 80°C, PET ist preiswert und hat eine gute Lichtdurchdringung. Es ist ein sehr kostengünstiges Material für transparente leitfähige Folien.

02 Metal Material
Metal materials are generally conductive materials such as gold, Silber und Kupfer, die hauptsächlich für Elektroden und Drähte verwendet werden. Für moderne Druckverfahren, Leitfähige Nanotinten werden meist als leitfähige Materialien verwendet, einschließlich Nanopartikel und Nanodrähte. Neben guter elektrischer Leitfähigkeit, Metallnanopartikel können auch in dünne Filme oder Drähte gesintert werden

03Organische Materialien

Großflächige Drucksensor-Arrays sind sehr wichtig für die Entwicklung von tragbaren Sensoren in der Zukunft. Drucksensoren basierend auf piezoresistiven und kapazitiven Signalmechanismen verfügen über Signalübersprache, was zu ungenauen Messungen führt. Dieses Problem ist zu einer der größten Herausforderungen bei der Entwicklung tragbarer Sensoren geworden.

Durch die perfekte Signalumwandlung und Verstärkungsleistung des Transistors ist es durch den Einsatz des Transistors möglich, Signalübersprache zu reduzieren. Daher konzentriert sich eine Menge Forschung auf dem Gebiet der Wearable Sensors und künstlichen Intelligenz darauf, wie große flexible drucksensitive Transistoren hergestellt werden können.

Die p-Typ Polymermaterialien, die traditionell in der Feldeffekttransistorforschung verwendet werden, sind hauptsächlich Thiophen Polymere, und das erfolgreichste Beispiel ist das Poly(3-Hexylthiophen) (P3HT)-System. Naphthalinetetraamid und Perylenetetraamid zeigen eine gute n-Typ-Feldeffektleistung und sind die am weitesten untersuchten n-Typ-Halbleitermaterialien und werden in kleinen Molekül n-Typ-Feldeffekttransistoren weit verbreitet.

04Inorganic semiconductor materials
Inorganic semiconductor materials represented by ZnO and ZnS have shown broad application prospects in the field of wearable flexible electronic sensors due to their excellent piezoelectric properties.

Zum Beispiel, Es wurde ein flexibler Drucksensor entwickelt, der mechanische Energie direkt in optische Signale umwandelt. Diese Matrix nutzt die Photolumineszenz-Eigenschaften von ZnS:Mn Partikeln.

Der Kern von Lizhi Luminescence ist Photonenemission verursacht durch piezoelektrischen Effekt.

Das elektronische Energieband des piezoelektrischen ZnS erzeugt einen Squeeze-Effekt unter Druck, um eine Neigung zu erzeugen, die Anregung von Manganionen fördern kann, und der anschließende Entanregungsprozess emittiert gelbes Licht.

05Carbon material
Carbon materials commonly used in flexible wearable electronic sensors include carbon nanotubes and graphene. Kohlenstoff nanotubes haben die Eigenschaften der hohen Kristallinität, gute elektrische Leitfähigkeit, große spezifische Fläche, Mikroporengröße kann durch den Syntheseprozess gesteuert werden, und die spezifische Oberflächennutzungsrate kann 100%erreichen.

Graphen hat die Eigenschaften von Licht, dünn, transparent und gute elektrische und thermische Leitfähigkeit. Es hat extrem wichtige und breite Anwendungsperspektiven in Sensorik, Mobilfunk, Informationstechnologie und Elektrofahrzeugen;

Bei der Anwendung von Kohlenstoff-Nanoröhrchen, dem leitfähigen Polymersensor, der durch den Verbund von mehrarmigen Kohlenstoff-Nanoröhrchen und Silber erhalten wird und durch Drucken unter 140% Dehnung erhalten wird, ist die Leitfähigkeit immer noch so hoch wie 20S/cm.

Wenn Kohlenstoff-Nanoröhren und Graphen in Kombination verwendet werden, können hoch gestreckte transparente Feldeffekttransistoren vorbereitet werden. Es kombiniert Graphen/einwandige Kohlenstoff-Nanoröhrenelektroden und einwandige Kohlenstoff-Nanoröhrengitterkanäle mit einer gewellten anorganischen dielektrischen Schicht. Aufgrund der Anwesenheit der gewellten Aluminiumoxid-dielektrischen Schicht, gibt es keine Änderung des Abflussstroms unter mehr als 1.000 dehnbar-diastolischen Zyklen von 20% Amplitude und zeigt gute Nachhaltigkeit

Anwendungsbereiche der flexiblen Elektronik

01flexible electronic display

Das flexible elektronische Display ist ein brandneues Produkt, das auf der flexiblen elektronischen Technologieplattform entwickelt wurde. Es ist ein variables und biegbares Anzeigegerät aus weichen Materialien. Derzeit können flexible Anzeigemodi (elektronische Papiertechnologie, LCD, OLED, etc.) auf Anzeigegeräten realisiert werden, die auf flexiblen Substraten hergestellt werden, wie beschreibbare E-Books, U-Plattenkapazitätsanzeige usw.

02 Flexible Energie storage
Flexible Energie storage is an emerging energy storage technology that makes organic/anorganische Materialien elektronische Geräte auf flexible/duktile Kunststoffe oder dünne Metallsubstrate. Mit seiner einzigartigen Flexibilität/Duktilität und hocheffizienter und kostengünstiger Herstellungsprozess, es wird in Informationen verwendet, energy, Medizinische, Nationale Verteidigung und andere Bereiche haben breite Anwendungsaussichten, und wurden erfolgreich in flexiblen elektronischen Displays eingesetzt, organische Leuchtdioden OLED, gedruckte RFID, Dünnschicht-Solarmodule, und elektronische Oberflächenverklebung.

Zum Beispiel wird ein faltbarer 210 mAh/Stunden Akku von Samsung in Wearables verwendet. Die Dicke der Batterie selbst kann 0,3 mm dick sein, die 50.000-mal am Handgelenk einer Person gebogen und gefaltet werden kann. Es gibt kein Versagen.

03Flexible Medical Electronics
The basic feature of flexible medical electronics is to integrate various electronic components on a flexibles Substrat eine hautähnliche flexible Leiterplatte, die hohe Flexibilität und Elastizität wie Haut hat.

Flexible medizinische Elektronik kann auf natürliche Weise mit menschlichen Geweben für eine lange Zeit integriert werden, kann medizinische Indikatoren wie Körpertemperatur, Atmung, Blutdruck, EKG usw. genau messen und Echtzeit-Basisdaten für medizinische Big Data-Behandlungen bereitstellen.

04 flexible Leiterplatte
Flexible Printed Circuit (FPC) ist eine sehr zuverlässige und ausgezeichnete flexible Leiterplatteaus Polyimid- oder Polyesterfolie. Es hat die Eigenschaften der hohen Verdrahtungsdichte, geringes Gewicht, dünne Dicke und gute Biegbarkeit, das perfekt zum Entwicklungsthema Leichtigkeit passt, Dünne und Miniaturisierung.

Die FPC-Industrie wird von Japan, den Vereinigten Staaten und Südkorea dominiert. In den letzten Jahren hat der Anstieg der Produktionskosten die FPC-Industrie veranlasst, ihren Fokus schrittweise auf inländische Softboard-Fabriken zu verlagern.

Gegenwärtig nehmen japanische Unternehmen mit First-Mover-Vorteilen eine führende Position im oberen Bereich der Industriekette ein. Sie begannen spät in China und sind relativ schwach.

In den letzten Jahren, Der Markt für flexible Elektronik ist schnell gewachsen und hat sich in einigen Ländern zu einer Säulenindustrie entwickelt, mit breiten Anwendungsperspektiven in den Bereichen Information, energy, medizinische Versorgung, und nationale Verteidigung. Shenlian Schaltkreis FPCB Fabrik hat sich auf die Produktion von FPC und Rigid-Flex PCB für 19 Jahre. Es ist die einstimmige Wahl namhafter Kunden.