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1 , is In so in it be to to or to in A be to An be of an in An in at of it to a at be to is to to to so a is to If if or if an be be to D be a is to or is of 2 to " "is we to of in as as of of a up 00 An is we an at a "To or at I be if So of a he he " is in my an It is on it is of a of to C or to C is he to is to is is in of is it It on of as a of in t is to to is an is is to 3 to an to is on in a at in of "i [e] he "is to of of in "of as is is is in to by in he s is to in a up in It is of a in an to of in "of of "In of a in of in on he of as "I of to of at a be as as he "We in a of in of a in an A 4 We to of an of on "on of of of a In "We on of in in is to a of a in a a of in it "to or be to he "as as to a of to be a he be is be be a "is a 'If it be i, it be i,'" he "So to 0μm, be he of be by a a as If to 5 is a he "of he "0 or to be of as - 6 工藝 /制造 探秘 可彎曲 電子 在電子領(lǐng)域中，剛性和平直是普遍現(xiàn)象，但在現(xiàn)實(shí)世界中卻非如此。 在許多應(yīng)用場合，如果電子產(chǎn)品能適應(yīng)曲線型表面或在使用時能夠彎曲，那么它們將大有用處，特別是在傳感檢測領(lǐng)域。檢測器陣列可以環(huán)繞心臟排放，隨著每次心跳進(jìn)行伸展；人造外殼可以在機(jī)翼四周伸展，用于在飛行過程中傳遞詳細(xì)的局部信息；人造視 網(wǎng)膜可以安裝在眼球后面的彎曲空間內(nèi)，如同它所代替的生物傳感器一樣。然而至今為止，柔性技術(shù)還缺乏使這些應(yīng)用成為可能所需要的足夠的性能、可制造性以及柔韌性。 不過伊利諾大學(xué)香檳分校 (示的一種新技術(shù)或許能填補(bǔ)這個空白。一旦工程師從剛性和平直的思維框架中跳離出來，這一領(lǐng)域無疑會被發(fā)揚(yáng)光大。 用標(biāo)準(zhǔn)半導(dǎo)體 (硅、砷化鎵等 )和傳統(tǒng)技術(shù)制造，然后被轉(zhuǎn)移到一個充分伸展的彈性薄片上。一旦薄片恢復(fù)到原本的形狀，那些薄到彎曲也不會斷裂的互連線就會在拉緊狀態(tài)下出現(xiàn)彎曲。如果設(shè)計 合理的話，它們在被壓縮時進(jìn)一步彎曲，在展開時變平。因此，彈性電路結(jié)構(gòu)可以用或多或少的普通電子器件創(chuàng)建。 另外，彈性結(jié)構(gòu)可以用來構(gòu)成三維形狀的電子器件，并且這些器件可以被轉(zhuǎn)移到剛性 襯底 上。這也是 最大的 利益 無論目標(biāo)是柔性還是外形，上述方法具有可以利用傳統(tǒng)微蝕刻和半導(dǎo)體工藝的優(yōu)勢。主持 組建了一家名為 “最重要的優(yōu)勢在于我們使用已知且確定的材料和工藝技術(shù)，所取得的電路性能達(dá)到了同類設(shè)計的 晶圓 系統(tǒng)水平，而可伸展性達(dá)到了橡皮圈的水準(zhǔn) (高達(dá) 100%的張力，甚至更高 )。另外一個相關(guān)的優(yōu)勢是我們能充分利用所有已有的電子知識和制造裝備。 ” 獨(dú)立咨詢顧問、前 托羅拉資深技術(shù)專家 技術(shù)無論如何都會找到一條出路。 “為了實(shí)現(xiàn)至少具有中檔功能的保角和 /或 柔性電子 器件，我相信這種技術(shù)極具價值。它的成功意味著將開辟出一個新的市場領(lǐng)域。 ”他表示。 另外，他補(bǔ)充道： “彈性 S()在我看來是 ?超越摩爾 '的一個實(shí)例。它沒有出現(xiàn)在國際半導(dǎo)體技術(shù)藍(lán)圖中，也許永遠(yuǎn)都不會。但是，它卻是用來更高效地使用針對計算機(jī)與通信以 外應(yīng)用的 者實(shí)際替代成本和尺寸不具競爭力的現(xiàn)有 礎(chǔ)設(shè)施的眾多技術(shù)之一。 " 彈性，但并非塑膠 創(chuàng)建柔性電子產(chǎn)品的最常用方法是將電路直接印刷到基于碳的塑膠上。這種技術(shù)的一個目標(biāo)應(yīng)用是目前正在商用化實(shí)現(xiàn)過程中的電子報紙。雖然這種技術(shù)正在逐漸成熟，但它卻存在與生俱來的問題：該技術(shù)采用的有機(jī)材料的電子性能要比半導(dǎo)體差得多。更糟的是，這些 7 材料的開發(fā)并非來自電子產(chǎn)業(yè)發(fā)展過程中所產(chǎn)生的免費(fèi)副產(chǎn)品。最后，雖然這些材料是柔性的，但它們沒有彈性：它們能彎曲，但不能伸展。 另外一種方法是制造傳統(tǒng)芯片，然后削薄晶 圓，使它們重量變輕，硬度變軟。但是這種方法仍然缺乏伸展性，甚至彎曲能力也都受到了限制。還有一種方法是將小芯片粘附在彈性表面，事后再用一些導(dǎo)線將其連接起來。雖然這種方法兼具高性能和機(jī)械柔韌性，但其中涉及到許多非傳統(tǒng) (因此比較昂貴 )的制造步驟。 具有柔韌性的薄層 原本很脆的硅、砷化鎵和其它半導(dǎo)體材料在淀積到非常薄的層上以后將變得異常柔韌。 “又薄又柔韌的硅 (以及包括鍺在內(nèi)的其它半導(dǎo)體材料 )具有巨大的潛力。 ”他表示， “這種柔韌性充分發(fā)揮第三維空間的優(yōu)勢。可以對它們施加張力，從而充分發(fā)揮更佳的電子性能；也可以對它們進(jìn)行堆疊。 ” “事實(shí)上， 為承載材料是柔性的。 ”與創(chuàng)建復(fù)雜得多的微米和納米機(jī)械器件的研究人員的做法絕然相反。這些研究人員在制造好的層中施加張力，在張力釋放后就能形成復(fù)雜的三維結(jié)構(gòu)。他解釋說，其小組的最突出成就是轉(zhuǎn)移技術(shù)，即轉(zhuǎn)移硅片并以最終半球圖案的方式進(jìn)行連接。這確實(shí)是采用硅片的首個半球 形光電探測器實(shí)例。 然而，據(jù) “彎曲機(jī)械特性和變形模式推動著前沿理論力學(xué)的發(fā)展。 ”“事實(shí)上，我們對彈性硅片的詳細(xì)實(shí)驗研究表明，每個前面已知的對一致性襯底上的堅硬材料所做的理論性彎曲處理的假設(shè)是有缺陷的。 " 此外，他預(yù)測了考慮機(jī)械特性后的電子器件的未來。 “我認(rèn)為這類系統(tǒng)將把機(jī)械設(shè)計帶到系統(tǒng)定義的最前沿，其重要性可能與電路設(shè)計一樣高。 ”他表示， “事實(shí)上我們預(yù)計，有一種相當(dāng)于 幫助電路版圖設(shè)計在彈性配置中達(dá)到最優(yōu)的性能。機(jī)械 /電子聯(lián)合設(shè)計工具可能是最終所需要的。我們正與理論力學(xué)專家和模擬電路設(shè)計師開展緊密合作，爭取獲得這樣的成果。 " 潛在應(yīng)用 “對電子學(xué)來說確實(shí)存在著一個完全未被開墾的應(yīng)用領(lǐng)域，基于半導(dǎo)體晶圓的傳統(tǒng)技術(shù)無法實(shí)現(xiàn)該領(lǐng)域所要求的屬性。 ”“最突出的例子分為兩大類：生物激勵器件和生物醫(yī)學(xué)器件。兩者都依賴于具有生物系統(tǒng)版圖的系統(tǒng)，兩者都沒有半導(dǎo)體晶圓所特具有的剛性平面特性。 ” 在生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域， “我們正在研究電子傳感器片，它能與人腦 復(fù)雜且彎曲的表面緊密集成在一起。我們與賓夕法尼亞州大學(xué)醫(yī)學(xué)分校的 能在癲癇病人實(shí)際發(fā)作之前檢測到病癥開始的征兆。 ” 8 該技術(shù)在這些領(lǐng)域有很好的成功機(jī)會， 相信這種技術(shù)將證明是有利于投資者的。 “不管是增加、替換還是監(jiān)視生物功能，都需要柔性 /可伸展的電子產(chǎn)品來高效且舒適地實(shí)現(xiàn)與人體的連接。 ”他表示， “隨著老齡化人口的增加，以及用藥物醫(yī)治各種衰老疾病想法的普及，合適的技術(shù)解決方案看起來存在著巨大的市場。 ”結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測和便攜式電子產(chǎn)品也將成為 極有吸引力的應(yīng)用，他補(bǔ)充道。 然而 為產(chǎn)業(yè)慣性可能是個問題。 “有一個很常見的說法：如果用硅可以完成，那就用硅做吧。 ”他說， “因此傳統(tǒng) 許會薄到小于50且永遠(yuǎn)不會被拋棄。 ” 另外他補(bǔ)充道，新技術(shù)的優(yōu)勢可能被更高的成本所抵消，這種成本來自于比在塑膠等襯底上簡單印刷油墨要復(fù)雜得多的工藝流程。如果有油墨可以提供接近傳統(tǒng) 么性價比分析可能變得更加困難。 此他對該技術(shù)寄于厚望就不足為奇了。 “傳統(tǒng)硅已經(jīng)做成了數(shù)十億美元的產(chǎn)品。 ”他表示， “在 10年或更少的時間內(nèi)，這種新的硅片技術(shù)也具有產(chǎn)生數(shù)十億美元產(chǎn)品的潛力。 ” 作者 : 業(yè)詞匯： 性 直 線的 線形表面 面 ，彎曲 硅 感 感器 測器陣列 放 造外殼 翼 空白 造視網(wǎng)膜 曲空間 性技術(shù) 制造性 韌性 導(dǎo)體 區(qū)，基本 伊利諾大學(xué)香檳分校 連線 化鎵 片 統(tǒng)技術(shù) 縮 片 性電路結(jié)構(gòu) 性襯底 底，基底 球狀硅相機(jī) 9 統(tǒng)微蝕刻 圓 伸展性 力 皮圈 皮帶式生成線 造設(shè)備 立投資顧問 角的，保行的，一致的，共形的 場領(lǐng)域 ：彈性 S 越摩爾 際半導(dǎo)體技術(shù)藍(lán)圖 信 礎(chǔ)設(shè)施 于碳的塑膠 機(jī)材料 of 費(fèi)副產(chǎn)品 片 線 械柔韌性 材料科學(xué) 程學(xué) 米結(jié) 構(gòu) 維空間 米，納米機(jī)械 移技術(shù) 球圖案 球形光電探測器 of 形模式 論力學(xué) of 論彎曲處理 on 致性襯底 械設(shè)計 統(tǒng)定義 擬電路 物激勵器件 物醫(yī)學(xué) 面 子傳感器片 夕法尼亞州 癇病 構(gòu)健康檢測 攜式 a 投投資者 算機(jī)輔助電路設(shè)計程序 n. 墨水 10 up 16 008 is if is to to of in as as We a no be In is to it to s of as a of in on s F is It is to F so be a is to in a of an By C to a F F in 11 a F is by SP of F of a be as be s is we a no be by in of to a on of a to as as to in is to F to in 12 a RF to As a to an of As to to s As F is of is a It is in to be in of is a on is a of If an be to a it to as be in At in is ll of be if F tun