研究者热捧可折叠、可伸展硅片电路

2008-04-09 10:30:21来源: 电子工程世界 李娇编译

  伊利诺斯大学研究人员已经发明出一种新的可拉伸硅集成电路,这种电路可以紧贴球体、人体表面和机翼等复杂形状,将其包裹起来,并且在拉伸、压缩、折叠和其他极端机械变形情况下电路也可工作,且电学性能不会下降。

  研究人员称,这种由多圈超薄硅片与多层橡胶合成的复杂器件,已经展示出了与传统电子器件相似的特征。

  他们认为,在那些基于晶圆的传统系统无法使用的场合,这种电路会有大量的应用空间,例如将电子器件和传感器集成到人体中。

  伊利诺伊大学材料物理与化学专业的创始人兼教授 John Rogers说:“由于硅本身所具有的刚性与易碎特征,所以有人认为硅不适合这种应用。”  

  Rogers和他的同事制作出了只有1.5微米厚的可变形硅片和塑性电路。

  “通过最精细、最优化的机械设计和结构配置,我们可以将硅片运用到集成电路中,这样就可以进行自由的折叠和伸展。”Rogers这样介绍,他作为合作者的一篇论文已被《科学》杂志接收,并已刊登在科学快车(Science Express)网站上。

  这篇论文概述了人体健康监测和治疗的可穿戴系统的设计和构造策略以及包裹在机械零件(比如飞机机翼和机身)外,用来监控结构的特性。

  伊利诺伊大学厄巴纳-香槟分校的研究团和西北大学的研究者以及新加坡高性能计算机研究学院共同研究这一概念。

  “我们已经完成了集成电路,在某种意义上说,它可以运用于各种程度的复杂系统。” Rogers 说。

  为了制造出可自由伸展的集成电路,这些研究者首先将一层高分子牺牲层用于刚性载体基板上。在牺牲层顶端,他们放置了一层非常薄的塑料涂层,用来支撑集成电路。

  电路的构成是用传统的用于平面器件技术制造出来的,加上采用集成对准的单晶硅纳米条带阵列作为半导体的印刷技术。

  然后,这种高分子牺牲层被洗去,塑料薄膜和集成电路与硅树脂橡胶连接在一起。最后,张力释放,同时,橡胶会弹回到起始状态,也就完成了对电路层的拉应力加载。

  该应力同时也会引起复杂的皱褶图形,这样的几何形状允许将电路在不同方向上进行折叠或者拉伸操作,因而可形成复杂的形状,或在使用时紧贴其他表面发生机械形变。

  研究人员开发出由晶体管、振荡器、逻辑门和放大器组成的IC。与其他类似的由传统硅片制成的电路相比,这种电路具有极强的柔韧性和延展性。

关键字:传感器  融合  软件  变形  系统  电路  监控

编辑:汤宏琳 引用地址:http://www.eeworld.com.cn/news/packing/200804/article_20745.html
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