物理科技生物学-PHYICA

开发具有预变形图案生成和热成型的三维电子产品

技术工程 2022-02-01 21:54:39

Developing 3-D electronics with pre-distorted pattern generation and thermoforming基于预失真图案生成和热成型工艺(简称PGT3DE)的3DE制作方法概述,具有高度可定制性、可贴合性和可拉伸性。(一)PGT3DE的基本机制。可以使用热成型模拟和预失真图案生成方法来制造3DE。(二)基于PGT3DE制作的3DE示意性截面图。设计了三维电路模型,并制作了三维电路模型。(一)三维模具上3DE电路图形的设计。(二)热成型模拟。(三)预失真模式生成。(4)基于预失真的图案,图案化电致发光-阴极保护电极并将电子器件安装在2D平面SEBS膜上。(五)热成型工艺。(六)装配式3DE。信用:科学进展,10.1126/sciadv.abj0694材料的电学特性和潜在应用

研究人员此前曾推荐一种电致发光-阴极保护电极,由于其高导电性、粘合性和可拉伸性,它是一种有希望为可拉伸器件供电的材料。在这项工作中,Choi等人使用了类似的设置,并使用两种不同的印刷方法(包括模版印刷和光纤激光印刷)促进了EGaIn-CP电极的图案分辨率。

Developing 3-D electronics with pre-distorted pattern generation and thermoforming用于触摸传感器和扬声器应用的3DE演示。(A到D)指尖形状的电容式触摸传感器。(一)指尖形触摸传感器的示意图和照片。传感器由四个触摸板组成(T1、T2、T3和T4)。(二)手势控制功能。四个触摸板不仅允许四个简单的点击,还允许几个手势控制,如双击、轻击和旋转。当应用手势控制功能时,电容随时间变化。逆时针方向。(四)使用触摸传感器的四直升机无人机控制。触摸传感器成功地控制了一架四轴飞行器。(英、法)半球扬声器。(五)半球扬声器的照片。(六)说话人的特征。在挤压和拉伸等机械变形下,扬声器产生的声音很好,几乎没有声音失真。图片信用:Jungrak Choi,KAIST。信用:科学进展,10.1126/sciadv.abj0694他们注意到在热塑性和弹性变形过程中,电极的长度是如何增加的,没有电断开,并且具有出色的信号恢复以确保稳定的性能和长的寿命。该小组随后将被选举人骑到65摄氏度。为了检验所提出技术的潜在应用,Choi等人展示了一个3D可穿戴触摸传感器和一个具有3D几何形状的扬声器。在传感器应用中,他们使用了指尖形状的电容式触摸传感器,允许用户舒适地佩戴传感器并按压触摸板,同时保持稳定的电气连接。该团队使用四个触摸板来形成触摸传感器,并包括简单的敲击,如双击、轻击和旋转作为动作。然后,他们利用触摸传感器来控制无人机的着陆、起飞、翻转和旋转。他们还创造了一个3D形状的扬声器,并通过测量声压级来测量其成功的功能。使用PGT3DE(预失真图案生成和热成型)系统,Choi等人还展示了3-DE系统的无线、无电池功能。

用指尖形电容式触摸传感器控制四轴飞行器无人机。信用:科学进展,10.1126/sciadv.abj0694展望

通过这种方式,Jungrak Choi和他的同事开发了一种被称为PTG3DE的制造方法,其中包括预扭曲图案生成和热成型方法,以形成三维电子器件(3-DE)。该方法提供了可定制的设计自由度和跨各种复杂表面的三维共形接触。他们使用有限元方法设计了三维精确模拟,并使用预失真模式生成来制作它们。这些成分允许高拉伸性和无缝电子集成。该团队通过构建具有3D几何形状的触摸传感器、扬声器和无线无电池系统,展示了该技术的多功能性。

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