Elastische Steckverbinder für gummibandartige Schaltungen

Elastische Steckverbinder für gummibandartige Schaltungen

Video: LC-Steckverbinder anschließen | Telegärtner (March 2020).

Anonim

Von Lisa Zyga,

Image

Forscher aus Belgien haben einen Plan ausgearbeitet, um Fortschritte auf dem Gebiet der flexiblen, waschbaren Elektronik zu erzielen. Diese integrierte Elektronik, die in der Bekleidung und in biomedizinischen Anwendungen eingesetzt werden kann, erfordert, dass sich alle Verbindungen zwischen den Komponenten wie Gummibänder dehnen und dabei ihre Leitfähigkeit beibehalten.

Die Forscher Dominique Brosteaux, Fabrice Axisa, Eva De Leersnyder, Frederick Bossuyt, Mario Gonzalez und Jan Vanfleteren vom Interuniversity Microelectronics Center und der Universität Gent in Belgien haben kürzlich elastische Verbindungen entworfen und hergestellt, die sich mehr als verdoppeln können Längen (100% Dehnbarkeit). Ihre Ergebnisse wurden kürzlich in einer Ausgabe der IEEE Electron Device Letters veröffentlicht .

Image

"Für biomedizinische und textile Anwendungen wird der Benutzerkomfort verbessert, wenn die elektronischen Schaltkreise nicht nur flexibel, sondern auch elastisch sind", erklärten die Forscher in ihrer Studie. "Biomedizinische Anwendungen umfassen implantierbare Geräte und Elektronik auf der Haut."

In der Arbeit beschreiben die Wissenschaftler, wie sie 3 cm lange elastische Steckverbinder durch Einbetten von 4 Mikrometer dicken Golddrähten in eine hochelastische Silikonfolie konstruieren. Die Drähte wurden mit einer 2 Mikrometer dicken Nickelschicht beschichtet, um Drähte an die Enden zu löten.

„Neben dieser Konstruktion hat unser Team auch alternative Versionen dieser Technologie entwickelt, die auf derselben MID-Technologie (Molded Interconnect Device) basieren“, sagte Vanfleteren gegenüber PhysOrg.com . MID kann elektrische und mechanische Funktionen in einer Einheit kombinieren und die herkömmliche Leiterplatte ersetzen.

Die Gruppe strukturierte die Golddrähte in einer „hufeisenförmigen“ Form auf ein Substrat, wodurch die Spannung im Vergleich zu einer elliptischen Form erheblich reduziert wurde, während der anfängliche elektrische Widerstand beibehalten wurde. Die Hufeisenformen wurden dann verbunden, um ein wellenartiges Muster zu erzeugen. Um die Elastizität weiter zu erhöhen, stellten die Forscher fest, dass die Aufteilung der Drahtleiterbahn in vier dünnere (15 Mikrometer breite) Bahnen die induzierte Spannung stark minimierte.

Anschließend testeten die Forscher eine Vielzahl von unterschiedlich geformten Steckverbindern, indem sie sie bis zum Punkt eines Stromausfalls dehnten, der durch einen Bruch in der Metallschiene verursacht wird. Der beste Stecker hat eine Länge von 3 bis 6 Zentimetern ohne Leitfähigkeitsverlust. Alle Verbindungen - auch diejenigen, bei denen ein Stromausfall auftrat - erholten sich jedoch, wenn sie wieder ihre normale Länge erreichten.

Derzeit entwickelt die Gruppe Technologien zur Integration der elastischen Verbindungen in vollelektronische Schaltkreise. Dieses Ziel verfolgen drei Projekte: BioFlex (Biocompatible Flexible Electronic Circuits) mit Mitteln des Instituts zur Förderung von Innovation durch Wissenschaft und Technologie in Flandern; STELLA (Stretchable Electronics for Large Area Applications) mit Mitteln der Europäischen Kommission; und SWEET (dehnbare und waschbare Elektronik zum Einbetten in Textilien) mit Mitteln der belgischen Wissenschaftspolitik.

"Im Moment konzentrieren wir uns auf die folgenden Anwendungen: implantierbare Elektronik, intelligente Textilien (mit integrierten dehnbaren Schaltkreisen) und intelligente Pflaster (z. B. Messung physiologischer Parameter, die Hautdeformationen folgen sollten)", sagte Vanfleteren und fügte hinzu, dass weitere Details verbleiben zu diesem Zeitpunkt vertraulich.

Die neuesten Entwicklungen der Gruppe zu dehnbaren Schaltungen finden Sie auf ihrer Webseite:
tfcg.elis.ugent.be/projects/stretchable.html

Zitat: Brosteaux, Dominique, Axisa, Fabrice, Gonzalez, Mario, Vanfleteren, Januar. 7. Juli 2007.

Copyright 2007 PhysOrg.com.
Alle Rechte vorbehalten. Dieses Material darf ohne die ausdrückliche schriftliche Genehmigung von PhysOrg.com weder ganz noch teilweise veröffentlicht, gesendet, umgeschrieben oder weiterverbreitet werden.