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電子設(shè)備正在發(fā)生變化。柔性設(shè)備，如可折疊手機(jī)、可進(jìn)行全景顯示的可翻頁電子手表，可擴(kuò)大屏幕的可擴(kuò)展顯示器已經(jīng)進(jìn)入我們的生活。能像紙一樣折疊起來放在口袋里的顯示器真的能成為現(xiàn)實(shí)嗎？對于這種可變形設(shè)備，其零部件也需要具有柔性。但連接不同零部件的接口材料的核心技術(shù)仍然不可靠。為此，POSTECH的一個(gè)研究團(tuán)隊(duì)最近開發(fā)了一種可變形導(dǎo)電膜，可用于連接柔性電子設(shè)備。
由Unyong Jeong教授領(lǐng)導(dǎo)的研究團(tuán)隊(duì)，材料科學(xué)與工程系博士研究生Hyejin Hwang和 Minsik Kong和Minsik Kong與POSTECH電氣工程系Ho Jin Song教授和化學(xué)系的Soojin Park教授合作，共同開發(fā)了可拉伸各向異性導(dǎo)電膜（S-ACF），它可以物理和電氣連接其他電極，而不用考慮電路線路的剛性、靈活性或彈性。這項(xiàng)研究的結(jié)果發(fā)表在權(quán)威國際期刊《Science Advances》上。
對于可伸縮設(shè)備，如可伸縮顯示器、電子皮膚和可植入設(shè)備，可變形電路板至關(guān)重要。可形成不同形狀的電路板需要許多材料和組件具有高度可擴(kuò)展性，如布線、顯示器、傳感器以及電池等可充電的供電設(shè)備。迄今為止，連接高分辨率電路的方法包括焊接、引線鍵合、各向異性導(dǎo)電膜和倒裝芯片鍵合，但仍然存在著即使形狀改變了，是否還能穩(wěn)定保持物理和電氣特性的問題。
為此，研究團(tuán)隊(duì)通過在SEBS-g-MA（一種可擴(kuò)展嵌段共聚物）中以規(guī)律間隔排列金屬顆粒來制備S-ACF，該嵌段共聚物保持強(qiáng)大的界面粘合，同時(shí)確保穩(wěn)定的電氣連接，即使其形狀通過與化學(xué)基板鍵合而改變。
特別是，SEBS-g-MA中存在的馬來酸酐能夠在基板之間形成化學(xué)鍵合，從而在低溫下產(chǎn)生強(qiáng)大的附著力。研究人員證實(shí)，將S-ACF放置在兩個(gè)基板之間的接觸接口上，在溫和溫度（80°C）處理約10分鐘后，可以有效地形成電氣和物理連接。
此外，S-ACF可以選擇性地進(jìn)行圖案化，使得粒子排列在期望的部分中，這增加了不需要電連接以增加鍵合強(qiáng)度的區(qū)域中的聚合物接觸表面，并且通過減少金屬粒子的使用而更經(jīng)濟(jì)。以這種方式生產(chǎn)的薄膜增加了傳統(tǒng)各向異性導(dǎo)電薄膜的可伸縮性，并實(shí)現(xiàn)了高分辨率電路連接（50μm）、低溫處理和生產(chǎn)可擴(kuò)展性。
領(lǐng)導(dǎo)這項(xiàng)研究的Unyong Jung教授解釋說：“這個(gè)薄膜可使未來的連接設(shè)備具有更復(fù)雜的結(jié)構(gòu)。”他補(bǔ)充道：“我希望它能作為一個(gè)發(fā)射臺，將已經(jīng)獨(dú)立研究過的可伸縮器件集成到一個(gè)基板和集成系統(tǒng)中。”
如果未來S-ACF是以膠帶的形式生產(chǎn)，那么誰都不可能用一小塊膠帶連接可伸縮的高分辨率電路嗎？
導(dǎo)電微粒排列的基礎(chǔ)研究始于2014年至2018年三星未來技術(shù)開發(fā)項(xiàng)目的長期支持，該項(xiàng)目啟動后又進(jìn)行了技術(shù)轉(zhuǎn)讓。通過進(jìn)一步的商業(yè)化研究和開發(fā)，該項(xiàng)目已被韓國工業(yè)技術(shù)評估研究所（KEIT）新選定為材料和零件技術(shù)開發(fā)項(xiàng)目，并正在等待韓國國內(nèi)生產(chǎn)高精度各向異性導(dǎo)電薄膜。Jeong教授評論道：“我們預(yù)計(jì)這項(xiàng)研究將成為大膽投資于基礎(chǔ)研究從而實(shí)現(xiàn)商業(yè)化的最佳范例。”
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