电子科大林媛教授团队在《先进材料》报道大幅面三维可延展柔性电路制备新工艺

以可拉伸、可弯曲为特征的可延展电子器件在可穿戴电子和共形电子领域具有不可替代的重要作用。实现可延展电子电路在高密度集成条件下的大幅面制备不仅可推动可延展电子器件的规模化制造，也有望为构筑与大型平台共形集成的柔性电子系统提供技术基础。然而，现有的可延展电子电路制备方法在基材尺寸、垂直互连手段、堆叠集成精度等方面还难以同时满足高密度和大幅面的要求。近日，针对上述问题，材料与能源学院林媛教授团队在材料领域重要学术期刊《先进材料》（Advanced Materials）报道了大幅面三维可延展柔性电路制备新方法（3D-LSC方法）。

如图1所示，3D-LSC方法主要由可延展覆铜弹性S-CCL基材的制备与图形化、过孔构筑、多层堆叠、临时键合基底等核心工艺所构成。由于可基于“刮涂-固化”原理连续制备长度达1米以上的S-CCL基材，且具备通孔、盲孔、埋孔等多类型垂直互连过孔的构筑能力，3D-LSC方法可通过层层堆叠的方式实现米级尺寸的三维可延展电路。此外，临时键合基底的应用抑制了残余应力和热应力对堆叠和元器件组装精度的不良影响，有效提高了3D-LSC方法的制造良率。

基于3D-LSC方法，团队实现了高密度集成的柔性可穿戴生理监测贴片批量化制备。如图2所示，得益于3D-LSC方法的三维集成能力，该贴片实现了5层电路的堆叠集成，有效提高了器件的集成密度。3D-LSC方法的大幅面制备能力则支撑了贴片集成器件的批量化制备（9个/批）。该贴片通过多层电路的集成实现了无线输能效率的显著提升，可贴附于人体腕部实现对体温、脉搏、血压的连续监测。

团队还进一步展示了3D-LSC方法在共形电子中的应用。如图3所示，利用3D-LSC方法实现了柔性共形天线的制备，并通过无人机飞行实验展示了天线在视频、飞控等信号传输等方面的应用。此外，还基于3D-LSC方法构筑了具有红、蓝、绿三色的LED阵列显示器件，实现了在折叠等形变状态下的稳定显示。

材料与能源学院博士生郭登机为该论文第一作者，林媛教授、潘泰松副教授为共同通讯作者，电子科技大学为该论文第一完成单位。论文作者还包括材料与能源学院研究生李凡、贾祥、胡泰琦，以及团队高敏教授、姚光研究员、黄振龙副教授。研究得到国家自然科学基金委区域创新发展联合基金项目与创新群体项目等的资助。