Virginia Tech Üniversitesi’ndeki bilim insanları, telefonlar, giyilebilir cihazlar ve tıbbi ekipmanlar gibi çeşitli cihazlarda kullanılabilecek yumuşak elektronik bileşenler oluşturmak için yenilikçi bir yöntem geliştirdi. Tasarım, içerideki tüm elektronik bağlantıları kontrol eden devrelere odaklanıyor.
Yeni teknoloji, vias adı verilen küçük iletken geçitler oluşturan bir merdiven yapısı oluşturmak için sıvı metalin mikro damlacıklarını kullanıyor. Bu vialar, önceki yöntemlerde olduğu gibi donanımda delik açmaya gerek kalmadan elektrik bağlantılarını oluşturuyor.
Makine mühendisliği baş araştırmacısı ve yardımcı doçenti Michael Bartlett, “Bu bizi yumuşak robot teknolojisi, giyilebilir cihazlar ve bir yandan son derece işlevsel olmasına rağmen esneyebilen, bükülebilen ve bükülebilen elektronikler gibi heyecan verici olanaklara daha da yaklaştırıyor” dedi.
Yayının baş yazarı, Bartlett ile çalışan araştırma görevlisi Dong Hae-ho’ydu. Virginia Tech ekibine bu çalışmaya Pennsylvania Üniversitesi’nde yardımcı doçent olan meslektaşları Lin Li ve Li’nin ekibinden yüksek lisans öğrencisi Chenhao Hu da katıldı.
Bartlett’in ekibinin önceki yumuşak devre araştırması, esnek olmayan malzemeleri yumuşak elektronik kompozitler ve küçük, elektriksel olarak iletken sıvı metal damlacıklarıyla değiştiriyor. Bu yumuşak elektronikler, cihazlara yeni bir dayanıklılık düzeyi kazandıran, hızla gelişen teknoloji alanının bir parçasıdır.
Yeni projede araştırmacılar, yumuşak devre kartları sorununu, özellikle de üst üste bindirilmiş katmanlar arasında elektrik akımlarının geçişini ele aldı. Bu, panoların kapladığı sınırlı alanda elektrik akımının verimli kullanılması açısından önemlidir.
Ekibin yeni teknolojisi, delik ihtiyacını ortadan kaldırıyor ve yumuşak geçişler ve düzlemsel ara bağlantılar oluşturmak için sıvı metalin mikro damlacıklarını kullanıyor, devre katmanları arasında ve arasında elektriksel bağlantılar oluşturarak bu zorlukların üstesinden geliyor. İşlem, bir fotoreçine içindeki sıvı metal damlacıklarının yönlendirilmiş olarak ayrılmasını içerir. Araştırmacılar, ultraviyole ışına maruz kalma sırasında oluşan düzensizlikleri kullanarak damlacıkların kontrollü bir şekilde toplanmasına olanak tanıyan basamaklı bir yapı oluşturuyor.
Bu yaklaşım çok yönlüdür ve sıvı metal yollar ve ara bağlantılar çeşitli malzeme türlerine uygulanabilir. Bu teknolojiyle daha da ileri giderek üretim yaklaşımını birçok kez tekrarlayabilir ve giderek daha fazla katman oluşturabilirsiniz.
“Aksi halde istenmeyen bu kenar etkilerinden yararlanarak, farklı devre katmanlarını hızlı ve paralel bir şekilde bağlayan yumuşak, iletken yollar oluşturabiliriz. Tüm bunları yumuşak cihazın esnekliğini ve mekanik bütünlüğünü korurken yapabiliriz” dedi Ho.
“Düzlemsel devre katmanlarıyla entegrasyon yoluyla, karmaşık çok katmanlı mimarilere sahip yumuşak, esnek devreler oluşturmak mümkün; bu, birden fazla yumuşak yolun ve ara bağlantının paralel ve mekansal olarak kontrol edilen bir şekilde oluşturulduğu yeni yumuşak elektronik formlarının önünü açıyor. Bu alanın gelişimi için kritik önem taşıyor” diye ekledi Bartlett.