近年來，隨著力學、材料學以及製造工藝水平的不斷發展，可以通過改進傳統的矽電子器件製造工藝和方法來製造可延展柔性電子器件。此類可延展柔性電子器件具有在拉、壓、彎和扭等變形下保持良好性能的能力，以及良好的便攜性和適應性。可延展柔性電子作為一門新興電子技術目前仍處於起步階段。一般是把有機或無機電子器件製作在柔性或可延展性塑性或薄金屬基板上。可延展柔性電子技術並非用以取代目前的矽晶片技術，而是對矽基體結構的改進，是基於軟質彈性基板上集成微結構的原理，通常把矽基體置於柔性基底上，如聚二甲基矽氧烷。此方法可以克服非柔性的矽基晶片厚、脆的缺點，使電子器件獲得柔性並具備輕薄與抗震的特性; 同時矽基板被大量低廉的塑性基板替代，成本也大大降低。柔性電子技術的發展必將開創全新的應用領域，用以設計各種形狀、更貼近人體以及易於使用的電子產品，如柔性傳感器、柔性電子眼、可穿戴電子衣、柔性電子紙、柔性電路板、人造肌肉、柔性心臟監測衣、柔性鍵盤和柔性電子顯示器等。與傳統電子器件相比，其獨特的柔性和延展性使可延展柔性電子器件在通信和信息、生物醫藥、機械製造、航空航天和國防安全等領域具有非常廣泛和良好的應用前景。那麼柔性化器件是如何設計的呢？今天小編帶你來看柔性化器件的常見的設計方案。
1. 直接利用柔性功能材料實現電子器件的柔性化
通過柔性功能材料直接來製作柔性電子器件的優點是工藝簡單易行，但一般來說這柔性功能材料的相對介電常數、壓電係數、耦合因數等較小，導致其性能相對欠佳。
2.硬薄膜屈曲結構
通過轉印技術使矽等硬薄膜條在彈性軟基底上形成周期性的正弦曲線來獲得柔性。美國伊利諾依大學J. A. Ropers教授和美國西北大學的Y. Huang教授教授研究團隊提出了用一種基於軟印刷術的轉印方法來實現柔性電子的集成，通過實驗證明這一技術可以廣泛用於各種電子材料，並且能夠直接集成到曲面上。首先把原長為L 的柔性 PDMS基底預拉伸到L+dL，再把預拉伸的PDMS基底與矽薄膜條粘到一起，然後將PDMS 彈性基底上的預應變緩慢釋放，最終由於界面發生變形，矽條和PDMS表面都將出現規律的波紋狀屈曲，此波紋結構可再承受拉伸或壓縮從而實現可延展性。由於在彈性軟基底上形成了很好的柔性結構，在變形過程中系統通過改變矽帶屈曲波的波長和幅值來吸收較大的拉伸或者壓縮能，其本質則是通過垂直於接觸平面方向的運動與變形來吸收平面內的力的作用。這樣矽薄膜可以承受拉壓應變，顯著提高了矽的可延展性。轉印技術在效率、實用性和可操作性上的整體優勢是過去許多方法所不能比擬的，具有非常廣泛的應用前景。
3. 通過可彎曲的導線將各個微電子結構連接起來形成島橋結構
可以通過可彎曲的導線將各個微電子結構連接起來形成島橋結構，使集成後的電子器件具有一定的柔性。雖然此方法得到了許多不錯的成果，但其集成密度相對較小，無法實現覆蓋率相對高的應用。
4.利用開放網格結構
將矽基半導體薄膜本身設計成開放網格式的結構，開放網格結構柔性來源於薄膜材料變形時的面內轉動，類似於剪刀工作時的轉動。這種結構不一定包含柔性基底，但是要求元件可以被設計為較細長的形狀，因此對於很多結構並不適用。
近些年的不斷發展和突破，柔性電子器件的設計方案層出不窮，相信在不久的將來，柔性電子行業的大爆發將迎面襲來。
參考文獻：
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