内容发布更新时间 : 2024/5/2 21:16:08星期一 下面是文章的全部内容请认真阅读。

三、技术介绍及原理

1、柔性电子

柔性电子可概括为是将主动或被动的有机或无机材料电子器件制作在柔性或可延性塑料或薄金属基板上的新兴电子技术，要求柔性电子产品在弯曲、卷曲、压缩或拉伸状态下仍能正常运行，它以其独特的柔性或延展性以及高效、低成本制造工艺，在信息、能源、医疗、国防等领域具有广泛应用前景，如柔性电子显示器、有机发光二极管OLED、印刷RFID、薄膜太阳能电池板、电子用表面粘贴(Skin Patches)等。与传统IC技术一样，制造工艺和装备也是柔性电子技术发展的主要驱动力。柔性电子制造技术水平指标包括芯片特征尺寸和基板面积大小，其关键是如何在更大幅面的基板上以更低的成本制造出特征尺寸更小的柔性电子器件。

2、静电纺丝

静电纺丝是电液动力耦合喷印的一种典型方式，是制造亚微米乃至微米纤维的高效技术之一，以其工艺简单、兼容性好、不需要模板、无需曝光等独特优势成为下一代柔性电子制造最有希望的潜在技术，在信息、能源、医疗等领域具有广泛的应用前景。

3、基于近场静电纺丝开发的电纺直写技术

近场静电纺丝（NFES）通过缩短喷头和收集板之间的距离克服射流喷射过程中的不规则鞭动，获得直线稳定射流；利用直线稳定射流实现纳米纤维在收集板上的可控沉积，克服了传统静电纺丝射流螺旋鞭动和纳米纤维无序沉积的缺点，具备设备简易、工艺简单、材料兼容性好等优点。基于近场静电纺丝开发的电纺直写技术可进行纳米纤维、微米薄膜和微米液滴等多种形式微纳结构定位沉积与

图案化喷印制造。电纺直写将加速静电纺丝技术在微纳制造领域的推广应用，是柔性电子产业最具潜力的制造技术之一。

4、基于电纺直写的图案化微纳结构喷印技术

这是一种利用电纺直写技术进行图案化微纳结构可控喷印沉积的方法，通过缩短喷头和收集板之间的距离克服射流喷射过程中的不稳定鞭动，利用喷头与收集板间的直线稳定射流进行有序微纳结构的图案化喷印制造。受射流内部应力作用，带电射流沿收集板的运动轨迹产生螺旋鞭动，引导纳米纤维以圈状结构沉积在收集板上。随着收集板速度增大，可克服射流螺旋鞭动的影响获得直线纳米纤维。通过控制收集板的运动轨迹，可以诱导纳米纤维在收集板进行预设图案的直写制造。电纺直写纤维图案定位误差将随着施加电压、喷头至收集板距离、收集板速度、收集板运动距离的增大而增加。微纳结构图案化喷印制造与精确定位工艺的研究为电纺直写技术在微纳系统集成制造中的应用奠定了良好的技术基础。[2]

5、交变电场诱导单射流电纺直写

交变电场的引入为柔性绝缘基底上有序微纳结构的直写提供了一种有效的技术手段。在交变电场作用下，射流表面电荷迁移方向发生周期性变化，降低了射流电荷密度，甚至使其呈电中性，从而有效地减小了射流受到的电荷排斥力，提高了电纺直写射流喷射的稳定性和均匀性，促进电纺纳米纤维在绝缘收集板上的有序沉积。

交变电场还可克服静电场中导电溶液射流电晕放电和电喷雾等不稳定现象，实现PANI导电溶液在PET绝缘基底上的有序沉积。运动速度的提高也将增大收集板对纺丝射流的拉伸作用力，有助于减小直写纤维沉积区域的宽度。[1]

图１ 电纺直写实验装置原理图

图二 多矩形线圈电纺直写纤维图案

图三 电纺直写纤维方波图案