研究目的
研究不同技术广泛集成的可能性,全面了解从初始概念到终端用户产品的全过程,具体而言,是构建一个将印刷与柔性组件与传统电子器件相结合的智能系统,并将其集成至注塑成型的终端产品中。
研究成果
该研究成功展示了利用多种技术制造基于柔性电子的混合集成终端产品。研究证实了其可行性和可扩展性(已生产100件样品)。在注塑结构中集成电致变色显示器具有创新性,通过改进模具设计和工艺参数可提升良品率与可靠性。二次注塑成型展现出增强设备耐久性的潜力,但需优化材料界面和设计以获得更佳性能。
研究不足
该模具设计未针对活动徽章进行优化,导致工艺良率约为60%。故障主要源于电致变色显示器中的电解质层在高压和剪切应力下遭到破坏。间隔PSA薄膜在热湿测试中性能退化,机械弯曲还造成部分分层与开裂。
1:实验设计与方法选择:
本研究采用案例研究法展示印刷/柔性电子与传统元件的混合集成,运用卷对卷印刷、贴片组装、激光加工和注塑成型等技术。
2:样本选择与数据来源:
选取个人活动监测仪作为演示器件,制作100件进行验证。
3:实验设备与材料清单:
设备包括VTT公司的ROKO中试线(印刷)、贴片机、紫外激光切割机、恩格尔Victory 120注塑机;材料包含PET基材、Asahi LS411AW银墨水、PEDOT:PSS墨水、TPU弹性体及各类电子元件(CPU、加速度计、LED、电容、电阻)。
4:实验流程与操作步骤:
包含印刷电路走线与电致变色墨水、使用导电胶组装分立元件、制备电致变色显示堆叠层、微控制器编程以及将薄膜注塑成三维结构。
5:数据分析方法:
通过功能测试、目视检查及Moldex3D软件模拟注塑参数与应力分析。
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获取完整内容-
ROKO pilot line
VTT
Used for printing electrical wirings and electrochromic inks on PET substrate.
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pick-and-place machine
R2R-capable
VTT
Assembling discrete electronic components onto the flexible foil.
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UV-laser
Cutting the foil inserts before injection molding.
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injection molding machine
Engel Victory 120
Engel
Over-molding the electronic foil with thermoplastic urethane elastomer.
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silver ink
Asahi LS411AW
Asahi
Printing electrical wirings.
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PEDOT:PSS ink
screen printable formulation
Ynvisible
Printing for electrochromic display structure.
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thermoplastic urethane elastomer
TPU, ShA 70
Material used for over-molding.
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acceleration sensor
Detecting movement for activity sensing.
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microcontroller
Controlling the device, processing sensor data, and managing display.
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electrochromic display
Ynvisible
Visual interface for displaying activity levels.
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coin-cell battery
3 V
Powering the electronics.
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Moldex3D software
3D solid solver
Simulating injection molding process parameters and stress factors.
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