在NextFlex研發聯盟位於美國矽谷的製造研究中心,軟性混合電子技術正展開從實驗室走向市場的嶄新旅程。該製造研究中心是在2015年底成立的,募集了大約1.65億美元的私人和公共資金,用於推動結合軟性基板印刷電路和超薄晶片的技術進展。

多達50種產品展現軟性電子在橫跨航空、消費電子、醫療保健、機器人和工業自動化方面的成果。這些成果來自於波音(Boeing)和通用電氣(GE)等久負盛名的巨擘、大型合約製造商Flex和Jabil以及眾多學術研究部門,各單位均試圖在該新興技術領域挖掘屬於自己的利基市場。

美國空軍(U.S. Air Force)算是早期採用者,它與NextFlex聯手進行大約9項研究計劃。根據一名美國空軍研究人員描述,在NextFlex所進行的研究任務將有助於加速使這一技術成熟。該中心大約有80家成員的商業計劃正在進行中。

NextFlex執行董事Malcolm Thompson表示:「我們的進展十分順利…現在已經不再僅僅忙著與研發團隊打交道,業務部門也正緊鑼密鼓地搭建中。」

美國空軍材料與製造部門執行總監Charles Ormsby說:「我們有50名人員服務於9個NextFlex專案小組,並提供了230萬美元的資金。」

美國空軍的目標是使用軟性混合電子,為飛行員和飛機打造即時顯示器,以監測其健康情況。軟性混合電子也將用於控制電子裝置,減輕從小型無人機到最大商用飛機等各種設備的重量。

波音研究集團電子技術總監Per Beith說:「哪怕只是為55萬磅重的波音787夢幻客機減輕1%的重量,也已經相當於一輛車的重量了,並可為整個飛機機隊節省數十億美元的支出。軟性電子將創造一場使我們更成功的革命!」

軟性電子擴展新應用

20171106_Felx_NT31P1 Jabil展示軟性的塑料電路板,使用印刷在軟性基板上的導線和電路,以及安裝在其上的超薄型晶片。

20171106_Felx_NT31P2 另一項Jabil的化妝品應用採用1.5V的軟性印刷電池。

20171106_Felx_NT31P3 GE展示在NextFlex研製的兩代心電圖(ECG)感測器原型;最新一代(圖上)可將電阻刻入塑料基板。GE希望能用於在近幾年內生產商用且可重複使用的電子醫療貼片,並在5年內發展出夠便宜且可一次性使用的產品。

20171106_Felx_NT31P4 波音公司展示幾種類型的飛機印刷天線,如圖中所示的10GHz產品。波音和美國空軍都在實驗能裝進飛機機翼的適形天線(conformal antenna)。

20171106_Felx_NT31P5 合約製造商Flex展示一款帶ECG感測器的加熱運動衫,其中編織進軟性照明和加熱元件。這種軟性加熱元件也已經開始用於汽車後視鏡和滑雪護目鏡了。

20171106_Felx_NT31P6 美國史丹佛大學學生展示一款包覆一連串感測器的機器手臂,使其得以在行進中進行偵測與避開物體。

20171106_Felx_NT31P7 Auburn展示一款安全腕帶,可用於監測在危險情況下工作的人員。目前的設計採用聚醯亞胺基板,但該團隊也正研究如何在其它塑料基板上使用增層印刷以利電路佈局。

20171106_Felx_NT31P8 亞德諾(ADI)展示使用塗層軟性電路的雙面ECG感測器。該公司還討論了各種挑戰,包括如何使軟性設計的成本夠低以實現商用,以及尋找能夠承受高溫組裝過程的生物相容粘著劑與軟性材料等。

20171106_Felx_NT31P9 NextFlex位於美國加州聖荷西的實驗室

(參考原文:9 Views of Flexible Electronics; Flex tech taking off at Air Force, Boeing,by Rick Merritt)