智能网版测试仪应用 | 可拉伸电子器件的丝网印刷

 

可穿戴电子设备的快速发展推动了柔性与可拉伸电子技术的革新，其中丝网印刷因低成本、大面积制备优势，成为可拉伸互连件制造的关键技术。光子湾科技的智能网版测试仪凭借对网版参数的精准检测与优化，为丝网印刷的质量控制提供了重要保障，助力提升可拉伸电子器件的一致性与可靠性。
 

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研究背景

可穿戴电子产品对器件柔韧性、拉伸性要求逐渐提高，传统刚性器件难满足皮肤贴合、纺织品集成等场景的形变需求，可拉伸电子器件采用弹性基底（如TPU）和柔性导电材料，可承受 15%-20% 应变，成为解决方案。可拉伸导电迹线制备中，丝网印刷因适用于银基油墨、兼具导电性与拉伸性被广泛应用。网版质量影响印刷精度与导电性能，智能网版测试仪可精准测量网版参数，为优化工艺、保障质量提供支持。

 

 

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实验制备

丝网印刷的应变测试图案（a）为应变测试而设计的模式（b）应变试验模式的丝网印刷（c）在 50 μm 厚的 TPU 基材上制造的可拉伸互连的灵活性（d）印刷的可拉伸互连轨迹的光学显微镜图像

本研究以丝网印刷制备可拉伸电子互连结构，基底为50μm 厚 TPU，具良好热成型性、耐磨性及表面能，可增强与导电材料的附着力，无需额外处理；导电材料为商用银 flakes 基油墨。印刷网版为聚酯丝网（附 500×3000 mm² 铝框，79 线 /cm，线径 55μm，开口 69μm），丝网印刷前用智能网版测试仪对网版参数进行检测，再配合75 Shore 硬度方形刮板，经两次油墨沉积后 120℃固化 30 分钟。

 

 

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实验表征方法

 

可拉伸互连件的初始电学与机电性能表征 (a)可拉伸互连的初始薄片电阻直方图(b)电阻随应变变化示例(c)所测30个可拉伸互连点断裂点的累积分布函数(d)归一化电阻随30个试样应变性能的箱线图

电学性能：用Keithley 2425 源表以两点法测电阻并计算面电阻；

机电性能：通过定制测试台做单轴拉伸，记录电阻- 应变变化及断裂应变；

循环稳定性：借助Instron-4411 试验机进行 1000 次循环拉伸（10%、15%、20% 应变），搭配 iCraft ADC ISO4x 单元记录电阻恢复特性；

高频应用验证：利用ANSYS HFSS 仿真结合 Voyantic Tagformance RFID 测试仪，评估 RFID 标签性能。

 

 

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实验结果

归一化电阻与应变的回归模型

循环拉伸测试的归一化电阻变化

初始电学性能：互连件初始面电阻平均36.2 mΩ/□，基于 6.4μm 迹线厚度的电导率为 4.31×10⁶ S/m，优于多数同类材料，满足应用需求。

机电性能：单轴拉伸显示电阻随应变呈非线性增长，半数样品断裂应变为 74%（定义为电阻导数dR/dε>5），所有样品断裂应变均超 50%；提出三次回归模型 R/R₀=64.5269ε³+24.4836ε²+5.759ε+1，适用于 50% 应变以内的性能预测。

循环稳定性：1000 次循环测试中，10%、15%、20% 应变下电阻分别增至初始值的 2.5、4.3、5.3 倍，去除应变后呈时间依赖性恢复，1 分钟内降至 1.5、1.75、2.1 倍，最终稳定于 1.3、1.4、1.7 倍，可长期应对反复形变。

RFID 标签应用：以相同工艺制备的RFID 天线初始面电阻 50 mΩ/□，在 0%、10%、20% 应变下性能良好，最大读写距离9.5 m，仿真与实测高度吻合，验证了电阻 - 应变模型在高频应用中的有效性。

综上，本研究通过丝网印刷技术成功制备了基于TPU 基底和银 flakes 油墨的可拉伸互连件。丝网印刷中网版的参数稳定性直接影响器件性能一致性，光子湾科技的智能网版测试仪通过对网版目数、张力、开口精度的实时监测与校准，可有效减少印刷误差，进一步提升可拉伸电子器件的制备可靠性。

 

 

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光子湾智能网板测试仪

光子湾智能网板测试仪集成尺寸、缺陷、膜厚、张力检测为一体，适用于各种类型的丝印网版张力检测。采用先进的图像处理技术和算法，同时具有测量及数据统计分析功能，帮助客户分析及改善制程。

 

膜厚测量：精确测网版、膜材等厚度，集成高精度模块，自动检测、存储分析导出。

张力测量：数位式网版张力计，高精度传感器，无损伤检测，智能存储。

缺陷检测：检测最小分辨率 2μm及5μm以内的缺陷，AI 智能检测，自动建模型库。

尺寸测量：0.1μm 光栅尺，线宽精度 0.3μm，PT 值 2μm，智能识别比对。

光子湾智能网版测试仪以集成化检测能力，凭借高精度与智能化分析，为丝网印刷制备可拉伸电子器件提供了从源头把控质量的关键支撑。未来，随着智能网版测试技术与丝网印刷工艺的深度融合，可拉伸电子器件有望在医疗监测、智能纺织品等领域实现更广泛的应用。

感谢您本次的阅读光子湾将持续为您奉上更多优质内容，与您共同进步。

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