• 마이크로전자및패키징학회지
• /
• 제26권4호
• /
• pp.47-53
• /
• 2019

Polydimethylsiloxane (PDMS)를 베이스 기판으로 사용하고 이보다 강성도가 높은 polytetrafluoroethylene(PTFE)를 island 기판으로 사용한 soft PDMS/hard PDMS/PTFE 구조의 강성도 경사형 신축 패키지를 형성하고, 이의 신축변형에 따른 저항특성을 분석하였다. PDMS/PTFE 기판패드에 50 ㎛ 직경의 칩 범프들을 anisotropic conductive paste를 사용하여 실장한 플립칩 접속부는 96 mΩ의 평균 접속저항을 나타내었다. Soft PDMS/hard PDMS/PTFE 구조의 신축 패키지를 30% 변형률로 인장시 PTFE의 변형률이 1%로 억제되었으며, PTFE 기판에 형성한 회로저항의 중가는 1%로 무시할 정도였다. 0~30% 범위의 신축변형 싸이클을 2,500회 반복시 회로저항이 1.7% 증가하였다.

• 마이크로전자및패키징학회지
• /
• 제25권4호
• /
• pp.25-34
• /
• 2018

In this paper, we review the latest technical progress and commercialization of stretchable interconnectors, stretchable strain sensors, and stretchable substrates for stretchable electronics. The development of stretchable electronics can pave a way for new applications such as wearable devices, bio-integrated devices, healthcare and monitoring, and soft robotics. The essential components of stretchable electronic devices are stretchable interconnector and stretchable substrate. Stretchable interconnector should have high stretchability and high electrical conductivity as well as stability under severe mechanical deformation. Therefore several nanocomposite-based materials using CNT, graphene, nanowire, and metal flake have been developed. Geometric engineering such as wavy, serpentine, buckled and mesh structure has been well developed. Stretchable substrate should also pose high stretchability and compatibility with stretchable sensing or interconnecting material. We summarize the recent research results of new materials for stretchable interconnector and substrate as well as strain sensors. The Important challenges in development of the stretchable interconnector and substrate are also briefly discussed.

• 마이크로전자및패키징학회지
• /
• 제22권4호
• /
• pp.117-123
• /
• 2015

신축성 디바이스용 강성도 국부변환 기판기술을 개발하기 위해 강성도가 서로 다른 두 polydimethylsiloxane 탄성고분자를 사용하여 섬(island) 구조로 이루어진 강성도 국부변환 신축성 기판을 형성하고 변형 거동을 분석하였다. 기판 기지로는 탄성계수가 0.09 MPa인 Dragon Skin 10을 사용하였으며, 섬 구조의 강성도 국부변환부는 탄성계수가 2.15 MPa인 Sylgard 184를 사용하였다. 신축성 기판의 형상은 길이 6.5 cm, 두께 0.4 cm, 폭 2.5 cm 이었다. Dragon Skin 10 기지에 폭 1 cm, 길이 1~6 cm인 Sylgard 184의 삽입에 의해 신축성 기판의 탄성계수가 0.09 MPa에서 0.13~0.33 MPa로 증가하였다. 길이 4 cm, 폭 0.5~1.5 cm인 Sylgard 184 강성도 국부변환부를 내재시킴에 따라 신축성 기판의 탄성계수가 0.16~0.2 MPa로 증가하였으며, 길이 2 cm, 폭 0.5~1.5 cm인 강성도 국부변환부를 내재시킴에 따라 탄성계수가 0.142~0.154 MPa로 증가하였다. 신축성 기판의 변형률이 증가함에 따라 Sylgard 184와 Dragon Skin 10의 강도 차이가 현저히 증가하는데 기인하여 강성도 국부변환부의 변형억제 효과가 향상되었다.

• 마이크로전자및패키징학회지
• /
• 제24권3호
• /
• pp.19-26
• /
• 2017

Polydimethylsiloxane (PDMS) 기판과 금속박막 사이의 중간층으로 parylene F를 사용한 신축패키지 구조에서 Au, Pt, Cu 박막의 신축변형에 따른 저항변화를 분석하였다. Parylene F 중간층을 코팅한 PDMS 기판에 스퍼터링한 150 nm 두께의 Au 박막과 Pt 박막은 각기 $1.56{\Omega}$ 및 $5.53{\Omega}$의 초기저항을 나타내었으며, 30% 인장변형률에서 각 박막의 저항증가비 ${\Delta}R/R_o$은 각기 7 및 18로 측정되었다. Cu 박막은 $18.71{\Omega}$의 높은 초기저항을 나타내었으며 인장변형에 따라 저항이 급격히 증가하다 5% 인장변형률에서 open 되어, Au 박막과 Pt 박막에 비해 매우 열등한 신축 특성을 나타내었다.

• 마이크로전자및패키징학회지
• /
• 제26권4호
• /
• pp.39-46
• /
• 2019

Polydimethylsiloxane (PDMS)를 베이스 기판으로 사용하고 이보다 강성도가 높은 flexible printed circuit board (FPCB)를 island 기판으로 사용하여 island-bridge 구조의 soft PDMS/hard PDMS/FPCB 신축 패키지를 형성하고, 이의 유효 탄성계수와 변형거동을 분석하였다. 각기 탄성계수가 0.28 MPa, 1.74 MPa 및 1.85 GPa인 soft PDMS, hard PDMS, FPCB를 사용하여 형성한 soft PDMS/hard PDMS/FPCB 신축 패키지의 유효 탄성계수는 0.58 MPa로 분석되었다. Soft PDMS/hard PDMS/FPCB 신축 패키지에서 soft PDMS의 변형률이 0.3이 되도록 인장시 hard PDMS와 FPCB의 변형률은 각기 0.1과 0.003이었다.

• 한국표면공학회:학술대회논문집
• /
• 한국표면공학회 2017년도 춘계학술대회 논문집
• /
• pp.51-63
• /
• 2017

The touch panel was developed decades ago and has become a popular input device in daily life. Because human-computer interaction is becoming more important, the next generation of touch panels require stretchability and bio-compatibility to allow integration with the human body. However, because most touch panels were developed based on stiff, brittle electrodes, electronic touch panels face difficulties to achieve such requirements. In this paper, for the first time, we demonstrate an ionic touch panel based on polyacrylamide hydrogel containing LiCl ions. The panel is soft and stretchable and thus, can sustain a large deformation. The panel can freely transmit light information through it because the hydrogel is transparent, with 99 % transmittance for visible light. A 1-dimensional touch strip was investigated to reveal the basic mechanism of sensing, and a 2-dimensional touch panel was developed to demonstrate its functionalities. The ionic touch panel was operated under high deformation with more than 1000% areal strain without sacrificing its functionalities. Furthermore, an epidermal touch panel on the skin was developed to demonstrate the mechanical and optical invisibility of the ionic touch panel through writing words, playing the piano and playing games.

• 한국표면공학회:학술대회논문집
• /
• 한국표면공학회 2016년도 추계학술대회 논문집
• /
• pp.183.1-183.1
• /
• 2016

Due to the latest research trend toward wearable energy devices, transparent and stretchable supercapacitors which can sustain their performance even under physical deformation have steadily attracted huge attention. Despite the Ag NW is the most promising candidate for fabrication of transparent and stretchable electronics, the electrochemical instability interrupts its application to development of the energy device. Here, we introduce a transparent and highly stretchable supercapacitor made by Au-Ag core shell NW network percolation electrode. The Au-Ag core shell NW synthesized by a simple solution process not only shows excellent electrical conductivity but also greatly enhanced chemical and electrochemical stability compare to pristine Ag NW. These outstanding properties of the Au-Ag core shell NW are attributed both to the core Ag NW and the Au protecting sheath layer. The proposed Au-Ag core shell NW based supercapacitor exhibits optical transmittance with outstanding mechanical stability withstanding 60% strain without any decrease of the performance. The supercapacitors connected in series are charged and discharged stable in 30% strain turning on a red LED. These notable results demonstrate the potential of the Au-Ag core shell NW as a strong candidate for development of wearable energy devices.

• 마이크로전자및패키징학회지
• /
• 제26권4호
• /
• pp.55-62
• /
• 2019

Polydimethylsiloxane (PDMS)를 베이스 기판으로 사용하고 이보다 강성도가 높은 flexible printed circuit board (FPCB)를 island 기판으로 사용한 soft PDMS/hard PDMS/FPCB 구조의 강성도 경사형 신축패키지를 형성하고, 이의 탄성특성 및 인장 싸이클과 굽힘 싸이클에 따른 신뢰성을 분석하였다. Soft PDMS, hard PDMS, FPCB의 탄성계수가 각기 0.28 MPa, 1.74 MPa, 2.25 GPa일 때 soft PDMS/hard PDMS/FPCB 신축패키지의 유효 탄성계수는 0.6 MPa로 분석되었다. 0~0.3 범위의 인장 싸이클을 15,000회 인가시 신축패키지의 저항변화률은 2.8~4.3% 이었으며, 굽힘반경 25 mm의 굽힘 싸이클을 15,000회 인가시 저항변화률은 0.9~1.5% 이었다.

• 마이크로전자및패키징학회지
• /
• 제24권3호
• /
• pp.27-34
• /
• 2017

Polydimethylsiloxane (PDMS) 신축기판과 Au 박막 사이의 중간층으로서 parylene F의 적용 가능성을 분석하고, Au 박막의 스퍼터링 중에 발생하는 PDMS 기판의 swelling이 Au 박막의 신축변형-저항 특성에 미치는 영향을 분석하였다. Parylene F 중간층 없이 PDMS 기판에 스퍼터링한 150 nm 두께의 Au 박막은 $11.7{\Omega}$의 초기저항을 나타내었으며, 12.5%의 인장변형률에서 저항의 overflow가 발생하였다. 반면에 150 nm 두께의 parylene F 중간층을 갖는 Au 박막의 초기저항은 $1.21{\Omega}$이었으며 30% 인장변형률에서 저항이 $246{\Omega}$으로 저항증가비가 현저히 낮아졌다. PDMS 기판의 swelling이 발생함에 따라 30% 인장변형률에서 Au 박막의 저항이 $14.4{\Omega}$으로 크게 저하되었다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
• /
• 한국진공학회 2014년도 제46회 동계 정기학술대회 초록집
• /
• pp.389.2-389.2
• /
• 2014

Polydimethylsiloxane (PDMS) based electronic devices are widely used for various applications in large area electronics, biomedical wearable interfaces and implantable circuitry where flexibility and/or stretchability are required. A few fabrication methods of electronic devices directly on PDMS substrate have been reported. However, it is well known that micro-cracks appear in the metal layer and in the lithography pattern on a PDMS substrate. To solve the above problems, a few studies for fabrication of stiff platform on PDMS substrate have been reported. Thin-film islands of a stiff region are fabricated on an elastomeric substrate, and electronic devices are fabricated on these stiff islands. When the substrate is stretched, the deformation is mainly accommodated by the substrate, and the stiff islands and electronic devices experience relatively small strains. Here, we report a new method to achieve stiff islands structures on an elastomeric substrate at a various thickness, as the platform for stretchable electronic devices. The stiff islands were defined by conventional photolithography on a stress-free elastomeric substrate. This technique can provide a practical strategy for realizing large-area stretchable electronic circuits, for various applications such as stretchable display or wearable electronic systems.