柔性电子技术

目录 丛书序 前言 第1章 绪论 1 1.1 柔性电子技术起源 1 1.1.1 半导体集成电路材料、器件及分类 1 1.1.2 后摩尔定律时代产业与技术发展趋势 2 1.1.3 柔性电子技术的定义与内涵 3 1.2 柔性电子技术的重要意义 4 1.2.1 科学技术意义 5 1.2.2 产业发展意义 5 1.3 柔性电子技术的发展历程 6 1.3.1 有机柔性电子的发展历程 7 1.3.2 无机柔性电子的发展历程 7 1.4 柔性电子技术当前研究进展和应用 10 1.4.1 基于无机半导体材料的柔性器件 10 1.4.2 柔性芯片 13 1.4.3 基于有机材料的柔性器件 14 1.4.4 碳基纳米材料 17 1.4.5 柔性非易失逻辑器件 21 1.4.6 柔性储能器件 23 1.4.7 柔性显示技术 25 1.4.8 柔性集成微系统 26 参考文献 27 第2章 柔性电子器件的设计方法 31 2.1 可延展柔性结构的设计 31 2.1.1 波浪结构法 31 2.1.2 岛桥结构法 36 2.2 3D可延展柔性结构 48 2.2.1 缠绕结构 48 2.2.2 压缩屈曲自组装结构 52 2.2.3 3D柔性电子技术的应用 55 2.3 柔性衬底结构设计 56 2.3.1 蜂窝状衬底结构 56 2.3.2 齿形微结构 62 2.3.3 应变限制结构设计 68 2.3.4 应变隔离结构 76 2.4 柔性电子器件热管理 83 参考文献 86 第3章 柔性电子功能材料 94 3.1 柔性电子功能材料分类 94 3.2 柔性绝缘材料 94 3.2.1 柔性有机绝缘材料 95 3.2.2 柔性无机绝缘材料 99 3.3 柔性半导体材料 103 3.3.1 柔性硅基半导体材料 104 3.3.2 柔性化合物半导体材料 107 3.3.3 柔性有机半导体材料 111 3.4 柔性导电材料 113 3.4.1 柔性金属导电材料 114 3.4.2 柔性碳基导电材料 116 3.4.3 柔性有机导电材料 119 3.5 柔性可降解材料 123 3.5.1 柔性可降解绝缘材料 124 3.5.2 柔性可降解半导体材料 128 3.5.3 柔性可降解金属材料 129 参考文献 130 第4章 柔性电子关键制备技术 143 4.1 图案化制备技术 143 4.1.1 光刻技术 143 4.1.2 软刻蚀技术 144 4.1.3 喷墨打印技术 146 4.1.4 卷对卷印刷技术 149 4.2 转印技术 150 4.2.1 转印的原理 152 4.2.2 速度控制转印 153 4.2.3 温度控制转印 156 4.2.4 气压控制转印 159 4.2.5 液体控制转印 160 4.3 柔性电子封装技术 162 4.3.1 液体封装 163 4.3.2 防水透气封装 165 4.3.3 散热封装 167 参考文献 169 第5章 柔性固体器件 175 5.1 薄膜晶体管 175 5.2 柔性显示器件 180 5.3 柔性能源器件 184 5.3.1 柔性电池 184 5.3.2 柔性超级电容器 190 5.3.3 柔性能量收集器 191 5.4 柔性传感器件 193 5.4.1 柔性生物传感电极 193 5.4.2 柔性光电传感器 200 5.4.3 柔性应变/压力传感器 205 5.4.4 柔性温度传感器 214 5.4.5 柔性生化传感器 217 5.5 柔性无线传输器件 228 5.5.1 柔性NFC器件 228 5.5.2 柔性天线 233 参考文献 238 第6章 柔性集成电路及系统 250 6.1 集成电路及系统的定义与发展趋势 250 6.2 柔性芯片制备与测试 252 6.2.1 超薄柔性芯片制备 254 6.2.2 超薄芯片拾取与转移 257 6.2.3 超薄柔性芯片剥离理论模型 259 6.2.4 超薄芯片性能表征 263 6.2.5 柔性芯片可靠性测试 265 6.3 柔性微系统封装集成技术 267 6.3.1 柔性微系统封装基本概念 267 6.3.2 柔性互联技术 271 6.3.3 柔性包封技术 277 参考文献 280 第7章 柔性器件界面失效与可靠性评估 283 7.1 柔性器件界面失效模式 283 7.2 柔性器件界面失效的实验研究 287 7.3 柔性器件界面的失效分析 293 7.3.1 薄膜/软衬底界面失效的强度理论 293 7.3.2 薄膜/软衬底界面失效的能量理论 300 7.3.3 薄膜/软衬底界面失效的黏弹性效应 307 参考文献 316 第8章 柔性电子技术的前景与展望 318 8.1 柔性电子技术的应用前景 318 8.1.1 健康医疗 318 8.1.2 脑机接口 318 8.1.3 航空航天 318 8.1.4 交通能源 318 8.1.5 显示与信息交互 319 8.1.6 物联网 319 8.2 柔性电子技术的发展方向 319 8.2.1 柔性材料 319 8.2.2 柔性集成器件 320 8.2.3 柔性电路 321 8.2.4 柔性电子系统 322 8.2.5 柔性集成技术与工艺 324 索引 325