1、可延展柔性無(wú)機(jī)電子因其保有傳統(tǒng)硅基電子系統(tǒng)功能的同時(shí)，具有一定的柔性及可延展性，受到了學(xué)術(shù)界與業(yè)界的廣泛關(guān)注，在生物醫(yī)學(xué)、智能穿戴設(shè)備、柔性顯示、衛(wèi)生保健及軍事等領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。對(duì)于目前主流的可延展柔性無(wú)機(jī)電子“島橋”結(jié)構(gòu)而言，其延展性能主要通過(guò)金屬互連導(dǎo)線的變形獲得。金屬導(dǎo)線作為可延展柔性無(wú)機(jī)互連結(jié)構(gòu)中最薄弱的環(huán)節(jié)，其在拉伸變形下的延展性能是提高結(jié)構(gòu)整體延展性能、可靠性的關(guān)鍵。因此，有必要對(duì)互連導(dǎo)線結(jié)構(gòu)進(jìn)行延展性能分析，討論影

2、響其延展性能的因素。
　　本文分別分析了影響自由狀態(tài)下的導(dǎo)線及封裝后的導(dǎo)線延展性能的因素，其中自由導(dǎo)線分為梁結(jié)構(gòu)和非梁結(jié)構(gòu)，對(duì)于自由互連導(dǎo)線梁結(jié)構(gòu)，通過(guò)理論計(jì)算方法獲得互連導(dǎo)線結(jié)構(gòu)幾何參數(shù)與其延展性能的關(guān)系式即拉伸剛度公式；對(duì)于自由互連導(dǎo)線非梁結(jié)構(gòu)，通過(guò)有限元仿真分析導(dǎo)線非平面幾何參數(shù)（導(dǎo)線厚度）對(duì)導(dǎo)線延展性能的影響；最后利用有限元仿真，分析了封裝對(duì)導(dǎo)線拉伸延展性能的影響，具體開(kāi)展了如下的工作。
　　1.對(duì)于自由互連導(dǎo)線梁結(jié)

3、構(gòu)，根據(jù)材料力學(xué)理論，先對(duì)Z字形、外梯形及馬蹄形導(dǎo)線圖案進(jìn)行結(jié)構(gòu)分析及拉伸位移推算；此外，通過(guò)總結(jié)常見(jiàn)結(jié)構(gòu)圖案的共同性及關(guān)聯(lián)性，設(shè)計(jì)了通用的導(dǎo)線結(jié)構(gòu)圖案，并推導(dǎo)了其拉伸位移及拉伸剛度的計(jì)算公式。通過(guò)對(duì)比分析及仿真驗(yàn)證，表明通用拉伸位移及拉伸剛度公式能普遍應(yīng)用于常見(jiàn)互連導(dǎo)線梁結(jié)構(gòu)的計(jì)算。根據(jù)通用剛度公式可直接獲得所需互連導(dǎo)線結(jié)構(gòu)的延展性能即剛度，以及結(jié)構(gòu)幾何參數(shù)與延展性能的關(guān)系。
　　2.對(duì)于自由互連導(dǎo)線非梁結(jié)構(gòu)，利用有限元仿真，分

4、析了非平面幾何參數(shù)——導(dǎo)線厚度對(duì)其延展性能的影響。首先對(duì)同一互連導(dǎo)線結(jié)構(gòu)在二維平面與三維立體情況下進(jìn)行仿真，對(duì)比兩者的差異，從而分析該差異對(duì)導(dǎo)線應(yīng)力、延展性造成的影響。其次，在考慮實(shí)際三維自由拉伸狀態(tài)下，重點(diǎn)分析討論導(dǎo)線厚度對(duì)導(dǎo)線結(jié)構(gòu)應(yīng)力、延展性能的影響。結(jié)果表明，非梁結(jié)構(gòu)在自由狀態(tài)下，導(dǎo)線厚度越大，導(dǎo)線越不容易發(fā)生平面外變形，此時(shí)其應(yīng)力與完全限制Z向變形（二維分析）時(shí)的結(jié)果接近；導(dǎo)線厚度小的結(jié)構(gòu)更容易發(fā)生平面外變形，此時(shí)平面外變形的產(chǎn)

5、生會(huì)釋放導(dǎo)線上的應(yīng)力，使其處在彈性應(yīng)變范圍內(nèi)。故在設(shè)計(jì)自由非梁結(jié)構(gòu)導(dǎo)線時(shí)，薄的導(dǎo)線有利于結(jié)構(gòu)產(chǎn)生平面外變形進(jìn)而減小導(dǎo)線上的應(yīng)力，最大程度地增加其延展性能。
　　3.對(duì)于含封裝的互連導(dǎo)線結(jié)構(gòu)，利用有限元仿真，首先分析了封裝的引入對(duì)互連導(dǎo)線結(jié)構(gòu)應(yīng)力、平面外變形造成的影響。其次，在此基礎(chǔ)上分析封裝材料的楊氏模量、封裝厚度對(duì)導(dǎo)線應(yīng)力的影響。結(jié)果表明：第一，封裝的引入會(huì)增大導(dǎo)線整體的應(yīng)力，此外封裝還會(huì)抑制導(dǎo)線的平面外變形，導(dǎo)致導(dǎo)線上的應(yīng)力進(jìn)

6、一步增大；第二，隨著封裝材料楊氏模量的增加，導(dǎo)線整體的應(yīng)力也隨之增加，此外封裝對(duì)導(dǎo)線平面外變形的抑制也愈嚴(yán)重，進(jìn)而增加導(dǎo)線上的應(yīng)力，從而降低互連導(dǎo)線的延展性；第三，隨著封裝厚度的增加，其對(duì)導(dǎo)線平面外變形的抑制作用越強(qiáng)，從而增加了導(dǎo)線上的應(yīng)力；當(dāng)封裝厚度達(dá)到一定值時(shí)，導(dǎo)線上的應(yīng)力均趨向于某一極值，此后繼續(xù)增加封裝厚度對(duì)導(dǎo)線上的應(yīng)力影響很小。因此，在保證可靠性的前提下，應(yīng)采用低楊氏模量、薄厚度的封裝以增加互連導(dǎo)線的延展性。
　　本文理