Прикладная физика

При разработке устройств носимой биоэлектроники с эластичными элементами необходимо подтвердить высокую устойчивость конструкции коммутационного носителя к различным механическим воздействиям. В работе исследовано влияние деформаций растяжения, сжатия и изгиба на шлейф с проводниками подковообразной формы в жестко-эластичной печатной плате. В результате моделирования определены области максимальных механических напряжений в зависимости от приложенной силы. Выявлено, что увеличение ширины дорожек буферного слоя из полиимида способствует большей надежности эластичной части при растяжении. Так, при ширине полиимидных дорожек 150/750 мкм относительно медных 100/500 мкм получены результаты возможного растяжения шлейфа более 20 %, изгиба со смещением вниз более 15 % относительно длины шлейфа и сжатия более 17 % без замыкания соседних цепей между собой. Определено, что для обеспечения повышенной устойчивости к механическим воздействиям необходимы зазоры между соседними проводниками более 100 мкм, а также топологии от края компаунда не менее 2 мм.

При формировании эластичных соединений в связи с непластичной природой метал-
лов требуется особая изогнутая форма проводников. Это позволяет уменьшить воз-
никающие напряжения в металле, которые могут привести к возникновению дефек-
тов топологического рисунка. Исследованы механические деформации в конструкции
эластичного носителя на основе полидиметилсилоксана с медными и золотыми про-
водниками различных форм. По результатам моделирования были определены зоны с
максимальной напряженностью, в которых наиболее вероятно возникновение дефек-
тов при одноосном растяжении для каждого типа проводника. Определено влияние
толщины эластичных подложек при разных приложенных нагрузках на механические
напряжения в зависимости от формы проводника. Рассмотрено влияние скруглений в
местах наибольших напряжений в проводниках. Определена лучшая форма проводни-
ка из рассмотренных, позволяющая в большей степени компенсировать приложенные
нагрузки одномерной деформации