柔性可延展电路中互连结构设计及布局优化

针对柔性可延展电路由于不合理的互连结构设计和布局而造成的串扰问题,提出一种基于响应面法对柔性可延展电路互连结构进行设计与布局的方法.以柔性可延展电路中的通用互连结构为研究对象,通过正交实验和方差分析,筛选出对串扰存在显著性影响的因素.基于正交设计分析结果,运用中心复合实验设计法获得样本数据,利用ANSYS Electronic Desktop获得串扰响应值,构建串扰与影响因子之间的二阶多项式响应面模型,以近端串扰和远端串扰之和的最小值为优化目标建立优化模型,通过优化算例验证了该方法的可行性,为可延展通用互连导线的优化与布局提供了参考依据.

多层可延展柔性电路互连结构优化

为了提高柔性电子产品的穿戴舒适性,克服对皮肤产生的约束,提出基于非参数回归响应面代理模型和多目标遗传算法,对垂直互连通孔及导线焊盘大小与皮肤界面应力之间的模型进行预测并优化。以两层可延展柔性电路中垂直互连通孔及导线焊盘尺寸为研究对象,运用最佳填充空间设计抽样方法,建立试验样本点,通过非参数回归方法,拟合试验样本点,并利用验证点提高了响应面精度。采用多遗传算法在响应面模型内进行全局寻优,得出了一组满足皮肤舒适性的最优参数组合,对该最优参数组合进行仿真验证,验证结果表明了该方法的有效性,实现了多层可延展柔性电路互连结构的优化。

多层可延展柔性电路皮肤舒适性及器件延展性优化

柔性电子在与皮肤佩戴的过程中会对皮肤产生约束,为了提高穿戴舒适性,将分析通孔尺寸、导线焊盘尺寸对皮肤舒适性的影响及蛇形导线宽度对导线弹性应变的影响。并以参数化建模的思想,利用响应面法与多目标遗传算法相结合的实验方法,获取对皮肤界面应力影响最小和最佳弹性应变的通孔、导线焊盘及导线宽度尺寸最佳参数组合。相较于初始尺寸,优化后皮肤界面法向应力最大值及导线弹性应变最大值均有所减小,其中优化后的法向应力相较于初始值31.659 kPa降低到了18.015 kPa,降低了43.1%;导线弹性应变相较于初始值0.258 5降低到了0.169 4,降低了34.5%。并通过Six Sigma方法分析验证了最终优化结果的可靠性。