Hyppää sisältöön
    • Suomeksi
    • In English
Trepo
  • Suomeksi
  • In English
  • Kirjaudu
Näytä viite 
  •   Etusivu
  • Trepo
  • Väitöskirjat
  • Näytä viite
  •   Etusivu
  • Trepo
  • Väitöskirjat
  • Näytä viite
JavaScript is disabled for your browser. Some features of this site may not work without it.

3D Printing and Stretchable Electronics

Salo, Teemu (2024)

 
Avaa tiedosto
978-952-03-3323-2.pdf (25.16Mt)
Lataukset: 



Salo, Teemu
Tampere University
2024

Tieto- ja sähkötekniikan tohtoriohjelma - Doctoral Programme in Computing and Electrical Engineering
Informaatioteknologian ja viestinnän tiedekunta - Faculty of Information Technology and Communication Sciences
This publication is copyrighted. You may download, display and print it for Your own personal use. Commercial use is prohibited.
Väitöspäivä
2024-03-28
Näytä kaikki kuvailutiedot
Julkaisun pysyvä osoite on
https://urn.fi/URN:ISBN:978-952-03-3323-2
Tiivistelmä
Stretchable electronics are electronic systems that comply with dimensional changes of the substrate without the loss of functionality. Stretchable electronic technologies are developed for the manufacturing of wearable electronics, which require soft and elastic substrates. Thus, stretchable electronics have normally (I) a deformable thermoplastic polyurethane (TPU) substrate, (II) rigid printed circuit board (PCB) module islands, and (III) stretchable interconnections between the islands. In the system, the mechanical and electrical features have a linkage, where the electrical performance is affected by the mechanical difference of the components.

In this thesis, manufacturing methods are researched to control and decrease the mechanical differences in stretchable electronics. The joining of rigid and stretchable substrates with structural and non-structural adhesives is studied with peel tests. Also, TPU 3D printing on the TPU substrate is explored to optimize shaped stretchable interconnections. The 3D printing is further adapted for the stretchable 3D-printed interconnections and sensors. Finally, the interconnection deformations close to the islands are studied in hybrid stretchable circuit board (SCB) technology.

The results show that the structural adhesives are incapable of complying with the elongation of TPU substrate, which induces irregular peeling. With the nonstructural adhesive, the adhesive stretches, producing stable peeling. In the case of small and local interconnection supports, the adhesives are replaced by 3D printing directly molten TPU plastic on the screen-printed TPU substrate. The good adhesion of ~ 1,9 N/mm allows the supports to increase the safe elongation of interconnections by ~ 27%. Moreover, the 3D printing of TPU is usable for stretchable 3D printed structures. Unlike with current conductive 3D printing materials, permeable carbon fiber nonwovens enable stretchable and conductive composites. Thin ~ 53 μm fiber layer deforms evenly with cyclic 50 % elongation, and thick > 150 μm fiber layers have the best resistance results 4 Ω□. Lastly, with various protective structures, the interconnection transition area close to the SCB islands is used to stabilize the samples at 10 % and 20 % cyclic elongation.

Demonstrated new manufacturing methods advance stretchable electronics by balancing the mechanical differences of the system, which increases the stretchability and integration level of stretchable systems. More durable and smaller systems build a foundation for indistinguishable structural electronics and maintainable wearable electronics for casual use, military, sports, and healthcare sectors.
Kokoelmat
  • Väitöskirjat [5015]

Samankaltainen aineisto

Näytetään aineisto, joilla on samankaltaisia nimekkeitä, tekijöitä tai asiasanoja.

  • Smart Shirt and Carpet for Monitoring Eye-Contact in Autism Research 

    Nadeem, Ali (2021)
    Diplomityö
  • Structural studies of the membrane transport proteins Na,K-ATPase and melibiose permease by electron crystallography 

    Purhonen, Pasi (Omakustanne, 2006)
    Väitöskirja
    Kalvoproteiinit ovat tärkeitä solujen normaalille toiminnalle toimien kanavina, kuljetusproteiineina ja reseptoreina solukalvoilla. Ne ovatkin monien nykylääkkeiden vaikutuskohteita. Tässä väitöskirjatyössä tutkittiin ...
  • Adult Cancer Patients’ Perceptions of Electronic Social Support 

    Yli-Uotila, Tiina
    Acta Electronica Universitatis Tamperensis : 1758 (Tampere University Press, 2017)
    Artikkeliväitöskirja
    Tutkimuksen tarkoituksena oli tutkia aikuisten syöpään sairastuneiden käsityksiä sähköisestä sosiaalisesta tuesta. Lisäksi tutkimuksen tarkoituksena oli mitata tarvittua ja saatua sähköistä sosiaalista tukea syöpäyhdistysten ...
Kalevantie 5
PL 617
33014 Tampereen yliopisto
oa[@]tuni.fi | Tietosuoja | Saavutettavuusseloste
 

 

Selaa kokoelmaa

TekijätNimekkeetTiedekunta (2019 -)Tiedekunta (- 2018)Tutkinto-ohjelmat ja opintosuunnatAvainsanatJulkaisuajatKokoelmat

Omat tiedot

Kirjaudu sisäänRekisteröidy
Kalevantie 5
PL 617
33014 Tampereen yliopisto
oa[@]tuni.fi | Tietosuoja | Saavutettavuusseloste