柔性电子技术将基于元晶片的传统半导体的电学性能和柔性基底的力学性能结合起来,实现了其独特的柔韧性和延展性,在很多方面有着广阔的应用前景。本文以非共面薄膜-基底结构(也称为岛-桥结构)为研究对象,结合理论分析和有限元计算,从以下三个方面进行了研究分析：首先,为减小非共面柔性电子结构因封装而导致的延展性下降,提出一种多层封装结构形式,并对其延展性进行了研究。通过对薄膜上下表面附近采用不同力学特性的聚二甲基硅氧烷(PDMS),形成层状封装结构。在将薄膜及其上下封装层简化为复合梁的拉-弯组合变形问题的基础上,采用有限元法计算了上下封装层的厚度、弹性模量等相关参数对结构整体的延展性的影响。计算结果表明：上封装层弹性模量减小、厚度增加有利于改善延展性；下封装层的弹性模量适度高于基本封装材料且厚度合适的情况下可较大幅度提高结构延展性,而若弹性模量过高或厚度过大则可导致延展性的大幅下降。其次,考虑了柔性电子封装系统中可能存在的“夹杂”问题,通过建立合理有效的有限元模型,从夹杂刚度、夹杂位置以及封装方式等三个方面探讨夹杂对岛-桥结构延展性影响。有限元分析结果表明：随着夹杂刚度的增大,桥的最大应变增大,整体结构最大延伸量可减小30%；夹杂埋藏位置越深,桥顶局部的整体应变水平越大,最大延伸量可减小20%；相对“硬”封装情形,相同的夹杂对“软”封装中桥的最大延伸量的影响更严重。最后,通过计入柔性电子中基底与封装材料的粘弹性性质,考察动态拉伸过程中柔性基底及封装材料(PDMS)的粘弹性性质对薄膜应力和变形的影响。采用有限元法分析了多种粘弹性参数情况、在不同拉伸速率下结构的延展性,结果表明：一定的总拉伸量下加载速率越大、一定应变速率下基底与封装材料的瞬时模量(instantaneous modulus)越高,薄膜的应力水平越高,结构的极限延展量越小。同时引入了一个表征延展性劣化的无量纲参数,给出了它随拉伸应变率变化的关系曲线；封装材料与基底材料在一定应变速率范围内的瞬时模量峰值之比越大,薄膜的最大主应变增强得越多而薄膜面下降的位移越小；松弛阶段薄膜最大主应变、薄膜高度均随松弛时间而“衰减”至与静态拉伸时状态。本文结果对于非共面薄膜-柔性基底封装结构的设计和安全使用具有较重要的理论和实际意义。