可拉伸电子要在有限面积内集成传感、驱动、供电与通信，多层布线是必然选择。刚性印制电路板的多层工艺成熟，但迁移到弹性基体后，两类问题同时出现：其一，层间绝缘与导通需要在柔软材料内实现，机械强度与电学可靠性难以兼顾；其二，传统减法工艺依赖冲孔与填孔，孔壁成为应力集中源，拉伸时裂纹优先从此处萌生。
泊松效应进一步加剧了问题。弹性基体在纵向拉伸时横向收缩，垂直通孔的两端随之发生相对位移，孔内导电填料被剪切、拉脱，接触电阻迅速上升。已有研究通过蛇形走线、岛桥结构等方式缓解整体应变，但互连点本身仍是薄弱环节。
研究提出的方案是"免冲孔斜面互连接入"。打印时先在多层可拉伸基体上构造出倾斜的过渡区域，导电通路沿斜面从一个布线层过渡到另一个布线层，而不是穿过一个垂直的孔。这一几何变化带来两方面收益：垂直方向的应力在斜面处被部分转化为水平方向的再分配，应力集中系数下降；斜面结构对横向收缩的约束更弱，泊松效应引起的相对位移被结构本身吸收。
导电通路由液态金属墨水承担。研究将块体 GaIn 合金经超声处理制成微米级颗粒，再与热塑性聚氨酯（TPU）均匀混合，形成可直写的复合墨水。液态金属液滴在 TPU 骨架内彼此隔离，打印后经机械或溶剂作用使液滴连通，从而在弹性基体中形成可拉伸的导电通路。这种"先绝缘后激活"的策略使墨水在打印阶段保持稳定流变，避免液态金属因高表面张力而在喷嘴处聚并。
制造流程按层推进：打印多层可拉伸基体→在基体上打印液态金属通路→打印或贴装电子元器件→封装首层并打印第三层→在第三层上再次打印液态金属→继续贴装。整个流程在单一设备上顺序完成，无需冲孔、填孔与层压对准。
图1｜传统减法工艺与直写增材工艺的设计与制造对比（对应原文 Fig. 1）
液态金属/TPU 墨水的可打印性来自两相结构的平衡：TPU 提供屈服应力与触变恢复，使细丝在沉积后保持线形；液态金属液滴作为分散相，在剪切场中被包裹而不聚并。墨水的固含量与液滴尺寸决定了激活后的导电率与可拉伸性——液滴过大易在挤出时合并造成堵塞，过小则激活后导通不充分。
直写带来的设计自由度体现在三个层面：布线路径可按应变分布优化，无需受限于通孔位置；层数可按功能需求增减，从两层到四层均在实验中得到验证；基体与导电层的几何可同步设计，斜面角度与过渡长度成为可调参数，而非由冲孔工艺限定的固定值。
图2｜多层可拉伸电子的材料特性与设计自由度（对应原文 Fig. 2）
器件的拉伸极限达到 646%，即在接近其原始长度 7.5 倍的应变下仍保持导通。这一数值显著高于既有报道的多层可拉伸器件。更关键的是循环稳定性：在 100% 应变下循环 11000 次以上，电学性能未出现显著衰减。
两项指标的组合说明失效机制被改变。常规冲孔互连的失效来自孔壁处的裂纹萌生与扩展，属于应力集中主导的疲劳；斜面互连把应变分散到较长的过渡区，局部应变幅值下降，裂纹萌生的驱动力随之减弱。同时，液态金属本身的流动性使其在变形过程中能够重新分布，避免刚性导电填料常见的界面脱粘。
图3｜多层可拉伸电子的力学性能（对应原文 Fig. 3）
电学测试表明，在拉伸、弯曲与扭转组合工况下，互连电阻的变化幅度被控制在较小范围。斜面结构对应变的再分配使导电通路承受的剪切减小，液态金属的连续性得以维持。
研究给出两套系统级演示。其一是无线供电的显示系统：多层结构集成无线接收线圈、驱动电路与发光单元，在大幅拉伸下仍保持稳定显示，说明供电与信号通路在变形下未失效。其二是四层无线共形生理监测系统：器件贴合人体曲面，集成传感与无线传输，实现生理信号的连续采集。这两套演示共同说明，多层互连的可靠性已足以支撑完整系统而非单一器件。
该工艺对设备的要求集中在多层对准与层间固化两点。斜面接入的几何精度直接决定互连可靠性——斜面角度、过渡长度与层间偏移量若超出容差，应力再分配效果会被削弱，器件在低应变下即出现电阻漂移。因此设备需要具备多层重复定位能力，且各层的打印路径必须共享同一坐标基准。
其次是材料切换。同一构件内需要在基体、导电层与封装层之间反复切换，若采用单料筒系统，换料带来的清洗与残留会破坏层间结合；多料筒或在线混合方案更适合此类多层结构。第三是激活后处理。液态金属液滴的连通需要额外的机械或溶剂作用，这一步骤与打印分离，属于独立的后处理工序，须纳入整机工艺链设计。
对希望拓展柔性电子业务的设备厂家而言，这一路线降低了对光刻与冲孔的依赖，把多层互连的复杂度转移到路径规划与材料匹配上，属于典型可由软件与工艺参数解决的成本结构。
与转印、丝网印刷等既有柔性电子工艺相比，直写的差异在于层间几何的连续可调。转印工艺的互连形态由模板决定，丝印则受限于网版目数与浆料流变，二者在斜面这类连续过渡结构上都存在实现难度；直写按路径逐点沉积，过渡区长度与角度可作为设计变量直接写入代码。代价是成形效率——逐点沉积的速度低于整面印刷，因此更适合小面积、高集成度的器件，而非大面积均匀涂层。这一取舍决定了该工艺的适用边界：以功能密度取胜，而非以产能取胜。
工艺执行层面还有一项容易被低估的约束：层间对准。斜面互连虽免除了冲孔工序，但对相邻两层的线宽中心偏差提出了更严格的要求，偏差过大时斜面接触面积不足，通路电阻抬升甚至断开。多层打印因此需要设备具备可重复的层间零位与足够的位置精度；同时各层的固化程度须分别控制，若底层未充分固化即打印上层，斜面沟槽会被压塌，若过度固化则界面润湿变差，两层之间容易出现剥离。
图4｜多层可拉伸电子的电学性能（对应原文 Fig. 4）
图5｜多层可拉伸无线供电显示系统（对应原文 Fig. 5）
图6｜四层无线共形生理监测系统（对应原文 Fig. 6）
多层结构的打印还涉及材料切换的次序。导电层与介电层交替成形时，界面处的相互扩散会改变接触电阻与击穿强度，若前一层尚未定型即叠加后一层，液态金属可能渗入介电层形成漏电通路。因此层间须设置受控的固化或静置环节，使界面既有足够结合力又不发生过度互溶；同时各层的线宽中心须对准，偏差累积会使斜面互连的有效接触面积逐层衰减。
该研究以液态金属/热塑性聚氨酯复合墨水直写多层可拉伸电子，用免冲孔斜面互连接入替代传统垂直通孔，通过应力再分配与泊松变形抑制，使器件拉伸极限达 646%、在 100% 应变下循环 11000 次以上保持稳定，并演示了无线供电显示与四层共形生理监测系统，为多层柔性电子的增材制造提供了新的互连范式。
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