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柔性電路的未來(lái)
柔性電路的未來(lái)
正如韜放 PCB預測的那樣，柔性電路市場(chǎng)將在未來(lái)持續穩定增長(cháng)，就像過(guò)去三十年一樣。原因不難發(fā)現，一方面，撓性電路繼續支持對不同行業(yè)如此重要的現有技術(shù)，另一方面，先進(jìn)的撓性電路能夠舒適地滿(mǎn)足制造商提出的未來(lái)需求。新興行業(yè)，包括軍事，航空電子，航空航天，電信，消費電子，醫療和汽車(chē)。為了適當地解釋柔性電路的未來(lái)，有必要從三個(gè)角度考慮這一主題：
柔性電路的新配置[1]
柔性電路有用的新應用[2]
較新的技術(shù)正在用于制造柔性電路[3]
根據市場(chǎng)需求，制造商總是愿意增加更多的撓性層數量，以及常見(jiàn)的盲孔和埋孔結構，嵌入式組件，集成連接器，雕刻撓性等等。
同樣，根據應用，制造商可以提供靈活的設計，要求在特定區域屏蔽EMI / EMC，采用非對稱(chēng)結構，并且在不同的剛性區域之間使用不同的厚度。
除了常規的剛性-柔性PCB構造方法外，最近在不同制造商提供的柔性電路的新配置方面也取得了進(jìn)展。標準的剛柔PCB是對稱(chēng)結構，可作為構建的基線(xiàn)，并提供對阻抗的良好控制。
標準剛性-柔性PCB的制造通常在結構的中心具有柔性層，并且在柔性和剛性區域均具有均勻的層數。盡管四到十六層在設計中很常見(jiàn)，但可以更多。將柔性層放置在中央可提供最大程度的靈活性。但是，諸如韜放 PCB之類(lèi)的制造商也提供不同的配置，例如：
盡管大多數設計更喜歡偶數層結構，但制造商的確提供了奇數層數，這有其自身的優(yōu)勢。例如，剛性-柔性PCB在其剛性部分中可以具有七個(gè)層，并且可以具有三個(gè)柔性電路層。帶狀線(xiàn)阻抗控制的要求主要驅動(dòng)這種性質(zhì)的設計，其中撓性區域需要兩側屏蔽。柔性區域中的結構通常在兩個(gè)外層上都具有接地層，在它們之間夾有一個(gè)信號層-在剛性部分之間提供了大量的互連。
奇數層設計中的主要因素是剛性和撓性區域都可能具有奇數層，并且剛性和撓性區域中的層數可能相互獨立。制造商也提供其他變體-核心一側的偶數層數，而另一側的奇數層數。優(yōu)點(diǎn)是在短期和長(cháng)期彎曲時(shí)都具有較高的柔韌性和較高的可靠性。省略不想要的層也可以降低設計成本。
復雜的設計要求（例如盲孔結構或同一PCB中的介電層厚度差異很大）要求采用非對稱(chēng)結構。制造商更喜歡將柔韌性層移向堆疊的底部，而不是將其置于中間。盡管這確實(shí)引起了制造過(guò)程中的翹曲和扭曲問(wèn)題，但是使用壓緊夾具可以輕松地處理它們。
制造商提供了另一種結構，在剛性部分之間具有不同的撓性層數。例如，第一剛性部分和第二剛性部分之間可以具有四到六個(gè)撓曲層，但是在剛性部分二和三之間僅具有一個(gè)或兩個(gè)撓曲層。減少不必要的撓性層有助于顯著(zhù)提高具有較少層數的部分的彎曲能力。
通過(guò)將ZIF尾部集成到剛柔設計的剛性端中，制造商無(wú)需安裝ZIF連接器。這在高密度設計中大有裨益，因為它既節省了空間，又節省了成本，同時(shí)又產(chǎn)生了薄型設計。
高密度設計通常需要盲孔和掩埋通孔，而近間距BGA可能需要焊盤(pán)內通孔設計以及通孔填充和封蓋。盡管材料和制造方法的尺寸公差限制了多層剛撓性PCB的層壓循環(huán)次數，但通過(guò)將其放置在板的剛性部分中，可以通過(guò)墊內通孔設計進(jìn)行制造。
制造商還以單獨配置的獨立對的形式提供柔韌性層，兩者之間有空氣間隙。這具有顯著(zhù)改善撓曲部的撓性的優(yōu)點(diǎn)。當然，這種設計僅適用于兩層以上的撓性層。剛性區域內不存在粘合劑，從而提高了通孔的可靠性，從而可以長(cháng)期使用電路板。
盡管昂貴且復雜的疊層設計，但是可以在多個(gè)剛性區域中構造具有不同厚度的柔性電路，但是目前僅限于具有不同厚度的兩個(gè)剛性區域。
需要屏蔽層以減少EMI和RF干擾影響的特殊柔性電路使用專(zhuān)用膜而不是銅層。使用銅層作為屏蔽是昂貴的主張。而是，特殊薄膜在保持撓曲的厚度減小的同時(shí)，充當了有效的屏蔽材料，從而提高了柔韌性。
可穿戴電子市場(chǎng)是柔性電路在爆炸中獨立觸發(fā)的最新應用之一。身體上佩戴電子設備本質(zhì)上要求舒適，而靈活的電路可確保這一點(diǎn)。市場(chǎng)上流行的可穿戴電子應用的一些示例是腕戴式活動(dòng)和身體功能監測器，腳踏式傳感器，可穿戴式嬰兒監測器，醫療傳感器，寵物監測器以及穿著(zhù)破舊的電子設備。通過(guò)彎曲并形成適合人體曲線(xiàn)的柔性電路，這些應用可為長(cháng)時(shí)間的佩戴和使用提供舒適感。
柔性PCB的制造仍然遵循光刻和蝕刻的傳統方法，以去除多余的銅。為了制作更薄的撓性電路，西北大學(xué)麥考密克工程學(xué)院的研究人員完全放棄了銅層。相反，他們使用的是將石墨烯基油墨以所需的圖案噴涂到基板上，以提供電連接。
使用石墨烯的優(yōu)點(diǎn)是雙重的。第一，石墨烯可以只有一個(gè)原子厚存在，并且其二維特性使其既具有柔韌性又具有透明性。但是，研究人員將其噴涂到14納米厚的層上，以創(chuàng )建軌跡和圖案。第二個(gè)優(yōu)勢是石墨烯的導電性是銅的250倍，因此僅需非常薄的層即可。這顯著(zhù)提高了靈活性，減輕了重量，并允許更薄的柔性電路。下一個(gè)嘗試是允許對石墨烯進(jìn)行摻雜，以便除了將其用作導體之外，還可以將其用作制造嵌入式晶體管的半導體。