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挠性电路:人迹罕至的一条路

四月 28, 2023 | Joe Fjelstad, Verdant Electronics
挠性电路:人迹罕至的一条路

可能在一篇技术专栏文章里引用一首家喻户晓的诗看起来有点奇怪,但我却觉得这首诗非常适合用在这里。我长期从事挠性电路技术相关工作,它已经占据了我的精神生活和现实生活。如果不是当初我对这项边缘互连技术产生了兴趣,我永远都不会经历这一路走来所经历的一切。虽然在我刚刚了解挠性电路时,它还是一条鲜有人选择的路,但这条路确实彻底改变了我的职业生涯。

 

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过去几十年,本专栏发表的内容,以及业内其他挠性电路拥护者表达的思考,都说明了挠性电路作为一种互连媒介具有不胜枚举的优势。身为挠性电路的忠实拥趸,我们都强调了挠性电路在构建三维互连时所发挥的独特作用,将设计师从无休无止的电子产品种类的设计工作中解放了出来。接着,我们又继续指出挠性电路的多功能特性,使用挠性电路可以将那些需要在移动过程中还保持连接的电子部件都互连在一起,例如喷墨打印头、磁盘驱动读写头和笔记本电脑合页等。我们还阐述了挠性电路作为媒介可以高效控制电子信号在点到点之间的传输。这些领域已经蕴藏着海量机会,似乎已经没有必要去探索其他边缘化的应用领域,但这恰恰是我今天想带领读者有所了解的。

 

充满机遇之路
加热器电路
除了大众普遍了解的挠性电路领域之外,在设计方面还蕴藏着大量容易被忽视的机遇。挠性加热器电路就是其中一个例子。薄的挠性加热器会用于很多不可见应用当中。比较常见的一种应用是防雾防霜镜。从汽车到浴室,这种简单又非常实用的挠性电路应用随处可见,只需要加热到相对不太高的温度就能达到目标。而这些低功率电路使用成本相对较低的材料制成,如聚酯薄膜或厚聚合物薄膜油墨。而高温挠性电路加热器也是可以实现的。将电阻相对较高的金属箔或金属膜(例如镍-铬、英高镍合金或不锈钢)与聚酰亚胺等高温材料结合使用可以制造高温加热器,这些材料能够释放大功率和承受高热量。

 

智能卡
多年来,挠性电路技术发挥重要作用的另一个领域是智能卡的生产制造。智能卡并不是对挠性电路的一种新型应用,但确实是我们步入到互联网时代产生的一项新兴技术,因为每个被制造出来的物体几乎都要配备一个独特且可追踪的身份。智能卡成为了物连网(IoT)技术的支柱。这类装置上通常会用附连的芯片标记其身份,蚀刻到挠性电路材料铜箔中的金属线圈是此类设备的典型特征,用以接收发送无线数据。也正是因为此类电路的数量巨大且不断增长,通常采用卷对卷工艺(一种挠性电路自然适合的工艺)来制造这些日益普遍的电路。

 

可穿戴电子装置
随着近年来人们越来越关注健康监测,可穿戴电子装置领域得到了飞速发展,而其也是挠性电路可以发挥潜力的领域。一般情况下,这类装置包括带有减薄集成电路芯片的电子装置和贴合穿戴者解剖特征的无源装置。这类装置可以监测多项身体机能,包括心率、呼吸、电解质水平和血糖浓度等,然后这些数据可以传输到手机等其他设备上。受此启发,开发者将具有这种扩展功能的组件称之为“挠性混合电子学”(flexible hybrid electronics,简称FHE)。人们将这类组件也应用到了另一个研究领域:使用弹性载板或人造橡胶载板的可伸缩电路。这项技术为人们进一步研究出更加实用、更加奇特的电子产品打开了创新之门。
这篇短小的专栏文章可能无法全面介绍挠性电路的用途,但对于那些不熟悉这项技术的读者而言,这篇文章可以作为一篇入门读物。事实就是挠性电路为解决问题提供了无限的可能。本专栏一直致力启发读者将挠性电路作为通往未来电子设计目的地的可供选择的“道路”。
回首当初我刚开始撰写这个专栏时,有一首诗在我的人生当中不断启发、指引着我,今天我分享在文章最后,希望那些没有读过的读者也能从中有所感悟。

更多内容可点击这里查看,文章发表于《PCB007中国线上杂志》23年4月号,更多精彩原创内容,欢迎关注“PCB007中文线上杂志”公众号。

标签:
#PCB  #Design  #设计  #挠性电路  #智能卡  #可穿戴电子装置 

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