作者: 深圳市叁鼎科技有限公司发表时间:2019-09-16 14:24:46浏览量:3059【小中大】
虽然基于刚性PCB板基板的传统电子电路设计已成为数字技术时代的可靠基础,但该设计可支持的形式因素和功能存在限制。随着小型设备的趋势以及可穿戴技术和物联网的快速发展,创新正在超越对习惯做法的修改(正在达到极限),以进一步采用另一种设计理念:柔性电子产品。
这种下一波技术也被称为柔性电路,涉及将电子元件印刷/安装到介电柔性基板上,从而使器件能够弯曲,卷曲,折叠和拉伸,同时保持功能完整性。这些设计适用于各种可能的应用,包括传感器,医疗设备,智能纺织品,显示器,柔性电池,光伏,照明,汽车和国防应用。电路设计的这种飞跃预计将产生新创建的应用程序,这些应用程序在传统架构的限制范围内是不可想象的。
柔性电路具有许多积极因素,可以促进科技界的兴趣和兴奋。与传统形式相比,柔性电路具有降低生产成本,降低能耗,提高性能的潜力,并且可以涉及更环保的材料和工艺。
此外,这些设计允许多种功能的组合,因此能够在标准设计中替换多个刚性板或连接器。根据IDTechEx的研究,考虑到所有因素,可以理解为什么预计未来10年柔性电路市场将近三倍,到2026年将导致超过690亿美元的产业。
基板进步
柔性电路设计的改进和进步集中在最明确的特征上:柔性基板和导电电路迹线的薄层,其他电气元件可以连接,模制或印刷。这些基板的功能直接有助于电路的最重要品质,包括它的灵活性,热稳定性,成本,易于生产和性能。聚酰亚胺和聚酯薄膜是用于柔性电路制造的最广泛使用的一些基板。
Dupont Teijin Films是聚酯薄膜的领先生产商之一,拥有高稳定性聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)和聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)薄膜。具体而言,他们的品牌Melinex(PET)和Teonex(PEN)是双轴取向的结晶聚酯,已成为柔性显示器和可印刷电子产品的铅材料。Teonex具有与强度,热稳定性,耐水解性和电绝缘性相关的卓越性能。
作为聚酰亚胺基板的替代品,AI Technology开发了专有的有机覆铜层压板材料,这种材料可焊接,可在高达300°C的温度下使用。他们的COUPLER柔性电路材料具有低介电常数和高防潮性,有效消除了聚酰亚胺基板常见的湿气引起的降解问题。AI Technology列出了50%的传统聚酰亚胺柔性电路材料可节省此材料的成本。
液晶聚合物(LCP)基板已经证明具有稳定的电子特性,支持其在高频应用中的使用。这些应用包括医疗,电信,光电和高频互连系统。柔性电路制造Tech-Etch提供先进的化学蚀刻LCP工艺,使设计自由度与聚酰亚胺薄膜相当。
灵活的混合电路
虽然Flex技术有望在未来提供前所未有的功能,但在这个发展阶段,传统电路仍然具有更高的性能。灵活的混合电路提供临时解决方案,因为柔性技术缩小了传统设计性能的差距。
这些电路在柔性基板上集成了超薄硅元件(传统设计元件)和印刷导电油墨。灵活的混合电路通过利用硅技术的高性能和印刷电路的低成本生产属性,在当前设计和未来创新之间架起了一座桥梁。由此产生的一致性架构在可穿戴,物联网和医疗应用中具有巨大的增长潜力,其中需要灵活性。
公共和私人利益都非常关注柔性混合电子(FHE)的未来。NextFlex是一个由公司,学术机构,非营利组织和政府组成的联盟,于8月31日正式成立,是美国唯一的灵活混合电子(FHE)制造创新研究所。NextFlex位于圣何塞硅谷的中心,2015年获得了7500万美元国防部投资,用于推进FHE技术。上个月公布了四个由国防部拨款部分提供合同资金的首批获得者:
1.普渡大学/ Integra生命科学/西密歇根大学/印第安纳大学医学院: 氧气感应印刷FHE智能伤口敷料。
敷料将监测伤口床的氧气水平,并且还将响应于低水平向伤口递送局部氧气。适当的氧气水平对伤口愈合至关重要,可防止伤口进一步恶化及相关并发症。该平台的结构(来自之前的研究; Mostafalu等,2014)也适用于其他低成本的可穿戴和一次性生物医学诊断应用。