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作者: 深圳市叁鼎科技有限公司發(fā)表時(shí)間:2019-09-16 14:24:46瀏覽量:2814【小中大】
雖然基于剛性PCB板基板的傳統(tǒng)電子電路設(shè)計(jì)已成為數(shù)字技術(shù)時(shí)代的可靠基礎(chǔ),但該設(shè)計(jì)可支持的形式因素和功能存在限制。隨著小型設(shè)備的趨勢(shì)以及可穿戴技術(shù)和物聯(lián)網(wǎng)的快速發(fā)展,創(chuàng)新正在超越對(duì)習(xí)慣做法的修改(正在達(dá)到極限),以進(jìn)一步采用另一種設(shè)計(jì)理念:柔性電子產(chǎn)品。
這種下一波技術(shù)也被稱為柔性電路,涉及將電子元件印刷/安裝到介電柔性基板上,從而使器件能夠彎曲,卷曲,折疊和拉伸,同時(shí)保持功能完整性。這些設(shè)計(jì)適用于各種可能的應(yīng)用,包括傳感器,醫(yī)療設(shè)備,智能紡織品,顯示器,柔性電池,光伏,照明,汽車和國防應(yīng)用。電路設(shè)計(jì)的這種飛躍預(yù)計(jì)將產(chǎn)生新創(chuàng)建的應(yīng)用程序,這些應(yīng)用程序在傳統(tǒng)架構(gòu)的限制范圍內(nèi)是不可想象的。
柔性電路具有許多積極因素,可以促進(jìn)科技界的興趣和興奮。與傳統(tǒng)形式相比,柔性電路具有降低生產(chǎn)成本,降低能耗,提高性能的潛力,并且可以涉及更環(huán)保的材料和工藝。
此外,這些設(shè)計(jì)允許多種功能的組合,因此能夠在標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)中替換多個(gè)剛性板或連接器。根據(jù)IDTechEx的研究,考慮到所有因素,可以理解為什么預(yù)計(jì)未來10年柔性電路市場(chǎng)將近三倍,到2026年將導(dǎo)致超過690億美元的產(chǎn)業(yè)。
基板進(jìn)步
柔性電路設(shè)計(jì)的改進(jìn)和進(jìn)步集中在最明確的特征上:柔性基板和導(dǎo)電電路跡線的薄層,其他電氣元件可以連接,模制或印刷。這些基板的功能直接有助于電路的最重要品質(zhì),包括它的靈活性,熱穩(wěn)定性,成本,易于生產(chǎn)和性能。聚酰亞胺和聚酯薄膜是用于柔性電路制造的最廣泛使用的一些基板。
Dupont Teijin Films是聚酯薄膜的領(lǐng)先生產(chǎn)商之一,擁有高穩(wěn)定性聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯(PET)和聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)薄膜。具體而言,他們的品牌Melinex(PET)和Teonex(PEN)是雙軸取向的結(jié)晶聚酯,已成為柔性顯示器和可印刷電子產(chǎn)品的鉛材料。Teonex具有與強(qiáng)度,熱穩(wěn)定性,耐水解性和電絕緣性相關(guān)的卓越性能。
作為聚酰亞胺基板的替代品,AI Technology開發(fā)了專有的有機(jī)覆銅層壓板材料,這種材料可焊接,可在高達(dá)300°C的溫度下使用。他們的COUPLER柔性電路材料具有低介電常數(shù)和高防潮性,有效消除了聚酰亞胺基板常見的濕氣引起的降解問題。AI Technology列出了50%的傳統(tǒng)聚酰亞胺柔性電路材料可節(jié)省此材料的成本。
液晶聚合物(LCP)基板已經(jīng)證明具有穩(wěn)定的電子特性,支持其在高頻應(yīng)用中的使用。這些應(yīng)用包括醫(yī)療,電信,光電和高頻互連系統(tǒng)。柔性電路制造Tech-Etch提供先進(jìn)的化學(xué)蝕刻LCP工藝,使設(shè)計(jì)自由度與聚酰亞胺薄膜相當(dāng)。
靈活的混合電路
雖然Flex技術(shù)有望在未來提供前所未有的功能,但在這個(gè)發(fā)展階段,傳統(tǒng)電路仍然具有更高的性能。靈活的混合電路提供臨時(shí)解決方案,因?yàn)槿嵝约夹g(shù)縮小了傳統(tǒng)設(shè)計(jì)性能的差距。
這些電路在柔性基板上集成了超薄硅元件(傳統(tǒng)設(shè)計(jì)元件)和印刷導(dǎo)電油墨。靈活的混合電路通過利用硅技術(shù)的高性能和印刷電路的低成本生產(chǎn)屬性,在當(dāng)前設(shè)計(jì)和未來創(chuàng)新之間架起了一座橋梁。由此產(chǎn)生的一致性架構(gòu)在可穿戴,物聯(lián)網(wǎng)和醫(yī)療應(yīng)用中具有巨大的增長(zhǎng)潛力,其中需要靈活性。
公共和私人利益都非常關(guān)注柔性混合電子(FHE)的未來。NextFlex是一個(gè)由公司,學(xué)術(shù)機(jī)構(gòu),非營利組織和政府組成的聯(lián)盟,于8月31日正式成立,是美國唯一的靈活混合電子(FHE)制造創(chuàng)新研究所。NextFlex位于圣何塞硅谷的中心,2015年獲得了7500萬美元國防部投資,用于推進(jìn)FHE技術(shù)。上個(gè)月公布了四個(gè)由國防部撥款部分提供合同資金的首批獲得者:
1.普渡大學(xué)/ Integra生命科學(xué)/西密歇根大學(xué)/印第安納大學(xué)醫(yī)學(xué)院: 氧氣感應(yīng)印刷FHE智能傷口敷料。
敷料將監(jiān)測(cè)傷口床的氧氣水平,并且還將響應(yīng)于低水平向傷口遞送局部氧氣。適當(dāng)?shù)难鯕馑綄?duì)傷口愈合至關(guān)重要,可防止傷口進(jìn)一步惡化及相關(guān)并發(fā)癥。該平臺(tái)的結(jié)構(gòu)(來自之前的研究; Mostafalu等,2014)也適用于其他低成本的可穿戴和一次性生物醫(yī)學(xué)診斷應(yīng)用。