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柔性电路的未来
柔性电路的未来
正如韬放 PCB预测的那样，柔性电路市场将在未来持续稳定增长，就像过去三十年一样。原因不难发现，一方面，挠性电路继续支持对不同行业如此重要的现有技术，另一方面，先进的挠性电路能够舒适地满足制造商提出的未来需求。新兴行业，包括军事，航空电子，航空航天，电信，消费电子，医疗和汽车。为了适当地解释柔性电路的未来，有必要从三个角度考虑这一主题：
柔性电路的新配置[1]
柔性电路有用的新应用[2]
较新的技术正在用于制造柔性电路[3]
根据市场需求，制造商总是愿意增加更多的挠性层数量，以及常见的盲孔和埋孔结构，嵌入式组件，集成连接器，雕刻挠性等等。
同样，根据应用，制造商可以提供灵活的设计，要求在特定区域屏蔽EMI / EMC，采用非对称结构，并且在不同的刚性区域之间使用不同的厚度。
除了常规的刚性-柔性PCB构造方法外，最近在不同制造商提供的柔性电路的新配置方面也取得了进展。标准的刚柔PCB是对称结构，可作为构建的基线，并提供对阻抗的良好控制。
标准刚性-柔性PCB的制造通常在结构的中心具有柔性层，并且在柔性和刚性区域均具有均匀的层数。尽管四到十六层在设计中很常见，但可以更多。将柔性层放置在中央可提供最大程度的灵活性。但是，诸如韬放 PCB之类的制造商也提供不同的配置，例如：
尽管大多数设计更喜欢偶数层结构，但制造商的确提供了奇数层数，这有其自身的优势。例如，刚性-柔性PCB在其刚性部分中可以具有七个层，并且可以具有三个柔性电路层。带状线阻抗控制的要求主要驱动这种性质的设计，其中挠性区域需要两侧屏蔽。柔性区域中的结构通常在两个外层上都具有接地层，在它们之间夹有一个信号层-在刚性部分之间提供了大量的互连。
奇数层设计中的主要因素是刚性和挠性区域都可能具有奇数层，并且刚性和挠性区域中的层数可能相互独立。制造商也提供其他变体-核心一侧的偶数层数，而另一侧的奇数层数。优点是在短期和长期弯曲时都具有较高的柔韧性和较高的可靠性。省略不想要的层也可以降低设计成本。
复杂的设计要求（例如盲孔结构或同一PCB中的介电层厚度差异很大）要求采用非对称结构。制造商更喜欢将柔韧性层移向堆叠的底部，而不是将其置于中间。尽管这确实引起了制造过程中的翘曲和扭曲问题，但是使用压紧夹具可以轻松地处理它们。
制造商提供了另一种结构，在刚性部分之间具有不同的挠性层数。例如，第一刚性部分和第二刚性部分之间可以具有四到六个挠曲层，但是在刚性部分二和三之间仅具有一个或两个挠曲层。减少不必要的挠性层有助于显着提高具有较少层数的部分的弯曲能力。
通过将ZIF尾部集成到刚柔设计的刚性端中，制造商无需安装ZIF连接器。这在高密度设计中大有裨益，因为它既节省了空间，又节省了成本，同时又产生了薄型设计。
高密度设计通常需要盲孔和掩埋通孔，而近间距BGA可能需要焊盘内通孔设计以及通孔填充和封盖。尽管材料和制造方法的尺寸公差限制了多层刚挠性PCB的层压循环次数，但通过将其放置在板的刚性部分中，可以通过垫内通孔设计进行制造。
制造商还以单独配置的独立对的形式提供柔韧性层，两者之间有空气间隙。这具有显着改善挠曲部的挠性的优点。当然，这种设计仅适用于两层以上的挠性层。刚性区域内不存在粘合剂，从而提高了通孔的可靠性，从而可以长期使用电路板。
尽管昂贵且复杂的叠层设计，但是可以在多个刚性区域中构造具有不同厚度的柔性电路，但是目前仅限于具有不同厚度的两个刚性区域。
需要屏蔽层以减少EMI和RF干扰影响的特殊柔性电路使用专用膜而不是铜层。使用铜层作为屏蔽是昂贵的主张。而是，特殊薄膜在保持挠曲的厚度减小的同时，充当了有效的屏蔽材料，从而提高了柔韧性。
可穿戴电子市场是柔性电路在爆炸中独立触发的最新应用之一。身体上佩戴电子设备本质上要求舒适，而灵活的电路可确保这一点。市场上流行的可穿戴电子应用的一些示例是腕戴式活动和身体功能监测器，脚踏式传感器，可穿戴式婴儿监测器，医疗传感器，宠物监测器以及穿着破旧的电子设备。通过弯曲并形成适合人体曲线的柔性电路，这些应用可为长时间的佩戴和使用提供舒适感。
柔性PCB的制造仍然遵循光刻和蚀刻的传统方法，以去除多余的铜。为了制作更薄的挠性电路，西北大学麦考密克工程学院的研究人员完全放弃了铜层。相反，他们使用的是将石墨烯基油墨以所需的图案喷涂到基板上，以提供电连接。
使用石墨烯的优点是双重的。第一，石墨烯可以只有一个原子厚存在，并且其二维特性使其既具有柔韧性又具有透明性。但是，研究人员将其喷涂到14纳米厚的层上，以创建轨迹和图案。第二个优势是石墨烯的导电性是铜的250倍，因此仅需非常薄的层即可。这显着提高了灵活性，减轻了重量，并允许更薄的柔性电路。下一个尝试是允许对石墨烯进行掺杂，以便除了将其用作导体之外，还可以将其用作制造嵌入式晶体管的半导体。