什么是剛?cè)峤Y(jié)合電路?
如今的技術(shù)創(chuàng)新需要一種不同類型的電路。
傳統(tǒng)的剛性電路板具有簡單的制造設(shè)計和易于切割的邊角,在規(guī)?;a(chǎn)時成本較低,因此備受青睞。然而,如今的設(shè)計技術(shù)往往需要更靈活的電路,以適應(yīng)不同的形狀參數(shù)。更小、更不顯眼的設(shè)備需要更緊湊的處理方案,因此,第一代電路板不符合要求。
柔性電路具有適應(yīng)各種形狀的特性,能夠彎曲、折疊和扭曲。因此,柔性電路也可以做得更小,從而應(yīng)用于更顯眼、更重的剛性電路板不可用的情況。此外,柔性電路可以減少高達 75% 的布線需求,還可以減少 70% 的電氣連接成本。考慮到重量和成本的總體降低以及柔韌性,柔性電路在假肢、植入式和外用醫(yī)療設(shè)備以及實驗室設(shè)備等醫(yī)療設(shè)備技術(shù)中有著廣泛的應(yīng)用需求。
從設(shè)計、生產(chǎn)和使用的角度來看,柔性電路的好處顯而易見,但傳統(tǒng)的剛性電路板在耐用和經(jīng)濟性方面仍然具有價值。對于某些用例,設(shè)計者選擇使用剛?cè)峤Y(jié)合技術(shù),該技術(shù)以混合形式將這兩種類型的電路結(jié)合到一起。剛?cè)峤Y(jié)合電路利用這兩大類電路板的優(yōu)良屬性,在特定設(shè)計需要時提供更多的支撐(剛性),并在更適用的情況下提供靈活性(例如圓角或斜角)。
剛?cè)峤Y(jié)合電路主要有兩種結(jié)構(gòu)組件。第一種是靜態(tài)的——也就是柔性安裝,在這種情況下,柔性電路只需要安裝和裝配電路本身。第二種結(jié)構(gòu)應(yīng)用稱為動態(tài)曲繞應(yīng)用,這是指柔性電路區(qū)域的動態(tài)曲繞超出了傳統(tǒng)安裝的范疇。
假肢中的剛?cè)峤Y(jié)合電路
斯坦福大學(xué)的工程師們創(chuàng)造了一種能夠探測壓力和其他感覺的皮膚仿制品。研究人員希望這種“塑料皮膚” 最終可以用于假肢,使用戶能夠區(qū)分不同的質(zhì)地、壓力程度以及溫度。其表面區(qū)域使用了一種混合系統(tǒng),上層可以感知(或感覺),而下層則裝有電路,可傳輸電信號,并將電信號轉(zhuǎn)換成模仿生物反應(yīng)的刺激因素。雖然該項目還處于實驗階段,但研究人員希望將這一概念驗證變成現(xiàn)實的功能,最終作為一種人造皮膚,用于假肢和因嚴(yán)重?zé)齻蚴軅枰つw移植的人。
植入式醫(yī)療設(shè)備中的剛?cè)峤Y(jié)合電路
更先進的醫(yī)療設(shè)備,如人工耳蝸或視網(wǎng)膜植入物,需要在靈活的形狀中包含強大的處理能力。韓國科學(xué)技術(shù)院的研究人員已經(jīng)找到一種新的方法,可以將強大的硅電路放置在柔性材料上,然后將它們包裹在持久耐用的聚合物中,這些聚合物與假肢的生理環(huán)境具有生物相容性。
人工耳蝸、視網(wǎng)膜植入物、心臟起搏器等植入式設(shè)備對可靠性和生物相容性的要求很高,對于此類設(shè)備,混合電路可以發(fā)揮其緊湊和輕巧的優(yōu)勢,同時兼具剛性電路板結(jié)構(gòu)的耐用性和持久性以及強大的計算能力。
手術(shù)器械和患者監(jiān)測設(shè)備中
的剛?cè)峤Y(jié)合電路
除了在燒傷剪或電子鋸等手術(shù)器械中使用剛?cè)峤Y(jié)合電路,剛?cè)峤Y(jié)合技術(shù)還被用于能監(jiān)測患者情況的可穿戴技術(shù)。這些產(chǎn)品包括監(jiān)測血壓、心率、脈搏和其他生命體征的設(shè)備。剛?cè)峤Y(jié)合電路還可以在其他外用醫(yī)療設(shè)備中提供處理方案,如胰島素泵、便攜式除顫器、睡眠呼吸暫?;颊哂玫?CPAP 機。在一個結(jié)構(gòu)中結(jié)合使用剛性和柔性元件可使設(shè)備的電路更緊湊,同時仍能保持其耐久性。此外,剛?cè)峤Y(jié)合技術(shù)的結(jié)構(gòu)使數(shù)字電路和模擬電路得以分離。
結(jié)論
剛?cè)峤Y(jié)合電路將這兩種電路板的優(yōu)勢合二為一,互為補充,在未來的產(chǎn)品開發(fā)中擁有巨大的應(yīng)用潛力。剛?cè)峤Y(jié)合電路的優(yōu)點包括可靠的連接、更少的零件和靈活的設(shè)計,是未來創(chuàng)新的理想選擇。
那么,如何高效完成剛?cè)峤Y(jié)合板的PCB設(shè)計呢?
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電路
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