大多數(shù)電子設(shè)備都需要印刷電路板 (PCB)，包括智能手機(jī)、電視、家電等。復(fù)合電路板是導(dǎo)電絕緣層的層壓結(jié)構(gòu)，具有兩種不同的功能：將電子元件放置在外層的指定區(qū)域，并在元件端子和導(dǎo)電焊盤之間提供可靠的電氣連接。

這些電子元件（電阻器、電容器、微控制器、接口等）使用化學(xué)蝕刻工藝通過跡線、平面和其他特征進(jìn)行連接，該工藝將銅層層壓到非導(dǎo)電基板的薄片上。

PCB演變

PCB 是在 20 世紀(jì)初開發(fā)的，雖然隨著新技術(shù)的出現(xiàn)而不斷發(fā)展，但它們的基本設(shè)計(jì)基本保持不變——一個(gè)裝有電子元件的剛性板。

PCB 技術(shù)的進(jìn)步和廣泛采用與半導(dǎo)體封裝技術(shù)的快速發(fā)展同步，使行業(yè)專業(yè)人士能夠開發(fā)更小、更高效的電子產(chǎn)品。它導(dǎo)致了可穿戴技術(shù)的發(fā)展，例如 AR/VR 眼鏡、智能手表，甚至是可交互的服裝。

它也迎來了一個(gè)貼身醫(yī)療設(shè)備的時(shí)代，該設(shè)備能夠通過使用折疊顯示器等技術(shù)與皮膚和智能手機(jī)直接接觸來監(jiān)測(cè)佩戴者的健康狀況。為了實(shí)現(xiàn)這些設(shè)備，需要開發(fā)一種新型 PCB，它可以拉伸和彎曲超過直角。工程界正在使用各種技術(shù)和材料制造柔性電路板，包括聚酰亞胺、透明聚酯等

1. 超薄、柔性電路使許多應(yīng)用變得實(shí)用。

柔性PCB的類型

制造商為當(dāng)今的設(shè)備采用了兩種可延展板：柔性和剛?cè)峤Y(jié)合的PCB。柔性 PCB 或FCB的功能與其剛性對(duì)應(yīng)物類似，其中電子設(shè)備放置在柔性基板而不是剛性平臺(tái)上。這使得可以形成不同形狀和配置。根據(jù)層和配置，這些可以分為前面提到的兩種最常見的類型。

剛?cè)峤Y(jié)合 PCB 是混合電路板，既具有剛性部分又具有柔性部分，以適應(yīng) SMD（表面貼裝設(shè)備，又稱電子設(shè)備）和連接器的排列。在這種配置中，SMD 安裝在柔性基板上，而連接器位于剛性基板上，以保持穩(wěn)定的連接并減輕重復(fù)使用造成的損壞。剛?cè)峤Y(jié)合配置還允許增加 SMD的生產(chǎn)率，因?yàn)檫B接終端放置在剛性表面上。

高密度互連 (HDI)  PCB 的布線密度高于其剛性對(duì)應(yīng)物，并提供更精細(xì)的線路和空間、更小的通孔和捕獲焊盤以及更高的連接焊盤密度。這些 PCB 在與柔性基板一起應(yīng)用時(shí)是有益的，因?yàn)樗鼈兛梢岳酶〉膶?，或者在某些情況下，消除了 PCB 設(shè)計(jì)中對(duì)多層的需求。

FCB 的分類可以按層數(shù)進(jìn)行細(xì)分。例如，單層板是使用單個(gè)聚酰亞胺基板和薄銅層制成的，可以從板的一側(cè)訪問。此外還有具有雙通道的單面 FCB、在基板兩面都有導(dǎo)電銅的雙面 FCB，以及具有多面和單面通道功能的多層 FCB。

靈活的PCB設(shè)計(jì)

設(shè)計(jì)柔性 PCB時(shí)會(huì)遇到許多問題，其中最重要的是它會(huì)彎曲多少次以及彎曲到什么程度。它可以彎曲的次數(shù)決定了板子是靜態(tài)的還是動(dòng)態(tài)的。

. 不同的材料將提供增加或減少的靈活性水平，并表示它們的操作環(huán)境。 

靜態(tài)板被認(rèn)為是彎曲安裝，并且在其使用壽命內(nèi)彎曲少于 100 次。動(dòng)態(tài)板的設(shè)計(jì)需要更加堅(jiān)固，因?yàn)闀?huì)定期進(jìn)行彎曲，并且可能需要根據(jù)應(yīng)用承受數(shù)萬次彎曲。當(dāng)然，彎曲半徑（彎曲區(qū)域的最小曲率）也會(huì)發(fā)揮作用，并且必須在設(shè)計(jì)早期適當(dāng)?shù)卮_定。這確保了設(shè)計(jì)能夠承受必要數(shù)量的彎曲而不損壞銅。

焊接

在設(shè)計(jì)階段還必須考慮覆蓋 FCB 導(dǎo)電層的掩模和其他材料，以及用于支撐電路不同部分的加強(qiáng)板，可用于電路板的兩側(cè)。重要的是要注意，應(yīng)用的加強(qiáng)筋的數(shù)量會(huì)增加設(shè)計(jì)的剛度，減少部分或所有區(qū)域的彎曲。

與傳統(tǒng) PCB 一樣，F(xiàn)CB 具有分層設(shè)計(jì)，因此在設(shè)計(jì)階段也必須考慮使用的材料。例如，薄膜層提供導(dǎo)體載體并在電路中充當(dāng)絕緣體，但它也必須是柔性的。聚酰亞胺和 PET（聚酯）作為絕緣體效果很好，通常用于這些類型的基材。PEN（聚鄰苯二甲酸乙二醇酯）、PTFE 和芳綸也被使用。

聚酰亞胺柔性芯也適用于 FCB 設(shè)計(jì)。它們覆有電沉積或軋制退火銅，超薄，適用于動(dòng)態(tài)和靜態(tài)應(yīng)用。

FCB 利用兩種類型的材料：基于粘合劑的，其中銅通過丙烯酸粘合劑粘合到聚酰亞胺上；無粘合劑，將銅直接澆鑄到聚酰亞胺基板上。當(dāng)然，粘合材料也有其缺點(diǎn)，包括在受熱時(shí)會(huì)形成裂縫。它們還使銅層壓板更厚并且容易吸收水分，從而影響它們?cè)谀承┉h(huán)境中使用。

這就是無粘合劑材料發(fā)揮作用的地方。它們可以處理惡劣的環(huán)境并提供其他好處，包括減少彎曲厚度、提高柔韌性和更好的溫度額定值。

靈活的 PCB 堆棧

PCB 堆棧是在設(shè)計(jì)電路板的最終布局之前構(gòu)成 PCB 的銅層和絕緣體層的排列。雖然疊層級(jí)允許您通過其各個(gè)層在單個(gè)板上組裝多個(gè)電子電路，但 PCB 疊層設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)提供了許多其他優(yōu)勢(shì)，包括減少外部噪聲、提高電磁兼容性和降低制造成本。使用多層增加了電路板的能量分配能力，減少了交叉干擾，消除了電磁干擾，并支持高速信號(hào)。

3. 單層柔性PCB疊層看起來很像傳統(tǒng)的PCB疊層，但材料層不同。

與傳統(tǒng) PCB 一樣，F(xiàn)CB 可以使用一層或多層設(shè)計(jì)，并表示銅跡線、粘合劑、層壓板和聚酰亞胺材料的數(shù)量。這些數(shù)字取決于層數(shù)。例如，四層電路將具有四條銅跡線、四層粘合劑（或非粘合劑）、層壓板和相應(yīng)的基板材料。許多制造商會(huì)將柔性材料放置在疊層的中心，以保持靈活性并減輕操作過程中的任何損壞。

在決定層數(shù)時(shí)，在進(jìn)行設(shè)計(jì)之前必須考慮幾個(gè)因素，包括需要路由的電路信號(hào)數(shù)量、工作頻率、是否需要額外的屏蔽和其他指標(biāo)。這些將有助于表示所需層的確切數(shù)量，并確保 FCB 按預(yù)期運(yùn)行。

結(jié)論

隨著新技術(shù)的出現(xiàn)，柔性印刷電路板將繼續(xù)發(fā)展。想象一下，能夠清潔洗衣房中的醫(yī)療監(jiān)控設(shè)備或在海洋中潛水時(shí)佩戴生物識(shí)別貼片，而無需擔(dān)心腐蝕。

依賴柔性電子設(shè)備的設(shè)備已經(jīng)可以從人體內(nèi)獲取數(shù)據(jù)，因此看看這項(xiàng)技術(shù)將在哪里實(shí)施將會(huì)很有趣。同樣重要的是要注意，這只是對(duì)柔性 PCB 設(shè)計(jì)的基本介紹，提供了用于創(chuàng)建它們的材料和工藝的概述。