可(kě)伸缩電(diàn)子设备是可(kě)穿戴技术的下一个发展方向吗？

2021-10-12

可(kě)伸缩電(diàn)子设备是可(kě)穿戴技术的下一个发展方向吗？

印刷電(diàn)路板 (PCB) 设计与过去的胶带和切割方法相比已经走了很(hěn)長(cháng)一段路。高级功能(néng)使设计人员能(néng)够使用(yòng) ECAD 软件轻松开发 FR-4 刚性 PCB。

柔性PCB 和互连在今天很(hěn)常见，通常用(yòng)于将筆(bǐ)记本電(diàn)脑“主板”等硬件与显示屏或可(kě)折叠電(diàn)子系统连接起来。

柔性PCB 的示例。

近年来，出现了关于第三种電(diàn)路板和電(diàn)子设备的讨论：可(kě)拉伸電(diàn)子设备。可(kě)伸缩電(diàn)子产品在研究领域呈上升趋势，随着可(kě)穿戴技术的普及，它们可(kě)能(néng)会在不久的将来成為(wèi)商(shāng)业产品。

可(kě)拉伸電(diàn)子产品与 Flex 和 Rigid-Flex 有(yǒu)何不同

传统PCB有(yǒu)多(duō)种变體(tǐ)，包括刚挠结合设计，在刚性PCB元件和全柔性PCB之间的柔性基板上加入互连铜，并将整个系统焊接到柔性基板上。 

板载系统组件的柔性PCB示例。

的IPC-6013D（2017版）是有(yǒu)关的柔性和刚性-柔性PCB的表现IPC标准。然而，与通常可(kě)在单轴上弯曲的柔性PCB 不同，可(kě)拉伸電(diàn)子产品是一种可(kě)拉伸、可(kě)扭曲和可(kě)弯曲的开发中设计类。 

信号互连、基板、传感器電(diàn)极，甚至能(néng)量存储表面等结构都可(kě)以通过各种应变量拉伸，但仍保持其操作特性。 

总的来说，要实现这些属性和它们可(kě)以应用(yòng)的特定应用(yòng)程序，需要克服各种挑战。 

可(kě)拉伸電(diàn)子产品的挑战和潜在应用(yòng)

武汉大學(xué)研究员 Wei Wu于 2019 年发表的一篇综合论文(wén)概述了可(kě)拉伸電(diàn)子产品的制造材料、挑战和进展，以及该技术的各种潜在或正在进行的应用(yòng)。

Wu 指出，实现弹性電(diàn)子有(yǒu)两种主要方法，其中一种是使用(yòng)固有(yǒu)可(kě)拉伸材料，如主要的聚（二甲基硅氧烷）（PDMS）。

实现导電(diàn)性的一种方法是使用(yòng)金属纳米線(xiàn)、碳纳米材料和聚合物(wù)，它们以各种配置嵌入可(kě)拉伸材料中，包括“波浪结构配置、岛状互连、分(fēn)形设计和传统剪纸”。 

该文(wén)还涵盖了可(kě)拉伸電(diàn)子产品的三个潜在领域：导體(tǐ)和電(diàn)极、能(néng)量存储以及可(kě)拉伸和自愈的晶體(tǐ)管和传感器等印刷電(diàn)子产品的开发。