什么是剛柔結合電路？

如今的技術創新需要一種不同類型的電路。

傳統的剛性電路板具有簡單的制造設計和易于切割的邊角，在規模化生產時成本較低，因此備受青睞。然而，如今的設計技術往往需要更靈活的電路，以適應不同的形狀參數。更小、更不顯眼的設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、植入式和外用醫療設備以及實驗室設備等醫療設備技術中有著廣泛的應用需求。

從設計、生產和使用的角度來看，柔性電路的好處顯而易見，但傳統的剛性電路板在耐用和經濟性方面仍然具有價值。對于某些用例，設計者選擇使用剛柔結合技術，該技術以混合形式將這兩種類型的電路結合到一起。剛柔結合電路利用這兩大類電路板的優良屬性，在特定設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）。

剛柔結合電路主要有兩種結構組件。第一種是靜態的——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。第二種結構應用稱為動態曲繞應用，這是指柔性電路區域的動態曲繞超出了傳統安裝的范疇。

假肢中的剛柔結合電路

斯坦福大學的工程師們創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，使用戶能夠區分不同的質地、壓力程度以及溫度。其表面區域使用了一種混合系統，上層可以感知（或感覺），而下層則裝有電路，可傳輸電信號，并將電信號轉換成模仿生物反應的刺激因素。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實的功能，最終作為一種人造皮膚，用于假肢和因嚴重燒傷或受傷而需要皮膚移植的人。

植入式醫療設備中的剛柔結合電路

更先進的醫療設備，如人工耳蝸或視網膜植入物，需要在靈活的形狀中包含強大的處理能力。韓國科學技術院的研究人員已經找到一種新的方法，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境具有生物相容性。

人工耳蝸、視網膜植入物、心臟起搏器等植入式設備對可靠性和生物相容性的要求很高，對于此類設備，混合電路可以發揮其緊湊和輕巧的優勢，同時兼具剛性電路板結構的耐用性和持久性以及強大的計算能力。

手術器械和患者監測設備中

的剛柔結合電路

除了在燒傷剪或電子鋸等手術器械中使用剛柔結合電路，剛柔結合技術還被用于能監測患者情況的可穿戴技術。這些產品包括監測血壓、心率、脈搏和其他生命體征的設備。剛柔結合電路還可以在其他外用醫療設備中提供處理方案，如胰島素泵、便攜式除顫器、睡眠呼吸暫停患者用的 CPAP 機。在一個結構中結合使用剛性和柔性元件可使設備的電路更緊湊，同時仍能保持其耐久性。此外，剛柔結合技術的結構使數字電路和模擬電路得以分離。

結論

剛柔結合電路將這兩種電路板的優勢合二為一，互為補充，在未來的產品開發中擁有巨大的應用潛力。剛柔結合電路的優點包括可靠的連接、更少的零件和靈活的設計，是未來創新的理想選擇。

那么，如何高效完成剛柔結合板的PCB設計呢？