來源｜上大工訓

柔性電子制作

萬物互聯(lián)的時代，什么東西可以同時踩中5G、新能源汽車、云計算和物聯(lián)網(wǎng)的風口？給出的答案或許是FPC（撓性印制電路板）。隨著這些產(chǎn)業(yè)的蓬勃發(fā)展，催生出對于高層數(shù)、高密度、高速PCB產(chǎn)品的龐大需求。加之近年來，全球FPC逐步朝著線寬細、布線密、工藝精的超精化方向發(fā)展，F(xiàn)PC在PCB市場的占比呈上升趨勢。

01 · 發(fā)光服制作

工訓中心電子信息部緊緊跟隨PCB發(fā)展的時代潮流，將柔性電路FPC制造引進課程，拓展了課程的邊界，開闊了同學的視野。

課程展示了液態(tài)金屬這一新興材料，同學對它的各種神奇屬性以及在電子制造領域的廣泛應用有了初步認知。發(fā)光服的制作過程包含了電路印刷、電路制板、發(fā)光LED元件焊接以及電路熱壓等環(huán)節(jié)。

02 · 柔性電路應用

柔性電路板（Flexible Printed Circuit ）又稱“軟板”，是用柔性的絕緣基材制成的印刷電路，具有許多硬性印刷電路板不具備的優(yōu)點。例如它可以自由彎曲、卷繞、折疊，可依照空間布局要求任意安排，并在三維空間任意移動和伸縮，從而達到元器件裝配和導線連接的一體化。利用FPC可大大縮小電子產(chǎn)品的體積，適用電子產(chǎn)品向高密度、小型化、高可靠方向發(fā)展的需要。因此，F(xiàn)PC在航天、軍事、移動通訊、手提電腦、計算機外設、PDA、數(shù)字相機等領域或產(chǎn)品上得到了廣泛的應用。

如超柔性RFID電子標簽，借助液態(tài)金屬電子線路易彎折的特性實現(xiàn)天線的表面共形貼附，通過系統(tǒng)閱讀器與標簽之間進行非接觸式的數(shù)據(jù)通信，達到識別目標的目的。最大的亮點是RFID電子標簽的柔軟性，便于粘貼物品表面，測試方便。此外，利用柔性電路可制作穿戴傳感器，可實現(xiàn)高精度測量人體體溫、手機實時監(jiān)測及報警功能。同時，充分利用液態(tài)金屬導電線路具備柔軟、可拉伸的特點，便于直接穿戴于身體表面，方便隨時監(jiān)測。

03 · 電路制作工藝

傳統(tǒng)的電子制造模式工序繁瑣、大型設備較多，因而生產(chǎn)場地建設周期長、人工需求量大及動輒幾億、幾十億的資金投入，需要較長時間才能具備本土承接能力。實驗室小批量的PCB需求更難以保證，很難找到代工的廠家。以往實驗室制板方法主要是雕刻和化學腐蝕，但存在不安全的因素，且需消耗大量原料、水、氣及能源。

我們電子信息部曾經(jīng)長期面對在電子實習過程中，無法滿足同學對PCB電路板進行設計和制備的尷尬窘境。為改變這一現(xiàn)狀，2022年我們引進了一款全新的桌面級電路印刷神器——SMART800 PCB高速印刷系統(tǒng)。使用獨家的液態(tài)金屬材料，結合可控附著（CAP）印刷技術，實現(xiàn)了導電材料的滾動涂覆，可快速完成原型電路的制作，是電子設計過程中的必備工具。

工藝流程

04 · 電子增材制造

液態(tài)金屬電路制作為增材制造，是快速成型技術的一種，通過材料逐步堆積累加的方法實現(xiàn)生產(chǎn)，是近些年在高速發(fā)展的新興技術，屬于高端制造行業(yè)。但目前市場中多以結構型增材制造為主，專注于電子增材制造產(chǎn)業(yè)的企業(yè)寥寥無幾。事實上，電子制造由于其周期長、鏈條長、分工細且復雜等特點，在當前時局下更易受影響，易斷易掉。作為信息時代的核心組成部分，保障電子制造產(chǎn)業(yè)供應鏈的安全性和彈性已成為各國重點關注的問題之一。

將增材制造引入電子制造領域，即運用優(yōu)化的圖形印刷作為增材制造工藝，使功能性導電材料在襯底上一次成形，無需后續(xù)減材制程。相較于傳統(tǒng)的電子制造方法如蝕刻法等后期去除材料的方式，增材制造生產(chǎn)工藝簡化、生產(chǎn)設備及所需材料大幅減少且生產(chǎn)過程近于零污染排放，具有輕量化、靈活化、綠色環(huán)保等天然優(yōu)勢，可快速實現(xiàn)去中心化的本地生產(chǎn)模式。

總結

《電子實習》課程通過教學與實踐相結合的方式還原專業(yè)課程中的各項基本技能，讓學生充分掌握電路設計、電子制作、電子焊接、編程、系統(tǒng)裝配調(diào)試等內(nèi)容，同時還融合了柔性電子、增材制造新技術和液態(tài)金屬新材料等知識，以項目制綜合實踐方式，將專業(yè)技能應用于訓練，構建出思政素養(yǎng)和專業(yè)素養(yǎng)雙融合的課程體系，從而提升學生的融創(chuàng)思維和學習興趣，拓展知識面，激發(fā)創(chuàng)造力。

課程結合新工科教育改革的需求，在提高學生專業(yè)素養(yǎng)的同時，讓學生在學校就可以體驗到電子產(chǎn)品制作的全工藝流程，與企業(yè)接軌，為后續(xù)職業(yè)發(fā)展打下基礎。

撰稿｜周昕

編輯｜饒珺

審核｜郭帥