刚性柔性电路在医疗和医疗设备领域的应用

什么是刚性柔性电路？

当今的技术创新需要不同类型的电路。

传统的刚性电路板因其简单的制造设计和易于切割的角度而受到重视，这使其在大规模生产中的成本降低。但是，当今的设计技术通常需要更灵活的电路，以适应各种形状因素。较小，较不引人注目的设备要求更紧凑的处理解决方案，因此，第一代电路板无法满足要求。

但是，鉴于柔性电路的形状适应性，它们可以弯曲，折叠和扭曲。因此，柔性电路也可以做得更小。这样一来，它们就可以安装在不适合使用笨重的硬板的地方。此外，柔性电路最多可减少75％的布线需求，还可将电气连接成本降低70％。考虑到这种总体上的重量，成本和柔韧性的降低，柔性电路在医疗设备技术中具有广泛的吸引力，例如假肢，植入式和外部医疗设备以及实验室设备。

尽管从设计，生产和使用的角度来看，柔性电路的好处显而易见，但传统的刚性板仍然在耐用性和经济性方面仍然具有价值。对于某些用例，设计人员选择使用刚性挠性技术，该技术以混合形式结合了两种类型的电路。刚性挠性电路利用了这两种主要类型的电路板的有利属性，以在特定设计中需要时提供更多的支撑（刚度），并在首选时（例如，在拐角或角度附近）提供灵活性选项。

刚性挠性电路有两个主要的结构组件。第一个是静态的，也称为“柔性安装”或“柔性安装”，其中仅需要柔性电路来安装和装配电路本身。第二种类型的结构应用程序称为动态屈曲应用程序。这是柔性电路区域被动态地弯曲到传统安装之外的时候。

假肢中的刚性柔性电路

斯坦福大学的工程师创造了一种能够检测压力和其他感觉的皮肤传真机。研究人员希望这种“可塑性皮肤”最终可以在假肢中使用，以使用户能够区分不同的质地，压力程度以及温度。该表面区域使用混合系统，该混合系统具有感知（或感觉）的顶层和容纳电路的底层，该电路传输电信号，将电信号转换为模拟生物反应的刺激。尽管该项目仍处于试验阶段，但研究人员希望将这一概念验证带入现实世界的功能，以便最终可以将其用作假肢和因严重烧伤而需要植皮的其他人的人造皮肤或伤害。

植入式医疗设备中的刚性挠性电路

诸如耳蜗植入物或用于受损视网膜的植入物等更先进的医疗设备要求在灵活的形状因数内包含强大的处理能力。韩国高级科学技术研究院的研究人员现在已经开发出一种方法，可以将强大的硅电路放置在柔性材料上，然后将其封装在与假体生理环境具有生物相容性的耐用聚合物中。

对于需要可靠性和生物相容性的可植入设备，如耳蜗或视网膜植入物或起搏器，这些混合电路可以利用紧凑轻巧的优势，同时利用刚性板结构的耐用性和寿命来进行强大的计算。

手术设备和患者监护设备中的刚性挠性电路

除了在诸如电灼剪刀或电子锯之类的手术设备中使用刚性挠性电路外，刚性挠性技术还用于可穿戴式技术中，用于患者监护。这些产品包括监视血压，心率，脉搏和其他生命体征的设备。刚性挠性电路还可以为其他外部患者设备（例如胰岛素泵，便携式除颤器，用于睡眠呼吸暂停的患者的CPAP机器）提供处理解决方案。使用在一个结构中结合在一起的刚性和柔性组件的组合，可以使设备的电路更小，同时仍保持其耐用性。另外，刚性柔性技术的结构允许将数字电路和模拟电路分离。

结论

刚性挠性电路利用了两种类型的电路板的优势，并且以互补的方式将它们集成在一起，并具有在未来产品开发中的应用潜力。刚性柔性电路带来的好处包括连接的可靠性，更少的零件和灵活的设计选项，使其成为未来创新的随时可用的合作伙伴。