行业资讯 I 刚柔结合电路在医疗和医疗设备领域的应用

什么是刚柔结合电路？

如今的技术创新需要一种不同类型的电路。

传统的刚性电路板具有简单的制造设计和易于切割的边角，在规模化生产时成本较低，因此备受青睐。然而，如今的设计技术往往需要更灵活的电路，以适应不同的形状参数。更小、更不显眼的设备需要更紧凑的处理方案，因此，第一代电路板不符合要求。

柔性电路具有适应各种形状的特性，能够弯曲、折叠和扭曲。因此，柔性电路也可以做得更小，从而应用于更显眼、更重的刚性电路板不可用的情况。此外，柔性电路可以减少高达 75% 的布线需求，还可以减少 70% 的电气连接成本。考虑到重量和成本的总体降低以及柔韧性，柔性电路在假肢、植入式和外用医疗设备以及实验室设备等医疗设备技术中有着广泛的应用需求。

从设计、生产和使用的角度来看，柔性电路的好处显而易见，但传统的刚性电路板在耐用和经济性方面仍然具有价值。对于某些用例，设计者选择使用刚柔结合技术，该技术以混合形式将这两种类型的电路结合到一起。刚柔结合电路利用这两大类电路板的优良属性，在特定设计需要时提供更多的支撑（刚性），并在更适用的情况下提供灵活性（例如圆角或斜角）。

刚柔结合电路主要有两种结构组件。第一种是静态的——也就是柔性安装，在这种情况下，柔性电路只需要安装和装配电路本身。第二种结构应用称为动态曲绕应用，这是指柔性电路区域的动态曲绕超出了传统安装的范畴。

假肢中的刚柔结合电路

斯坦福大学的工程师们创造了一种能够探测压力和其他感觉的皮肤仿制品。研究人员希望这种“塑料皮肤” 最终可以用于假肢，使用户能够区分不同的质地、压力程度以及温度。其表面区域使用了一种混合系统，上层可以感知（或感觉），而下层则装有电路，可传输电信号，并将电信号转换成模仿生物反应的刺激因素。虽然该项目还处于实验阶段，但研究人员希望将这一概念验证变成现实的功能，最终作为一种人造皮肤，用于假肢和因严重烧伤或受伤而需要皮肤移植的人。

植入式医疗设备中的刚柔结合电路

更先进的医疗设备，如人工耳蜗或视网膜植入物，需要在灵活的形状中包含强大的处理能力。韩国科学技术院的研究人员已经找到一种新的方法，可以将强大的硅电路放置在柔性材料上，然后将它们包裹在持久耐用的聚合物中，这些聚合物与假肢的生理环境具有生物相容性。

人工耳蜗、视网膜植入物、心脏起搏器等植入式设备对可靠性和生物相容性的要求很高，对于此类设备，混合电路可以发挥其紧凑和轻巧的优势，同时兼具刚性电路板结构的耐用性和持久性以及强大的计算能力。

手术器械和患者监测设备中

的刚柔结合电路

除了在烧伤剪或电子锯等手术器械中使用刚柔结合电路，刚柔结合技术还被用于能监测患者情况的可穿戴技术。这些产品包括监测血压、心率、脉搏和其他生命体征的设备。刚柔结合电路还可以在其他外用医疗设备中提供处理方案，如胰岛素泵、便携式除颤器、睡眠呼吸暂停患者用的 CPAP 机。在一个结构中结合使用刚性和柔性元件可使设备的电路更紧凑，同时仍能保持其耐久性。此外，刚柔结合技术的结构使数字电路和模拟电路得以分离。

结论

刚柔结合电路将这两种电路板的优势合二为一，互为补充，在未来的产品开发中拥有巨大的应用潜力。刚柔结合电路的优点包括可靠的连接、更少的零件和灵活的设计，是未来创新的理想选择。

那么，如何高效完成刚柔结合板的PCB设计呢？