行業(yè)資訊 I 剛?cè)峤Y(jié)合電路在醫(yī)療和醫(yī)療設(shè)備領(lǐng)域的應(yīng)用

什么是剛?cè)峤Y(jié)合電路？

如今的技術(shù)創(chuàng)新需要一種不同類型的電路。

傳統(tǒng)的剛性電路板具有簡(jiǎn)單的制造設(shè)計(jì)和易于切割的邊角，在規(guī)模化生產(chǎn)時(shí)成本較低，因此備受青睞。然而，如今的設(shè)計(jì)技術(shù)往往需要更靈活的電路，以適應(yīng)不同的形狀參數(shù)。更小、更不顯眼的設(shè)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(yīng)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(yīng)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(dá) 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(yī)療設(shè)備以及實(shí)驗(yàn)室設(shè)備等醫(yī)療設(shè)備技術(shù)中有著廣泛的應(yīng)用需求。

從設(shè)計(jì)、生產(chǎn)和使用的角度來(lái)看，柔性電路的好處顯而易見，但傳統(tǒng)的剛性電路板在耐用和經(jīng)濟(jì)性方面仍然具有價(jià)值。對(duì)于某些用例，設(shè)計(jì)者選擇使用剛?cè)峤Y(jié)合技術(shù)，該技術(shù)以混合形式將這兩種類型的電路結(jié)合到一起。剛?cè)峤Y(jié)合電路利用這兩大類電路板的優(yōu)良屬性，在特定設(shè)計(jì)需要時(shí)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?cè)峤Y(jié)合電路主要有兩種結(jié)構(gòu)組件。第一種是靜態(tài)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(jié)構(gòu)應(yīng)用稱為動(dòng)態(tài)曲繞應(yīng)用，這是指柔性電路區(qū)域的動(dòng)態(tài)曲繞超出了傳統(tǒng)安裝的范疇。

假肢中的剛?cè)峤Y(jié)合電路

斯坦福大學(xué)的工程師們創(chuàng)造了一種能夠探測(cè)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(qū)分不同的質(zhì)地、壓力程度以及溫度。其表面區(qū)域使用了一種混合系統(tǒng)，上層可以感知（或感覺），而下層則裝有電路，可傳輸電信號(hào)，并將電信號(hào)轉(zhuǎn)換成模仿生物反應(yīng)的刺激因素。雖然該項(xiàng)目還處于實(shí)驗(yàn)階段，但研究人員希望將這一概念驗(yàn)證變成現(xiàn)實(shí)的功能，最終作為一種人造皮膚，用于假肢和因嚴(yán)重?zé)齻蚴軅枰つw移植的人。

植入式醫(yī)療設(shè)備中的剛?cè)峤Y(jié)合電路

更先進(jìn)的醫(yī)療設(shè)備，如人工耳蝸或視網(wǎng)膜植入物，需要在靈活的形狀中包含強(qiáng)大的處理能力。韓國(guó)科學(xué)技術(shù)院的研究人員已經(jīng)找到一種新的方法，可以將強(qiáng)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(huán)境具有生物相容性。

人工耳蝸、視網(wǎng)膜植入物、心臟起搏器等植入式設(shè)備對(duì)可靠性和生物相容性的要求很高，對(duì)于此類設(shè)備，混合電路可以發(fā)揮其緊湊和輕巧的優(yōu)勢(shì)，同時(shí)兼具剛性電路板結(jié)構(gòu)的耐用性和持久性以及強(qiáng)大的計(jì)算能力。

手術(shù)器械和患者監(jiān)測(cè)設(shè)備中

的剛?cè)峤Y(jié)合電路

除了在燒傷剪或電子鋸等手術(shù)器械中使用剛?cè)峤Y(jié)合電路，剛?cè)峤Y(jié)合技術(shù)還被用于能監(jiān)測(cè)患者情況的可穿戴技術(shù)。這些產(chǎn)品包括監(jiān)測(cè)血壓、心率、脈搏和其他生命體征的設(shè)備。剛?cè)峤Y(jié)合電路還可以在其他外用醫(yī)療設(shè)備中提供處理方案，如胰島素泵、便攜式除顫器、睡眠呼吸暫?；颊哂玫?CPAP 機(jī)。在一個(gè)結(jié)構(gòu)中結(jié)合使用剛性和柔性元件可使設(shè)備的電路更緊湊，同時(shí)仍能保持其耐久性。此外，剛?cè)峤Y(jié)合技術(shù)的結(jié)構(gòu)使數(shù)字電路和模擬電路得以分離。

結(jié)論

剛?cè)峤Y(jié)合電路將這兩種電路板的優(yōu)勢(shì)合二為一，互為補(bǔ)充，在未來(lái)的產(chǎn)品開發(fā)中擁有巨大的應(yīng)用潛力。剛?cè)峤Y(jié)合電路的優(yōu)點(diǎn)包括可靠的連接、更少的零件和靈活的設(shè)計(jì)，是未來(lái)創(chuàng)新的理想選擇。

那么，如何高效完成剛?cè)峤Y(jié)合板的PCB設(shè)計(jì)呢？