行業(yè)資訊 I 剛柔結合電路在醫(yī)療和醫(yī)療設備領域的應用

什么是剛柔結合電路？

如今的技術創(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單的制造設計和易于切割的邊角，在規(guī)?；a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(yī)療設備以及實驗室設備等醫(yī)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(tǒng)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(yōu)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(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。第二種結構應用稱為動態(tài)曲繞應用，這是指柔性電路區(qū)域的動態(tài)曲繞超出了傳統(tǒng)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(chuàng)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(qū)分不同的質地、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，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(yī)療設備中的剛柔結合電路

更先進的醫(yī)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(huán)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(fā)揮其緊湊和輕巧的優(yōu)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(jiān)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(jiān)測患者情況的可穿戴技術。這些產品包括監(jiān)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(yī)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?；颊哂玫?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(yōu)勢合二為一，互為補充，在未來的產品開發(fā)中擁有巨大的應用潛力。剛柔結合電路的優(yōu)點包括可靠的連接、更少的零件和靈活的設計，是未來創(chuàng)新的理想選擇。

那么，如何高效完成剛柔結合板的PCB設計呢？