根據The Battery Report（電池報告）對電池使用情況進行的獨立和綜合調查，歐洲至少已宣布有 35 個電池“超級工廠”，預計到 2030 年將投產。

柔性 PCB 技術，也稱為 FPC（柔性印刷電路）。正在不斷發展，在消費、汽車、電子醫療設備、可穿戴設備、電信和航空航天等主要電子領域都有應用。

柔性 PCB 的引入徹底改變了傳統的電氣互連技術，用于連接同一電路或多個電子設備的多個部分。由于連接的靈活性、緊湊性和可實現的高密度電氣連接，與基于剛性的同等解決方案相比，柔性 PCB 的解決方案可以減少空間、重量和成本。

柔性印刷電路在多種應用中取代了許多類型的布線，這些布線通常是手工完成的，將電氣布線的總成本降低了高達 70%。FPC的核心是柔性薄膜和導電材料薄層，它們通過取代傳統電線進行電氣連接（例如，微控制器板與 LCD 或 OLED 顯示器之間的連接），并在其上電子元件可以通過焊接或導電膠直接連接。

柔性PCB的結構

與剛性 PCB 一樣，FPC 可分為單層、雙層或多層電路。單層柔性印制電路的主要元件如下：介電基板薄膜。

 PCB的基材

最常用的材料是聚酰亞胺 (PI)，其特點是抗牽引和耐高溫；

電導體：由銅制成，它們代表電路的痕跡；

保護面漆，由覆蓋層或覆蓋層制成；

粘合材料（聚乙烯或環氧樹脂），用于將電路的各個部分連接在一起。

FPC 制造的第一階段包括蝕刻銅以獲得跡線，同時必須鉆保護涂層（覆蓋層）以允許接觸焊盤。經過清潔處理后，組件通過滾壓連接在一起。電路電氣連接所必需的外部端子/引腳通過浸入錫中進行焊接或浸入金中以防止氧化。如果電路復雜度高，或需要銅接地屏蔽，則需要改用雙層或多層FPC。

制造技術與用于單層柔性電路的制造技術非常相似，不同之處在于在多層 FPC 中需要插入 PTH（鍍通孔），以便在需要的地方創建，不同導電層之間的電連接。這些材料的組合形成柔性電路，其中粘合劑材料用于將導電軌道與介電基板連接，或者在多層柔性電路中將各個層連接在一起。

此外，膠膜還可以起到保護作用，防止濕氣、灰塵或其他外來物質腐蝕或氧化柔性電路。

在圖 2 中，我們可以觀察到多層 FPC 的結構。圖中所示的示例包括四個導電銅層、PTH（在圖像的右側）和用于訪問導電材料的孔（在圖像的左側，在兩個外層上）。其中粘合劑材料用于將導電軌道與介電基板連接起來，或者在多層柔性電路中，將各個層連接在一起。此外，膠膜還可以起到保護作用，防止濕氣、灰塵或其他外來物質腐蝕或氧化柔性電路。

圖 2：多層 FPC 的結構（來源：Altium）

由于柔性，FPC可彎曲和彎曲，從而在應用程序的設計和操作中提供更大的自由度。柔性電路還可以適應狹小或不規則形狀的空間，這是標準剛性電路不支持的功能。柔性電路的另一個優點是它們占用的空間更少，從而減輕了應用主板的重量。可用空間的最佳使用還可以實現更好的熱管理，減少散發的熱量。

與剛性PCB相比，柔性印刷電路還可以證明其更加可靠和持久，特別是在電路受到持續振動和機械應力的應用中。基于焊接線和手工接線連接器的標準互連技術被柔性印刷電路所取代，其特點是重量和厚度極輕，同時具有高機械阻力、耐高溫和大氣介質以及良好的電磁性能免疫力（電磁干擾）。例如，汽車領域的多個電子設備的布線，儀表板、顯示器和人機界面（旋轉控件、按鈕等）。所有這些設備都需要在車輛的所有操作條件下可靠連接，此外還要承受持續的機械應力和振動。在汽車領域，柔性印刷電路保證了可靠性、耐用性和維護干預趨于零。

圖3：FPC在汽車行業的應用示例

此外，使用 FPC 可以減少布線過程中人為錯誤的發生率，從而提高質量并降低成本。FPC 技術有助于顯著減小應用的尺寸和重量，這是創建可靠、緊湊和高度集成的電子設備的關鍵因素。

柔性PCB的缺點

盡管有以上這些優點，但我們也可以看到FPC 技術也存在缺點。首先，與傳統的剛性PCB相比，FPC的一次性初始成本較高。由于柔性電路是為非常特殊的應用而設計的，因此與電路和原型設計相關的初始成本高于剛性 PCB。如果成本是選擇 PCB 類型的決定性因素，那么最好只在生產量不太低的情況下使用 FPC 技術。

另一個缺點是在需要返工時難以修復或修改 PCB。在這種情況下，其實首先需要撕掉包裹電路的保護膜，進行干預，然后再恢復保護。柔性 PCB 是一項相對較新的技術，并非所有制造商都有能力向其客戶提供此類產品。此外，在組裝階段，必須格外小心，因為如果處理不當或被未經授權的人員操作，電路很容易損壞。

結論

柔性印刷電路用于我們日常生活中遇到的多種應用，例如智能手機、平板電腦、相機、打印機和筆記本電腦。它們甚至可以寄宿在我們體內，成為制造起搏器、人工耳蝸和除顫器的基本組成部分。在過去幾年中，受越來越小、越來越輕的可穿戴設備和電子醫療設備的推動，FPC 行業取得了長足的發展。在許多應用中，柔性 PCB 可以消除連接器和電纜的需求（和成本），提高連接可靠性并減少組裝時間、組裝成本和整體設備尺寸。

總之，我們可以肯定，柔性 PCB 允許實現新的且有趣的應用，這是傳統剛性 PCB 無法實現的。然而，在對每個新設計進行初步分析時，有必要仔細評估使用柔性 PCB 與剛性 PCB 相比的優缺點；對于某些應用，柔性 PCB 的選擇也許是強制性的，但對于其他應用，則取決于成本和收益分析的結果。