根据The Battery Report（电池报告）对电池使用情况进行的独立和综合调查，欧洲至少已宣布有 35 个电池“超级工厂”，预计到 2030 年将投产。

柔性 PCB 技术，也称为 FPC（柔性印刷电路）。正在不断发展，在消费、汽车、电子医疗设备、可穿戴设备、电信和航空航天等主要电子领域都有应用。

柔性 PCB 的引入彻底改变了传统的电气互连技术，用于连接同一电路或多个电子设备的多个部分。由于连接的灵活性、紧凑性和可实现的高密度电气连接，与基于刚性的同等解决方案相比，柔性 PCB 的解决方案可以减少空间、重量和成本。

柔性印刷电路在多种应用中取代了许多类型的布线，这些布线通常是手工完成的，将电气布线的总成本降低了高达 70%。FPC的核心是柔性薄膜和导电材料薄层，它们通过取代传统电线进行电气连接（例如，微控制器板与 LCD 或 OLED 显示器之间的连接），并在其上电子元件可以通过焊接或导电胶直接连接。

柔性PCB的结构

与刚性 PCB 一样，FPC 可分为单层、双层或多层电路。单层柔性印制电路的主要元件如下：介电基板薄膜。

 PCB的基材

最常用的材料是聚酰亚胺 (PI)，其特点是抗牵引和耐高温；

电导体：由铜制成，它们代表电路的痕迹；

保护面漆，由覆盖层或覆盖层制成；

粘合材料（聚乙烯或环氧树脂），用于将电路的各个部分连接在一起。

FPC 制造的第一阶段包括蚀刻铜以获得迹线，同时必须钻保护涂层（覆盖层）以允许接触焊盘。经过清洁处理后，组件通过滚压连接在一起。电路电气连接所必需的外部端子/引脚通过浸入锡中进行焊接或浸入金中以防止氧化。如果电路复杂度高，或需要铜接地屏蔽，则需要改用双层或多层FPC。

制造技术与用于单层柔性电路的制造技术非常相似，不同之处在于在多层 FPC 中需要插入 PTH（镀通孔），以便在需要的地方创建，不同导电层之间的电连接。这些材料的组合形成柔性电路，其中粘合剂材料用于将导电轨道与介电基板连接，或者在多层柔性电路中将各个层连接在一起。

此外，胶膜还可以起到保护作用，防止湿气、灰尘或其他外来物质腐蚀或氧化柔性电路。

在图 2 中，我们可以观察到多层 FPC 的结构。图中所示的示例包括四个导电铜层、PTH（在图像的右侧）和用于访问导电材料的孔（在图像的左侧，在两个外层上）。其中粘合剂材料用于将导电轨道与介电基板连接起来，或者在多层柔性电路中，将各个层连接在一起。此外，胶膜还可以起到保护作用，防止湿气、灰尘或其他外来物质腐蚀或氧化柔性电路。

图 2：多层 FPC 的结构（来源：Altium）

由于柔性，FPC可弯曲和弯曲，从而在应用程序的设计和操作中提供更大的自由度。柔性电路还可以适应狭小或不规则形状的空间，这是标准刚性电路不支持的功能。柔性电路的另一个优点是它们占用的空间更少，从而减轻了应用主板的重量。可用空间的最佳使用还可以实现更好的热管理，减少散发的热量。

与刚性PCB相比，柔性印刷电路还可以证明其更加可靠和持久，特别是在电路受到持续振动和机械应力的应用中。基于焊接线和手工接线连接器的标准互连技术被柔性印刷电路所取代，其特点是重量和厚度极轻，同时具有高机械阻力、耐高温和大气介质以及良好的电磁性能免疫力（电磁干扰）。例如，汽车领域的多个电子设备的布线，仪表板、显示器和人机界面（旋转控件、按钮等）。所有这些设备都需要在车辆的所有操作条件下可靠连接，此外还要承受持续的机械应力和振动。在汽车领域，柔性印刷电路保证了可靠性、耐用性和维护干预趋于零。

图3：FPC在汽车行业的应用示例

此外，使用 FPC 可以减少布线过程中人为错误的发生率，从而提高质量并降低成本。FPC 技术有助于显着减小应用的尺寸和重量，这是创建可靠、紧凑和高度集成的电子设备的关键因素。

柔性PCB的缺点

尽管有以上这些优点，但我们也可以看到FPC 技术也存在缺点。首先，与传统的刚性PCB相比，FPC的一次性初始成本较高。由于柔性电路是为非常特殊的应用而设计的，因此与电路和原型设计相关的初始成本高于刚性 PCB。如果成本是选择 PCB 类型的决定性因素，那么最好只在生产量不太低的情况下使用 FPC 技术。

另一个缺点是在需要返工时难以修复或修改 PCB。在这种情况下，其实首先需要撕掉包裹电路的保护膜，进行干预，然后再恢复保护。柔性 PCB 是一项相对较新的技术，并非所有制造商都有能力向其客户提供此类产品。此外，在组装阶段，必须格外小心，因为如果处理不当或被未经授权的人员操作，电路很容易损坏。

结论

柔性印刷电路用于我们日常生活中遇到的多种应用，例如智能手机、平板电脑、相机、打印机和笔记本电脑。它们甚至可以寄宿在我们体内，成为制造起搏器、人工耳蜗和除颤器的基本组成部分。在过去几年中，受越来越小、越来越轻的可穿戴设备和电子医疗设备的推动，FPC 行业取得了长足的发展。在许多应用中，柔性 PCB 可以消除连接器和电缆的需求（和成本），提高连接可靠性并减少组装时间、组装成本和整体设备尺寸。

总之，我们可以肯定，柔性 PCB 允许实现新的且有趣的应用，这是传统刚性 PCB 无法实现的。然而，在对每个新设计进行初步分析时，有必要仔细评估使用柔性 PCB 与刚性 PCB 相比的优缺点；对于某些应用，柔性 PCB 的选择也许是强制性的，但对于其他应用，则取决于成本和收益分析的结果。