FPCB——全称为Flexible Printed Circuit Board,即柔性印刷电路板:是一种利用柔性基材制成的具有图形的印刷电路板,由绝缘基材和导电层构成,绝缘基材和导电层之间可以有粘结剂。
目前FPCB正处于医疗保健、军事和消费市场新一波电子产品的前沿。研究人员正在继续探索FPCB的极限,预计该行业在未来10年将增长5倍。
新材料(如聚酰亚胺)可以使产品更薄、更轻、动起来更灵活;导电油墨印刷可以消除连接器和电缆,提高连接性同时减少组装成本。传统的PCB生产工艺需要多达6个步骤,目前FPCB的制造过程已经缩短到3个步骤。
智能皮肤
我们去医院看医生通常需要预检、挂号、做检查,最后与医生交谈;在每个步骤中收集和处理有关患者的数据。现在通过在病人的皮肤表面涂上一种被称为“智能皮肤”的新型贴片,可以简化查找相关数据的过程。通过“智能皮肤”贴片,信息通过发射器或天线传送心率、体温、血糖水平、心电图等细节。电缆、电线和笨重的设备都可以被淘汰了,这种贴片又薄又轻,人体几乎没有感觉;它可以用水粘附,类似于临时纹身。这种材料设计得非常灵活,可以随人的皮肤移动。
血糖监测隐形眼镜
监测糖尿病患者的血糖水平是既痛苦又麻烦的:一根针扎在指尖,挤出少量的血液用于测试,血液需要放置在血糖仪的测试条上;这种流程最多可能需要每天重复8次。FPCB即将帮助创造一种隐形眼镜,可以监测血糖水平,消除手指刺痛、危险医疗用品(如测试条和针)和手动结果跟踪。
这种隐形眼镜配有一个葡萄糖传感器,一个FPCB被放置在透镜上,其组件允许无线传输;这些信息被传输到外部进行解析和跟踪。FPCB使用一个非常小和薄的电路,人眼几乎不会察觉到。传统的PCB太厚、太硬、太笨重,无法实现这种无缝应用。
消费产品
智能手机和智能手环等可穿戴消费设备现在越来越普及,更新换代的速度也越来越快。FPCB将被用于智能技术中,使其成为一种轻便、轻薄的选择,不再需要携带的笨重物品;有些产品甚至会使用太阳能供电,而不是电池供电。
消费者不会是唯一佩戴FPCB产品的载体;实际的物品也可以佩戴FPCB标签。这些标签将使用传感器和天线使消费者受益:产品上可以贴上辐射标签来监测辐射水平;药店可以使用标签来读取和跟踪需要温度控制的药物的温度;食品可以贴上检测污染物的标签等。
电源
为了使FPCB成为一种可行的选择,需要引入新型电源。未来有可能使用可伸缩的能源;最有可能的是将应用碳纳米管微膜、聚氨酯膜和有机电解质。另一种可能性是可弯曲的锂离子电池,它将使用钴氧化物作为正极材料,锂作为负极材料。
未来
FPCB正在给世界带来更多可能性。医疗保健行业正在考虑智能手术器械。神经植入物将可以控制假肢;与智能皮肤类似的生物传感器将把数据传送到远程地点;神经肌肉障碍患者将能够与计算机进行交流和交互……灵活的FPCB将继续改善医疗保健患者的可及性、交付、舒适度和便利性。
原文链接:
https://www.engineersgarage.com/tech-articles/wearable-circuits-monitoring-life-health-habits/
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