提问:很多可穿戴设备宣传采用 “柔性 PCB” 技术,比如智能手环的表带集成、智能内衣的传感器布局,柔性 PCB 真的是可穿戴设备的刚需吗?和传统刚性 PCB 相比,它的优势和劣势分别是什么?
回答:柔性 PCB 绝对是可穿戴设备的核心刚需,而非伪需求。可穿戴设备的核心特点是 “贴合人体”,而人体是不规则的曲面结构,传统刚性 PCB 的刚性和不可弯折特性,难以适应复杂的佩戴场景,柔性 PCB 的出现正好解决了这一问题。
柔性 PCB(FPC)的核心优势在于 “可弯折、可变形、可贴合”,这使得它能适应各种复杂的佩戴场景:比如智能手环的表带可以集成柔性 PCB,实现传感器的分布式布局;智能内衣可以将柔性 PCB 缝入面料,实现心率、呼吸等生理信号的监测;智能眼镜可以将柔性 PCB 贴附在镜腿内部,实现无线通信和供电。这些场景都是传统刚性 PCB 无法实现的。
从技术参数来看,柔性 PCB 的优势主要体现在三个方面:一是空间利用率,柔性 PCB 可以通过弯折、折叠实现立体布线,比传统刚性 PCB 节省 30% 以上的空间;二是可靠性,柔性 PCB 采用 PI 基材,具备耐弯折、耐温、耐湿的特性,适合长期人体佩戴环境;三是轻量化,柔性 PCB 的厚度通常在 0.1-0.3mm 之间,重量仅为传统刚性 PCB 的 50%。
当然,柔性 PCB 也存在一些劣势:一是成本较高,柔性 PCB 的材料成本和工艺成本比传统刚性 PCB 高 2-3 倍,这也是部分中低端可穿戴设备仍采用刚性 PCB 的原因;二是工艺复杂度高,柔性 PCB 的制版、焊接和组装需要更专业的设备和技术,对制造商的工艺能力要求较高;三是散热性能相对较差,柔性 PCB 的基材导热性不如 FR-4,需要通过合理的设计弥补这一缺陷。
在实际应用中,很多可穿戴设备会采用 “刚柔结合 PCB”,兼顾柔性和刚性的优势。比如捷配为某智能手表客户提供的刚柔结合 PCB,在屏幕下方采用刚性区域承载处理器和显示屏,在表带连接部分采用柔性区域,实现设备的弯折和贴合,同时解决了柔性 PCB 散热差和刚性 PCB 不可弯折的问题。
从行业趋势来看,随着可穿戴设备向 “隐形化” 发展,比如智能戒指、智能皮肤等,柔性 PCB 的需求会越来越大。据行业数据显示,2024 年全球可穿戴设备柔性 PCB 市场规模达到 85 亿美元,年增长率超过 25%。这也说明,柔性 PCB 不是伪需求,而是可穿戴设备发展的必然趋势。