可拉伸 PCB 邂逅结构智慧：“刚性岛” 技术的崛起
从智能可穿戴设备到软体机器人、医疗贴片，现代电子设备的功能早已超越单纯的信号传导 —— 它们需具备移动、拉伸能力，还得经受住实际应用环境的考验。传统刚性 PCB 显然无法满足这些需求。
解决方案正是可拉伸电路板（S-PCB），更具体地说，是一种名为 “刚性岛” 的设计理念：将刚性区域嵌入柔软的弹性基底中，既为敏感元器件提供保护，又能让周边区域保持柔韧性。
但如何高精度制造这类混合结构？这正是 LPKF 发挥核心优势的关键场景。
何为 “刚性岛”？其重要性何在？
可拉伸 PCB 的设计始终面临一个核心难题：既要能弯曲变形，又要适配集成电路（IC）、连接器等本身具有刚性的电子元器件。若直接将这些刚性元器件嵌入软材料，设备在受力时极易损坏。
为此，研究人员提出了 “刚性岛” 设计：在可拉伸基底中，精心布局嵌入小型刚性区域，作为精密元器件的机械支撑平台。
这种混合设计能带来三大核心优势：
- 机械解耦：应力由柔软区域吸收，而非直接作用于元器件
- 抗疲劳性提升：设备可承受数千次拉伸循环而不失效
- 设计自由度高：能以柔软的可穿戴形态，实现刚柔结合集成
然而，要让刚性岛发挥作用，导体图形需精心布线以跨越柔性与刚性区域 —— 这一工序对激光精密加工技术的依赖度极高。
LPKF ProtoLaser U4 激光加工机恰好能满足这一需求：它可对铜箔进行结构化加工，实现精确的隔离宽度，加工过程无热损伤、过渡平滑，确保不同基底区域的电气与机械可靠性。
弗莱堡大学的突破性研究
弗莱堡大学交互式材料与仿生技术中心（livMatS）的研究人员，开发出一种经济高效的 S-PCB 制造方法，核心材料仅采用硅胶和铜箔等常见基材。
该研究成果于 2024 年发表于《柔性与印刷电子》期刊（IOP Science 出版），其工艺核心是通过激光结构化技术刻制铜导线，再将其层压至柔软的硅胶基底中。
论文标题：基于变刚度硅胶基底的可拉伸印刷电路板
作者：Lorenz J. M. Letz、Jean-Pierre Bohn、Thomas Speck 等
这种方法实现了耐用性与弹性的平衡 —— 这对可穿戴设备、软体机器人、生物医学系统等应用场景至关重要。
LPKF 的核心作用：精准与柔韧的完美融合
该工艺的关键步骤，是对铜箔进行选择性激光结构化加工以刻制电路路径。研究团队使用 LPKF ProtoLaser U4，精准去除多余铜箔，仅保留所需的导体图形。
LPKF ProtoLaser U4 的核心贡献包括：
- 可加工精细铜导线，隔离宽度可达约 60 微米
- 可根据不同基底条件，调节功率实现可控烧蚀
- 加工速度快，导体区域分离干净且无毛刺
- 无需掩膜或蚀刻化学品，即可实现直接样品制作
这项技术的重要性在于：最终 S-PCB 的耐用性与拉伸性，完全取决于铜箔与硅胶的边界精度 —— 而激光加工能以外科手术般的精准度定义这一界面。这在刚性岛结构中尤为关键：刚性与柔性区域需实现清晰分离，同时保持电气连通。
LPKF 赋能下一代可穿戴设备
随着各类应用对电子设备小型化、高柔韧性和高智能化的需求日益增长，激光结构化技术正成为设计工具箱中的核心工具。LPKF 能助力研究团队实现：
- 快速制作定制化图形的电路样品
- 测试电路设计的机械性能
- 可在内部完成产品搭建与迭代，无需等待外包加工
从高校实验室到初创企业孵化器，LPKF 已成为可拉伸电子、可穿戴电子及仿生电子领域值得信赖的合作伙伴。
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