發(fā)布時(shí)間：2025-05-05 瀏覽量：704
在科技飛速發(fā)展的當(dāng)下，柔性印刷電路板（FPCB）正逐漸嶄露頭角，尤其是在可變形超聲換能器領(lǐng)域，其發(fā)揮的作用堪稱關(guān)鍵。參考中科院的《用于多尺度成像和波束形成的可變形超聲陣列換能器》這一論文，我們能深入了解 FPCB 的創(chuàng)新應(yīng)用與無限潛力。
傳統(tǒng)的超聲探頭在諸多場(chǎng)景下存在明顯短板，像形狀和尺寸固定，難以穿過小孔對(duì)目標(biāo)進(jìn)行近距離檢測(cè)。而可變形超聲換能器（TUT）的出現(xiàn)，成功突破了這些限制。在 TUT 的變形過程中，FPCB 扮演著核心角色。它受折紙機(jī)制啟發(fā)而設(shè)計(jì)，具備獨(dú)特的結(jié)構(gòu)和卓越的性能。
從結(jié)構(gòu)上看，論文中提到的折紙式 FPCB（PF - FPCB）設(shè)計(jì)精妙。它由 12.5μm 厚的高強(qiáng)度聚酰亞胺層、12μm 厚的高延展性銅走線以及 27.5μm 厚的覆蓋膜構(gòu)成，這種組合確保了在多次彎曲過程中的可靠性。在折疊區(qū)域，還進(jìn)行了軟化處理，避免焊接孔的影響。連接超聲陣列換能器的焊盤設(shè)計(jì)為內(nèi)徑 0.6mm、外徑 0.8mm 的通孔，連接導(dǎo)線寬度 0.1mm，連接同軸電纜的焊盤尺寸也經(jīng)過精心規(guī)劃，寬度 0.16mm、長(zhǎng)度 0.5mm。這些細(xì)節(jié)設(shè)計(jì)，為 FPCB 的高效運(yùn)作奠定了基礎(chǔ)。
在 TUT 的變形過程中，PF - FPCB 的作用至關(guān)重要。沿著白色分離線切割分離，它能實(shí)現(xiàn)任意變形；沿著灰色線折疊，可形成一維線性陣列；再沿著黑色線折疊或展開，就能在一維線性陣列和二維平面陣列之間自由轉(zhuǎn)換。這種[敏感詞]的變形控制，使得 TUT 能夠在不同的工作場(chǎng)景中靈活切換形態(tài)，滿足多樣化的檢測(cè)需求。比如在工業(yè)檢測(cè)中，TUT 可以先以一維線性陣列的形式穿過細(xì)長(zhǎng)管道，到達(dá)檢測(cè)位置后再轉(zhuǎn)換為二維平面陣列，進(jìn)行更全面、細(xì)致的檢測(cè)。
FPCB 的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)不僅體現(xiàn)在 TUT 的結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換上，還體現(xiàn)在其出色的性能表現(xiàn)方面。經(jīng)過測(cè)試，PF - FPCB 在 0.5mm 的彎曲半徑下，能夠承受約 4000 次的彎曲，這一數(shù)據(jù)充分證明了它的高耐用性。在 TUT 的制造過程中，它與壓電模塊的連接穩(wěn)定可靠，雖然低溫焊接時(shí) 1 - 3 型復(fù)合材料上的 Cr/Au 電極存在斷裂風(fēng)險(xiǎn)，但整體焊接成功率仍高達(dá) 96% 以上。
從更廣泛的角度來看，FPCB 在可變形超聲換能器中的應(yīng)用，為工業(yè)和醫(yī)療領(lǐng)域帶來了新的發(fā)展機(jī)遇。在工業(yè)無損檢測(cè)中，TUT 借助 FPCB 的變形能力，可以檢測(cè)到傳統(tǒng)探頭難以觸及的部位，大大提高了檢測(cè)的準(zhǔn)確性和全面性。在醫(yī)療領(lǐng)域，無論是超聲成像還是治療，TUT 都展現(xiàn)出了巨大的潛力，有望為患者提供更精準(zhǔn)、更高效的醫(yī)療服務(wù)。
隨著科技的不斷進(jìn)步，FPCB 在可變形超聲換能器領(lǐng)域的應(yīng)用前景將更加廣闊。未來，它可能會(huì)與更多先進(jìn)技術(shù)相結(jié)合，如形狀記憶合金（SMA）薄膜、微機(jī)電系統(tǒng)（MEMS）技術(shù)等，實(shí)現(xiàn) TUT 的自動(dòng)化變形，進(jìn)一步提升其性能和應(yīng)用范圍。
柔性印刷電路板在可變形超聲換能器領(lǐng)域已經(jīng)取得了顯著的成果，并且還有著無限的發(fā)展可能。無論是對(duì)相關(guān)行業(yè)的從業(yè)者，還是對(duì)科技愛好者來說，關(guān)注 FPCB 的發(fā)展動(dòng)態(tài)，都將有助于把握未來科技發(fā)展的新趨勢(shì)。
