上海大学大工程中心再添新装备，《电子实习》又增新课程——柔性电路制作

来源｜上大工训

柔性电子制作

万物互联的时代，什么东西可以同时踩中5G、新能源汽车、云计算和物联网的风口？给出的答案或许是FPC（挠性印制电路板）。随着这些产业的蓬勃发展，催生出对于高层数、高密度、高速PCB产品的庞大需求。加之近年来，全球FPC逐步朝着线宽细、布线密、工艺精的超精化方向发展，FPC在PCB市场的占比呈上升趋势。

 

01 · 发光服制作

工训中心电子信息部紧紧跟随PCB发展的时代潮流，将柔性电路FPC制造引进课程，拓展了课程的边界，开阔了同学的视野。

 

课程展示了液态金属这一新兴材料，同学对它的各种神奇属性以及在电子制造领域的广泛应用有了初步认知。发光服的制作过程包含了电路印刷、电路制板、发光LED元件焊接以及电路热压等环节。

 

 

 

02 · 柔性电路应用

柔性电路板（Flexible Printed Circuit ）又称“软板”，是用柔性的绝缘基材制成的印刷电路，具有许多硬性印刷电路板不具备的优点。例如它可以自由弯曲、卷绕、折叠，可依照空间布局要求任意安排，并在三维空间任意移动和伸缩，从而达到元器件装配和导线连接的一体化。利用FPC可大大缩小电子产品的体积，适用电子产品向高密度、小型化、高可靠方向发展的需要。因此，FPC在航天、军事、移动通讯、手提电脑、计算机外设、PDA、数字相机等领域或产品上得到了广泛的应用。

 

如超柔性RFID电子标签，借助液态金属电子线路易弯折的特性实现天线的表面共形贴附，通过系统阅读器与标签之间进行非接触式的数据通信，达到识别目标的目的。最大的亮点是RFID电子标签的柔软性，便于粘贴物品表面，测试方便。此外，利用柔性电路可制作穿戴传感器，可实现高精度测量人体体温、手机实时监测及报警功能。同时，充分利用液态金属导电线路具备柔软、可拉伸的特点，便于直接穿戴于身体表面，方便随时监测。

03 · 电路制作工艺

传统的电子制造模式工序繁琐、大型设备较多，因而生产场地建设周期长、人工需求量大及动辄几亿、几十亿的资金投入，需要较长时间才能具备本土承接能力。实验室小批量的PCB需求更难以保证，很难找到代工的厂家。以往实验室制板方法主要是雕刻和化学腐蚀，但存在不安全的因素，且需消耗大量原料、水、气及能源。

 

我们电子信息部曾经长期面对在电子实习过程中，无法满足同学对PCB电路板进行设计和制备的尴尬窘境。为改变这一现状，2022年我们引进了一款全新的桌面级电路印刷神器——SMART800 PCB高速印刷系统。使用独家的液态金属材料，结合可控附着（CAP）印刷技术，实现了导电材料的滚动涂覆，可快速完成原型电路的制作，是电子设计过程中的必备工具。

工艺流程

 

04 · 电子增材制造

液态金属电路制作为增材制造，是快速成型技术的一种，通过材料逐步堆积累加的方法实现生产，是近些年在高速发展的新兴技术，属于高端制造行业。但目前市场中多以结构型增材制造为主，专注于电子增材制造产业的企业寥寥无几。事实上，电子制造由于其周期长、链条长、分工细且复杂等特点，在当前时局下更易受影响，易断易掉。作为信息时代的核心组成部分，保障电子制造产业供应链的安全性和弹性已成为各国重点关注的问题之一。

 

将增材制造引入电子制造领域，即运用优化的图形印刷作为增材制造工艺，使功能性导电材料在衬底上一次成形，无需后续减材制程。相较于传统的电子制造方法如蚀刻法等后期去除材料的方式，增材制造生产工艺简化、生产设备及所需材料大幅减少且生产过程近于零污染排放，具有轻量化、灵活化、绿色环保等天然优势，可快速实现去中心化的本地生产模式。

总结

《电子实习》课程通过教学与实践相结合的方式还原专业课程中的各项基本技能，让学生充分掌握电路设计、电子制作、电子焊接、编程、系统装配调试等内容，同时还融合了柔性电子、增材制造新技术和液态金属新材料等知识，以项目制综合实践方式，将专业技能应用于训练，构建出思政素养和专业素养双融合的课程体系，从而提升学生的融创思维和学习兴趣，拓展知识面，激发创造力。

课程结合新工科教育改革的需求，在提高学生专业素养的同时，让学生在学校就可以体验到电子产品制作的全工艺流程，与企业接轨，为后续职业发展打下基础。

撰稿｜周昕

编辑｜饶珺

审核｜郭帅