柔性混合电子器件：降低基板成本的策略。
想象一下柔性前端电路板 (FPCB)，你几乎肯定会想到一张橙棕色的塑料片，上面可能有一些铜蚀刻，或许还焊接了一些元件。这种塑料是聚酰亚胺 (PI，也称 Kapton)，其广泛应用主要归功于其耐高温和整体耐用性。事实上，PI 非常耐用且对温度不敏感，因此常用于实验室烘箱、低温恒温器，以及（与铝层压后）包裹卫星。
聚酰亚胺的缺点：聚酰亚胺的
诸多优点使其成为柔性电子应用的理想材料，但它也存在一些缺点。首先，它的价格大约是PET（聚对苯二甲酸乙二醇酯）的100倍，PET是一种常见的透明塑料，用于饮料瓶。如果这种塑料薄膜用于实验室或卫星，这倒没什么问题；但如果用作一次性智能包装或其他低成本应用的电路基板，这便是一个显著的劣势。
其次，虽然这显而易见，但它是橙色的。这限制了它在光学应用领域的使用，例如LED涂层薄片。第三，其耐用性的代价是缺乏弹性，这使得它难以用于可穿戴皮肤贴片或电子纺织品。.
所有这些都意味着，转向更便宜但热脆性更高的透明基板，例如PET、PEN（聚萘二甲酸乙二醇酯）和拉伸TPU（热塑性聚氨酯），是柔性电子行业的一大趋势。然而，这需要电子元件与基板的连接方式发生重大的技术变革。这种通过印刷（而非蚀刻）互连将传统元件连接到柔性基板上的技术被称为柔性混合电子（FHE）。.
IDTechEx最新发布的报告《2020-2030年柔性混合电子：应用、挑战、创新与预测》分析了在低成本基板上实现电子产品制造所需的技术和创新。该报告基于广泛的一手调研，包括对全球企业的访谈和实地考察，本文多处引用了该报告。.
柔性混合电子器件需要低成本的基板。
柔性混合电子器件（FHE）有望将传统刚性电子器件的功能与印刷电子器件的柔性相结合。图示展示了一个FHE原型电路，其中集成电路与许多其他元件组合在一起，包括（例如）印刷传感器、天线、薄膜电池，甚至薄膜光伏电池。并非所有元件都必须包含在内，甚至并非所有元件都必须印刷，电路才能被认定为FHE，但至少必须包含印刷并放置的功能元件。
在传统的刚性PCB或柔性PCB中，元件连接是通过焊接实现的，这项关键技术在很大程度上被人们所忽视。焊接具有诸多优势：表面张力有助于元件正确定位，从而降低了对精确定位的要求；误差可以手工修正；最重要的是，它能提供优异的电气和机械连接。然而，对于那些希望使用更便宜、热脆性更高的替代基板的制造商来说，传统的锡银铜（SAC）焊接需要约250°C的回流温度，这对于聚酰亚胺（PI）基板来说不成问题，但会导致大多数其他塑料基板熔化和性能下降。.
各向异性导电胶。
迄今为止，解决这一难题的方法是使用各向异性导电胶（ACA），这种胶粘剂可在合适的温度下进行热固化。然而，IDTechEx 认为，对于许多应用而言，尤其是那些需要高耐久性的应用，各向异性导电胶只是权宜之计：其成本约为焊接的 3 到 10 倍，而且显然没有任何优势。因此，人们投入了大量精力来开发低温焊接或光子烧结技术，这些技术可以在不损坏基材的情况下使焊料回流。哪种方法会被更广泛地采用仍是一个悬而未决的问题，但开发与 PET 兼容的元件连接方法无疑是推进低成本、柔性混合电子器件普及的关键一步。
IDTechEx 最新报告对这些元件固定材料以及创新方法的案例研究进行了详细评估，这些创新方法包括含纳米颗粒的超冷焊料和场取向 ACA。.
基材应用路线图：
鉴于低成本基材在技术开发和制造方法方面的要求，IDTechEx 预计它们更有可能在大批量、高成本的应用中得到应用。IDTechEx 认为，纸质基材将逐渐成为 RFID 标签和智能包装的主流选择。此外，由于对耐久性要求较低的应用，基材的使用也将从 IP 转向更便宜、热脆性更高的材料，例如 PET。IDTechEx 针对特定应用的基材应用路线图如下图所示。
图示路线图展示了各种FHE应用中基材选择的演变过程。对成本敏感的应用，例如智能包装，可能会经历从聚酰亚胺（PI）到聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）的最大转变。如果电子制造设备能够集成到现有的包装生产线中，纸张也是智能包装基材的一种选择。.
(FHE) 全面概述：
IDTechEx 最新发布的报告《2020-2030 年柔性混合电子技术：应用、挑战、创新与预测》对这一新兴技术前沿进行了全面分析。IDTechEx 十多年来一直致力于评估和追踪印刷电子技术及市场。本报告基于最新的第一手调研，包括对全球所有主要参与者的访谈和实地考察。报告识别并分析了材料和生产系统方面的所有关键创新趋势，涵盖了连接材料、基材和金属化技术，以及生产技术，包括高通量拾取放置和各种 S2S 及 R2R 印刷技术。本报告构建了应用路线图，展示了 FHE 将如何从如今简单的 RFID 标签发展到未来复杂的柔性混合电子技术，从而应用于智能包装、工业监控、可穿戴设备等领域。报告还详细分析了应用时间表、挑战和创新机遇。此外，它还预测了这项赋能技术的增长，表明市场可以在 Y 年达到 X，而快速普及的拐点可能在 2025 年到来。
对FHE在各种应用领域的市场收入进行预测。这些预测基于对20多个子类别的细致分析，包括FHE在每个类别中提供的优势，以及针对特定应用的组件和组装方法的价格预测。.
