（來源：Shawn Hempel）

電子電路，無論是簡單電路形式還是更先進(jìn)的印刷電路板 (PCB) 形式，對于實(shí)現(xiàn)當(dāng)今的許多技術(shù)都至關(guān)重要。最初是一種傳輸電子為簡單設(shè)備供電的方式，現(xiàn)已發(fā)展成為一項(xiàng)高科技事務(wù)，電路板變得越來越小，效率越來越高，以滿足消費(fèi)者對更高功率和更小電子設(shè)備的需求。

下一代 PCB 和電路需要新的進(jìn)步來滿足需求，過去幾年納米技術(shù)的使用幫助生產(chǎn)了當(dāng)前一代的電路模塊。它將在未來幾年繼續(xù)這樣做。在這里，我們將探討納米技術(shù)在推進(jìn)電路設(shè)計(jì)和開發(fā)方面的作用。

改善現(xiàn)狀

盡管許多現(xiàn)有材料被認(rèn)為是電路板設(shè)計(jì)的主要材料，但自上而下的制造方法存在尺寸限制。這就是納米技術(shù)的用武之地。首先，許多先進(jìn)的自上而下的納米加工技術(shù)使 PCB 表面的整體尺寸和圖案更小。

然而，即使是自上而下的納米制造方法也有尺寸限制，因此納米技術(shù)也有助于從頭開始創(chuàng)建電路板，例如逐個原子地構(gòu)建電路板，以創(chuàng)建比自上而下的方法小得多的電路板。以這種方式構(gòu)建原子結(jié)構(gòu)和設(shè)備被稱為自下而上的方法，并將成為滿足更小、更先進(jìn)的 PCB 和更復(fù)雜電路要求的有用工具。

由于納米技術(shù)而得到改進(jìn)的不僅僅是 PCB 的尺寸。集成到 PCB 中的組件在尺寸和性能方面都發(fā)生了革命性的變化。最好的例子之一：晶體管。許多受納米材料啟發(fā)的晶體管因其增強(qiáng)的性能和小于平均尺寸而被用在電路板上——這意味著更多的晶體管可以集成到定義的區(qū)域中，從而提高 PCB 的速度、功率和功能。

納米涂層的使用

在某些情況下，如果電路足以滿足預(yù)期的作用，則重新發(fā)明電路是不可行的，因?yàn)樵S多設(shè)備不需要增強(qiáng)的性能。然而，一些可能被認(rèn)為技術(shù)含量較低的應(yīng)用程序通常處于可能被損壞的環(huán)境中（例如環(huán)境、遠(yuǎn)程和化學(xué)過程監(jiān)控應(yīng)用程序）。在這些情況下，納米材料也可以以電子涂層的形式提供幫助。

盡管電子涂層已經(jīng)存在多年，但那些利用納米材料作為活性材料的涂層往往在 PCB 表面上更薄（因此沒有那么厚）。它們也更符合 PCB 的復(fù)雜幾何形狀，均勻到納米級，提供更好的性能，并為 PCB 帶來許多不同的效果。在某些情況下，一些納米涂層用于保護(hù) PCB 免受各種環(huán)境因素的影響，例如沖擊、磨損和水/濕氣。相比之下，其他的用于消散設(shè)備內(nèi)可能產(chǎn)生的任何局部熱量（例如熱點(diǎn)）。其他用于增強(qiáng) PCB 和與其相連的任何組件（導(dǎo)電涂層）的導(dǎo)電性。所以，在很多方面，

新穎的電路方法

除了通過先進(jìn)的制造和涂層方法創(chuàng)建和改進(jìn)平均電路外，納米材料還被用于在傳統(tǒng)材料無法實(shí)現(xiàn)的領(lǐng)域創(chuàng)建電路，即用于可穿戴和柔性電子設(shè)備的柔性電路。大多數(shù)用于傳統(tǒng)電路的材料都是無機(jī)的。但對于這些電路領(lǐng)域，使用的大多數(shù)納米材料都是有機(jī)的，例如導(dǎo)電聚合物和石墨烯。一個奇怪的無機(jī)例子也在使用中，銀納米線是主要的例子。

如果沒有先進(jìn)的納米材料制造和設(shè)計(jì)，這種方法是不可能實(shí)現(xiàn)的。柔性電路正被用于多個應(yīng)用領(lǐng)域，包括柔性電話、健康和健身監(jiān)測設(shè)備、射頻 (RF) 身份標(biāo)簽以及各種傳感器。納米材料也被用于制造可印刷的專業(yè)導(dǎo)電油墨。這些發(fā)展將 PCB 的面積提升到了新的高度，因?yàn)樵S多 PCB 可以使用噴墨打印機(jī)創(chuàng)建。

除了用于獨(dú)立可穿戴電子產(chǎn)品的電路外，納米材料還可以用作電子紡織品 (e-textiles) 的電路。在這些情況下，納米材料被集成到紡織品中，充當(dāng)導(dǎo)電管道，為嵌入紡織品中的設(shè)備供電——可以是純形式的納米材料復(fù)合纖維，也可以是導(dǎo)電涂層，具體取決于預(yù)期應(yīng)用、納米材料的類型，以及在電子紡織品中供電的設(shè)備。

結(jié)論

電路和印刷電路板 (PCB) 一直在進(jìn)步以提高其性能和尺寸以滿足現(xiàn)代社會的需求。納米技術(shù)提供了一種通過先進(jìn)的制造方法和納米涂層方法改進(jìn)現(xiàn)有電路的方法。納米技術(shù)還創(chuàng)造了其他方法不可能實(shí)現(xiàn)的電路解決方案——例如可穿戴和柔性電子產(chǎn)品中的柔性電路。總的來說，納米技術(shù)和納米級制造方法的進(jìn)步幫助電路達(dá)到了今天的水平，納米技術(shù)很可能在未來的電路設(shè)計(jì)中發(fā)揮越來越大的作用。

審核編輯hhy