纸电路：用于艺术项目的灵活、美观的电路

制造紧凑电路的传统方法使用印刷电路板，但这些刚性玻璃纤维片并不总是实用的。在处理贺卡、绘画或素描等艺术项目时，您需要一个灵活的结构来固定电路。您可能正在考虑使用柔性 PCB，但与纸质电路相比，它们的构建更复杂，因此成本更高。因此，后者更具优势，我们在下面详细研究了它。

什么是纸质电路？

顾名思义，纸质电路是建立在一张纸上的功能电子电路。该项目是独一无二的，因为它结合了美学和功能，使用传统美术技术创建了一个纸电路项目。

带纽扣电池的纸电路

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如何制作纸质电路？

创建纸质电路需要这四个步骤。

创建跟踪

走线是由铜组成的通路或线路，用于连接电子元件以形成电路。纸质电路项目使用胶带、油漆或墨水来创建痕迹。

导电铜带走线

在开发纸质电路时，导电胶带是最容易使用的选择之一。它还可以进行焊接，这是墨水或油漆无法实现的。

纸电路中使用的导电铜

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由于成本低廉，铜箔胶带是最常用的类型。你可以得到不同的尺寸，从薄到 5 毫米到厚到 2 英寸。

另一方面，织物胶带由铜、钴和镍组成，其主要优点是能够承受弯曲/弯曲而不会断裂。

导电纺织胶带

• 将胶带按在纸上您想要粘贴的位置，然后剥下并粘贴胶带
• 在胶带中留出空间让元件放置（避免在电路元件之间使用连续胶带）
• 在拐角处使用整齐的折叠技术或切割和焊接胶带
• 使用铜箔胶带时，在弯曲的引线上焊接或涂上透明胶带以固定走线
• 对于织物胶带，应用导电粘合剂或使用导电线材料缝合接头

导电漆迹

与常规绘画一样，导电涂料有助于构建艺术纸电路项目。大多数人使用挤压瓶或刷子来绘制痕迹，同时弯曲和旋转它们以连接电气元件。无论是哪种胶带，您都应该使用以下步骤进行粘贴：

墙上使用的导电涂料

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使用油漆的另一个优点是导电材料可以将电子元件粘合到迹线上。然而，绘画可能会变得凌乱，需要大量的干燥时间。涂漆需要以下说明：

• 先用记号笔或铅笔画出轨迹线
• 使用粘合剂将组件粘在纸上
• 对于小零件，使用镊子准确放置
• 沿着走线和焊盘/电线涂漆
• 在测试前让油漆干燥

导电墨水痕迹

导电墨水痕迹通常作为预填充的电动油漆笔来简化绘图。虽然墨水的干燥时间较短，但固定组件更复杂。

导电油墨纸电路

最常见的笔是电路划线器和 AgIC 电路制造商。对于应用程序，请使用以下说明：

• 使用铅笔/模板画出电路图。
• 如果使用计算机设计电路，请留下填充轮廓而不是线条，因为墨水不能很好地粘附在打印机碳粉上。
• 使用电动油漆笔仔细描线。
• 为元件和电子元件之间的连续线创建大焊盘/圆圈。
• 使用导电胶、电路贴纸或胶带将电子元件固定在墨迹线上。

选择组件

创建走线后，下一步是选择电路中所需的组件，此选择取决于走线的类型。

通孔组件

LED灯、电阻、二极管等长引线的元件属于这一类。

电路板上的几个通孔组件

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使用时，您可以弯曲引线以创建更多表面积以连接到迹线：

• 布带
• 铜带
• 电漆

表面贴装组件

使用 SMD 组件很棘手，但它们的低调结构使其非常适合平放在可爱卡片和其他纸质电路项目的纸面上。

PCB 上的表面贴装元件

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您可以在以下位置使用这些部件：

• 导电漆
• 铜带
• 导电墨水

LilyPad 组件

Lilypad 组件非常适合纸质电路，因为它们采用大焊盘的低调设计。

一个百合花组件

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您可以将它们用于：

• 布带
• 铜带

Chibitronics 电路贴纸

这些贴纸采用导电胶，非常适合粘贴在纸上。

Chibitronics 电路贴纸

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虽然它们很贵，但您可以使用导电涂料、铜带或织物胶带贴纸。

电路抄写模块

电路划线模块是磁性的，需要在纸面后面有一块金属片来临时连接走线和模块。

建立联系

创建跟踪和拾取组件后，下一步是连接它们。有五种方法可以做到这一点。你可以：

焊锡

仅适用于可焊接电路贴纸、THT、SMD 和 LilyPad 组件的铜带。

透明胶带

您可以使用透明胶带将 THT 或 SMD 组件连接到铜带上。

Z 轴胶带

Z轴胶带是一种压敏双面胶带，非常适合用于连接具有大表面积的组件、铜带和大面积导电油墨。

导电涂料

导电涂料会产生冷焊点，这些焊点会变干以连接组件。您可以在非柔性表面上将它们与 THT 和 SMD 组件一起使用。

导电胶/环氧树脂

此选项价格昂贵，需要延长干燥时间，并且某些粘合剂需要热定形。但它几乎适用于所有组件和跟踪。其中包括：

• 导电墨水
• 铜带
• THT、SMD 和 LilyPad 组件

为您的项目提供动力

最后一步是使用纽扣电池为您的项目供电。棘手的部分是将电池连接到电路上，创建一个电池座。或者，您可以使用电池座模块或标签电池。

纽扣电池座

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纸质电路板研究进展

纸质电路板领域并未停滞不前。多年来，研究导致了透明纤维素纳米纸的出现，其功能类似于柔性 PCB 基板。

纳米纸是在等离子金属化工艺创建之后出现的。该过程将文档转换为可焊接的电路板，并通过将组件附着在纤维素基板上来实现在纸上打印内存。

纸质电路板的纸张特性

纸是多孔的，当导电墨水渗入并变得分段时会导致问题。还有烧结过程的问题，这会破坏纸张的稳定性。

然而，在一个研究小组在所有制造步骤中应用物理气相沉积后，所有这些都成为了问题。

物理气相沉积 (PVD)

PVD 将材料从凝聚态转变为气相，反之亦然，在原子水平上形成一层薄而凝聚的薄膜。

该过程使用气态等离子体或高温真空进行转换。然后它利用压力差将蒸汽从低压源移动到纸上。最后一步是让蒸汽在纸上凝结形成薄膜涂层。

物理气相沉积工艺

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薄膜涂层通常是固体导电材料，例如氧化铝，以创建具有优异电性能的稳定且可重复的存储设备。

等离子金属化

等离子金属化也提供了有希望的结果，因为它使纸张能够用作 PCB。它使用等离子喷头向涂有银浆的基材提供含有粉末导电金属的高压喷射。

金属覆盖基材后，热等离子射流将其熔化，将两层结合起来，形成高导电性基材。

未来纸质 PCB 可能会带来新的应用

尽管纸质电路取得了这些进步，但仍在进行研究以增强这项技术并将其开发用于大规模生产。

想想可能性。图片具有用于医疗或军事用途的可折叠、可修剪、3D 纸质电路。这同样适用于可生物降解 PCB 的工业用途。

显然，纸 PCB 领域显示出巨大的前景，进一步的研究只会让它变得更好。如果您想了解有关这项技术的更多信息，请联系我们，从我们的专家团队那里获得见解。