在电子设备飞速发展的今天，印刷电路板（Printed Circuit Board，简称 PCB）作为电子产品的关键组成部分，其性能与设计的重要性不言而喻。传统印刷电路板主要以硅基刚性组件为主流，凭借着高性能和低成本的优势，在电路和传感技术领域长期占据主导地位。然而，随着可穿戴电子设备、柔性显示技术等新兴领域的崛起，传统 PCB 的局限性逐渐显现。

 在可穿戴健康监测设备方面，心血管疾病的高发性促使人们不断研发柔软、灵活且可拉伸的医疗系统，用于持续监测心律。但将硅基刚性组件集成到柔软基底时，由于机械性能不匹配，焊点处易产生集中应变，不仅会导致误差，还会缩短设备使用寿命。而且，传统 PCB 在高密度布线方面也面临难题，互连结构所需宽度过大，限制了其在小型化、多功能化设备中的应用。

 为突破这些困境，科研人员把目光投向了古老的折纸艺术。基于折纸原理的电路板，尤其是平面可展双波纹（PDDC）曲面结构，为印刷电路板的发展带来了新契机。PDDC 曲面的单位晶胞由四个平行四边形构成，通过对其进行参数化分析，确定了共面和无旋转等特殊条件，为后续的应用设计奠定了理论基础。

在众多 PDDC 曲面的图案中，Barreto's Mars tessellation脱颖而出。与[敏感词]的三浦折叠（Miura-ori）相比，Barreto's Mars tessellation包含方形小面，在形状上与传统电子设备的兼容性更高，更适合用于安装各类电子元件。这一特性使得基于Barreto's Mars tessellation的 PDDC - SCB（PDDC 曲面的可拉伸电路板）在可穿戴电子领域展现出巨大潜力。

以可拉伸心率传感系统为例，该系统以 PDDC - SCB 为核心，除电池外，大部分电子元件都能安装在可拉伸部分。其小面边长设计为 8 毫米，采用正方形或菱形小面，锐角 30°，这种设计不仅便于安装大尺寸元件和加强筋，还通过去除顶点、设置较薄的折痕区域等方式，有效提高了系统的可靠性和可折叠性。在制作过程中，商业制造商根据设计制作 PDDC - SCB 二维薄片，安装电子元件并编程，再经过折叠、安装电极、与织物缝合等步骤，终制成可穿戴的心率传感带。

从测试结果来看，PDDC - SCB 在不同方向上展现出了一定的拉伸性，模式 1 下在 W 方向拉伸率可达 29.7%，在 L 方向为 7.8%。而且，模式 1 的弯曲性能更好，更适合用于胸带这类需要频繁弯曲和伸展的应用场景。在电气性能方面，电压调节模块能兼容多种电源，尽管折叠后电压略有下降，但整体性能稳定。心率传感模块虽然存在电源噪声，但通过滤波器设计，仍能有效提取心率信号，且折叠过程对其性能影响较小。整个可穿戴系统在实际测试中，成功采集到人体心跳信号，计算出的心率数据准确可靠。

基于折纸的印刷电路板创新设计，为电子设备的发展开辟了新道路。它不仅解决了传统 PCB 在柔性和可拉伸性方面的不足，还为未来智能服装、可穿戴医疗设备等领域的发展提供了更多可能。随着研究的不断深入，在优化 PDDC - SCB 的拉伸性、深入研究折叠后寄生参数变化、完善数学和力学分析等方面，还有很大的探索空间。相信在不久的将来，基于折纸的印刷电路板将在更多领域得到广泛应用，推动电子行业迈向新的高度。

引用文献:香港科技大学-Yongkai Li, Hongyu Yu 《A Planar Developable Double Corrugation Surface Enabled Stretchable Heart Rate Sensing System》