1、軟硬結(jié)合板是什么？

FPC與PCB的誕生與發(fā)展，催生了軟硬結(jié)合板這一產(chǎn)品。因此，軟硬結(jié)合板，就是柔性線路板與硬性線路板，經(jīng)過壓合等工序，按相關(guān)工藝要求組合在一起，形成的具有FPC特性與PCB特性的線路板。剛?cè)岚宓谋举|(zhì)是將FPC作為PCB的一個層或者兩個電路層，再對PCB的剛性進(jìn)行部分銑加工，只保留柔性部分。本文HDI小編將帶你了解剛?cè)岚濉?/p>

以三個特征定義軟硬結(jié)合板：

1、材料（含有剛性和柔性材料）

2、線路層（3層以上）

3、含有PTH孔（PTH (Plating Through Hole) 金屬化孔，所以與之相連的層是導(dǎo)通的；有電氣連接。與之相對的是NPTH (Non Plating Through Hole) 非金屬化孔，是指孔內(nèi)側(cè)沒有銅；電氣隔斷。）

2、軟硬結(jié)合板材料

軟硬結(jié)合板使用的硬板材料與常用的硬板材料一致，軟板材料與常用的軟板材料一致。在軟硬結(jié)合板層疊歸一化過程中，為了使材料種類統(tǒng)一，廠家備料方便，軟硬結(jié)合板選用了HDI硬板中常用的PP1080。

除芯板外，其它材料均是卷狀提供。

① FCCL

FCCL = 撓性覆銅板Flexible Copper Clad Laminater

2L FCCL只有PI和銅兩層組成

3L FCCL包括PI、膠和銅三層。

軟硬結(jié)合板設(shè)計中優(yōu)先選擇優(yōu)選2L FCCL（無膠銅）

②PI

聚酰亞胺（簡稱PI）是柔性電路加工中最常用的熱固化絕緣材料。材料的厚度范圍一般是12.5μm（0.5mil）至125μm（5mil），已有的厚度有7.5、12.5、25、50、75和125um。常用的規(guī)格是25μm(1mil)和12.5μm(0.5mil)。比如DuPont（杜邦）公司的“Kapton®”薄膜。

優(yōu)點(diǎn)：高度撓曲性，良好的抗撕裂性。耐高溫、耐燃，可折疊可防靜電干擾，化學(xué)變化穩(wěn)定，良好的絕緣性能和介電性能。是阻燃材料，具有突出的抵抗焊接溫度性能，在焊接條件下電性能絲毫無損。電氣性能和機(jī)械性能極佳。利于設(shè)計、使用壽命長。

缺點(diǎn)：吸濕性高，價格相對高。

③粘合劑

用來粘接導(dǎo)體和介質(zhì)也是非常重要的。它必須保證FPC在加工時不脫膠或不過多地溢膠。

丙烯酸類（Acrylic  12.5um/25um）

丙烯酸膠(Acrylic adhesives)及其改良膠(Modified Acrylic Adhesives)是一種熱固化材料。

材料厚度一般有12.5μm（0.5mil）至100μm（4mil），常用的是0.5mil和1mil。它廣泛應(yīng)用于高溫柔性場合（如需要鉛錫焊接操作），保證在這些應(yīng)用場合下不脫膠或起泡。它還具有優(yōu)良的抗化學(xué)作用特性，可以抵抗加工過程中化學(xué)物質(zhì)和溶劑的影響。結(jié)合力極好，而且撓性很好.在選用改性丙烯酸薄膜做內(nèi)層的粘結(jié)劑時，兩個內(nèi)層之間的丙烯酸的厚度一般不超過0.05mm，以防止熱沖擊時Z方向膨脹過大而造成金屬化孔的斷裂。當(dāng)0.05mm厚的丙烯酸無法滿足粘結(jié)要求時，應(yīng)改用環(huán)氧樹脂型粘結(jié)片代替.與傳統(tǒng)的丙烯酸膠不一樣，改良丙烯酸膠具有部分類似熱塑性材料的特性。它是用局部橫向耦合的方式來改良材料的。當(dāng)溫度大于它的玻璃轉(zhuǎn)化溫度時（Tg），膠就粘到銅或介質(zhì)上。因?yàn)椴牧系木植繖M向耦合結(jié)構(gòu)，膠可以在需要時重復(fù)粘接。

環(huán)氧類（Epoxy  12.5um/25um）

 環(huán)氧樹脂是一種熱固化材料，結(jié)合力不如丙烯酸樹脂，因而主要用于粘結(jié)覆蓋層和內(nèi)層。環(huán)氧樹脂的熱膨脹系數(shù)低于丙烯酸數(shù)倍，在Z方向的熱膨脹小，利于保證金屬化孔的耐熱沖擊性。在環(huán)氧樹脂里面加入其它聚合物來得到增加柔性的改良環(huán)氧樹脂膠。改良環(huán)氧樹脂膠具有低的溫度膨脹系數(shù)，經(jīng)常應(yīng)用于多層FPC或軟硬結(jié)合板。改良環(huán)氧樹脂膠具有極好的Z軸膨脹系數(shù)特性，還具有高的粘合力，低的潮濕吸收率，以及抵制加工過程化學(xué)溶劑的抗化學(xué)作用特性。

④銅箔

電解銅箔（ED，Electrodeposited copper）

采用電鍍方式形成，其銅微粒結(jié)晶狀態(tài)為垂直針狀，易在蝕刻時形成垂直的線條邊緣，有利于精細(xì)線路的制作；但在彎曲半徑小于5mm或動態(tài)撓曲時，針狀結(jié)構(gòu)易發(fā)生斷裂。

壓延銅箔（RA，Rolled－Annealed copper）

其銅微粒呈水平軸狀結(jié)構(gòu)，能適應(yīng)多次撓曲且壓延銅表面比電解銅的光滑，撓性覆銅基材多選用壓延銅箔。由于趨膚效應(yīng)的原因，用壓延銅做的導(dǎo)線在高頻時的損耗較小。

建議在設(shè)計文件中，指出FPC彎曲的方向，使FPC板彎曲的方向與銅的方向一致。

⑤ PP

PP代表的是Prepreg（預(yù)浸覆材料）。

Normal PP：指的是普通的預(yù)浸覆材料，通常用于多層PCB的制造。預(yù)浸覆材料是一種基于樹脂的玻璃纖維布，它在制造PCB時用來粘合層間的銅箔和保證PCB板的絕緣性能。

No-Flow PP：指的是不流動的預(yù)浸覆材料。與普通的預(yù)浸覆材料相比，No-Flow PP在制造高密度互連PCB時使用，它的特性在于在高溫下不會流動，這樣能夠更好地控制銅箔的位置和厚度，從而保證PCB的尺寸和形狀精度。

因此，PP在PCB板中代表的是預(yù)浸覆材料，而Normal PP和No-Flow PP則是不同類型的預(yù)浸覆材料，用于不同的PCB制造需求。

⑥ 阻焊

軟硬結(jié)合板硬板區(qū)域的阻焊與硬板設(shè)計規(guī)范一致，采用綠油設(shè)計。軟板區(qū)域的阻焊與柔板設(shè)計規(guī)范一致，采用Coverlayer設(shè)計（Coverlayer是指覆蓋在PCB表面的一層保護(hù)性材料。Coverlayer通常是一種聚合物薄膜，如聚酰亞胺（PI）或聚酰胺酯（PET），它可以覆蓋在PCB的表面，以提供保護(hù)和絕緣作用。）。軟板區(qū)域存在細(xì)間距焊盤的時候，無法使用Coverlayer時，也使用阻焊油墨。

⑦ 補(bǔ)強(qiáng)(Stiffener)

補(bǔ)強(qiáng)的材料和軟板補(bǔ)強(qiáng)的材料一致。軟硬結(jié)合板貼補(bǔ)強(qiáng)的膠盡量采用熱壓膠，以保證單板SMT過回流爐時補(bǔ)強(qiáng)不會掉。

3、生產(chǎn)流程

因?yàn)檐浻步Y(jié)合板是FPC與PCB的組合，軟硬結(jié)合板的生產(chǎn)應(yīng)同時具備FPC生產(chǎn)設(shè)備與PCB生產(chǎn)設(shè)備。首先，由電子工程師根據(jù)需求畫出軟性結(jié)合板的線路與外形，然后，下發(fā)到可以生產(chǎn)軟硬結(jié)合板的工廠，經(jīng)過CAM工程師對相關(guān)文件進(jìn)行處理、規(guī)劃，然后安排FPC產(chǎn)線生產(chǎn)所需FPC、PCB產(chǎn)線生產(chǎn)PCB，這兩款軟板與硬板出來后，按照電子工程師的規(guī)劃要求，將FPC與PCB經(jīng)過壓合機(jī)無縫壓合，再經(jīng)過一系列細(xì)節(jié)環(huán)節(jié)，最終就制程了軟硬結(jié)合板。很重要的一個環(huán)節(jié)，應(yīng)為軟硬結(jié)合板難度大，細(xì)節(jié)問題多，在出貨之前，一般都要進(jìn)行全檢，因其價值比較高，以免讓供需雙方造成相關(guān)利益損失。

4、優(yōu)點(diǎn)與缺點(diǎn)

優(yōu)點(diǎn)：軟硬結(jié)合板同時具備FPC的特性與PCB的特性，因此，它可以用于一些有特殊要求的產(chǎn)品之中，既有一定的撓性區(qū)域，也有一定的剛性區(qū)域，對節(jié)省產(chǎn)品內(nèi)部空間，減少成品體積，提高產(chǎn)品性能有很大的幫助。

缺點(diǎn)：軟硬結(jié)合板生產(chǎn)工序繁多，生產(chǎn)難度大，良品率較低，所投物料、人力較多，因此，其價格比較貴，生產(chǎn)周期比較長。

剛?cè)岚宀⒉槐阋?，為什么采用剛?cè)岚?/p>

在硬件設(shè)計的時候，成本往往不是關(guān)鍵要素；

第一、可靠性：剛?cè)岚迥軌蚪鉀QFPC的安裝可靠性問題。

在FPC通過連接器進(jìn)行連接，帶來了安裝成本，安裝不方便，安裝可靠性的問題，同時容易短路，脫落等問題。在海康威視的某款海量發(fā)貨的筒機(jī)設(shè)計上面看到了FPC安裝之后，對FPC與PCB進(jìn)行補(bǔ)焊的現(xiàn)象。剛?cè)岚褰鉀Q了FPC安裝可靠性的問題。

第二、綜合成本：

剛?cè)岚?，雖然單位面積的價格提高了，但是節(jié)約了連接器的費(fèi)用，同時減少了安裝時間，減少了返修率，減少了返修率，提高了可生產(chǎn)性和可靠性。在海量發(fā)貨的產(chǎn)品使用，往往是有效降低成本的。

所以，綜合成本=剛?cè)岚迕娣e*剛?cè)岚鍐蝺r - 加工時間成本 - FPC松脫返修成本*松脫概率 – 較少單板種類帶來的管理成本 是否大于 原PCB面積*PCB單價+FPC價格+連接器價格

第三、有效改善信號質(zhì)量

由于不通過連接器進(jìn)行連接，走線連續(xù)性更好，信號完整性更好。

傳統(tǒng)IPC使用FPC和連接器，對Sensor（視頻傳感器）板和主控板進(jìn)行對接。

使用剛?cè)岚蹇梢园阎骺匕搴蛃ensor板做成一體，解決了很多問題，同時也符合筒機(jī)的結(jié)構(gòu)設(shè)計需求。

剛?cè)岚宓脑O(shè)計注意點(diǎn)：

軟硬結(jié)合板強(qiáng)度要求，在硬板部分遵從硬板標(biāo)準(zhǔn)，軟板部分遵從軟板標(biāo)準(zhǔn)，軟硬結(jié)合區(qū)遵從以下特殊要求。

A、 需要考慮柔性板的彎曲半徑，彎曲半徑過小會容易損壞。

B、 有效減少總面積，優(yōu)化設(shè)計減小成本。

C、 需要考慮安裝后立體空間的結(jié)構(gòu)問題。

D、 需要考慮柔性部分走線的層數(shù)最佳設(shè)計。

E、軟硬板，軟板最小長度3mm

F、通孔到軟硬結(jié)合區(qū)分界線0.8mm

G、Laser孔到軟硬結(jié)合區(qū)分界線0.8mm

H、走線到軟硬結(jié)合區(qū)分界線0.4mm

I、軟硬板過渡區(qū)綠油0.5mm

ps:部分圖片來源于網(wǎng)絡(luò)，如有侵權(quán)，請聯(lián)系我們刪除