軟硬結合板是一種兼具剛性電路板和柔性電路板特性的新型電路板,融合了兩者的優勢。它在需要剛性支撐的部分采用剛性板材,在需要可彎曲連接的部位使用柔性材料,實現了復雜電子設備的多功能設計需求。隨著電子技術的不斷發展,軟硬結合板在消費電子、醫療設備、汽車電子等領域的應用越來越廣泛。
制作軟硬結合板需要把柔性板和硬質板壓制在一起。與普通的柔性板相同,它需要獨立鉆孔、電鍍并蝕刻。不同的是由于缺少玻璃纖維,所以它更薄、更有彈性。正如前面所提到的,彈性差一點的板可以根據需求使用PI和玻璃纖維制造。最后要也要把它作為夾層與硬質板壓制在一起,并做成拼板。
層壓疊層
柔性電路板是與硬質電路板和其他柔性板,通過粘接劑熱壓在一起的。每個柔性板彼此是不相鄰的。為了保持靈活性,每個柔性板最多有2個銅皮層。柔性板之間是被硬質半固化片、基板或者由環氧樹脂或和丙烯酸酯膠粘劑制成的PI芯粘接片所分離的。
從本質上講,每個硬質板在柔性板填充的部分都是單獨切割的。
下面是軟硬結合板層壓過程,2個兩層柔性電路嵌入三個硬質板中。

金屬蝕刻、電鍍、保護膜和空白柔性板與玻璃環氧硬質板相結合。

包括每一柔性部分鍍孔層疊板,及硬性部分鍍孔的詳細流程圖。
在所示的層疊例子中,有兩個預蝕刻和切割的柔性電路,每一個都是雙面鍍通的。柔性電路已經嵌在最終的拼板中,在柔性電路下面保留了硬質電路板,用于支撐柔性電路。這樣有助于在焊裝過程中保持柔性電路平整。如果柔性電路沒有支撐的話會有一些潛在的危害,比如焊裝過程中柔性電路彎曲或者大裂縫,尤其是在回流焊爐中。
阻焊可以使用類似壓貼紙的覆蓋膜,或用前面提到的光敏阻焊涂料。最后,由柔性板和硬質板構成的6層的板壓制完成后,最外層(頂部和底部)的銅箔層就要連接在一起了。通常是從頂層到底層鉆孔,然后涂鍍就完成了。也可以使用激光鉆盲孔(從頂層到柔性板或者從底層到柔性板),不過這樣會增加成本。
最后一步是印刷頂層和底層的阻焊層、絲印層和防腐鍍金(如:化鎳浸金)或焊錫均涂(HASL)。
物理約束多個柔性板結構
剛柔板盡管原理上可以使用各種層疊結構,但是如果你沒能謹慎考慮生產步驟及材料屬性,它的造價會貴得離譜。設計柔性電路的一個重要考慮是,要了解電路彎曲時材料內部所能承受的壓力。在反復多次地彎曲后,銅會硬化并產生疲勞斷裂。緩解這個問題的一種方法是使用單層的柔性電路結構,這樣,銅處于彎曲半徑的中心,薄膜板和覆蓋層最大限度吸收了的壓縮和拉伸應力,由于聚酰亞胺具有良好的彈性,所以問題不大。相比多銅層結構,單層銅皮結構能在反復的運動中具有更長的生命周期。

對于需要多次重復彎曲的電路,最好使用單層柔性結構,并且使用RA銅來增加疲勞壽命。
同理,多個獨立的柔性電路通常也是很有必要的,但最好避免在重疊部分彎曲,因為柔性部分的長度會限制彎曲半徑。
膠珠在柔性板離開硬質板的地方需要考慮加強它的牢固度,環氧樹脂、丙烯酸或熱熔膠都可以幫助提升使用壽命。但是,點膠和等它固化,會增添額外勞動及生產周期。
當然可以使用自動點膠機,不過你必須非常仔細地與裝配工程師一起合作,來確保裝配完成后這個膠珠不會掉下來。在某些情況下,即便是費時、費錢,也必須要手動上膠。無論采用哪種方式,你都需要為裝配人員提供清晰的操作手冊。
補強板和終端
如果不與硬質板組裝在一起,那么柔性電路的終端通常會與連接器相連。這種情況下,終端部分可以添加補強板。補強板的材料多為更厚的聚酰亞胺或者FR-4。一般來說,它有助于把柔性板嵌壓到硬質板上。
拼板
在焊裝的過程中,軟硬結合板是拼在一起的。我們把元件放置并焊接在硬質板部分。某些產品需要在柔性板部分焊裝元器件,這種情況下,柔性板的下面要保留硬質板,用于支撐柔性板。硬質板不與柔性板粘貼在一起,并且使用可控制深度的銑刀銑出它的輪廓。當焊裝完成后,工人用手就可以把它壓下來。

軟硬結合板的例子。請注意,這里有前后面板、柔性電路和板切割。硬質板上已經開有V型槽,焊裝完成后可以被折斷。這樣在裝配至機箱過程中可以節省時間。

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