FPC與PCB的誕生與發(fā)展,催生了軟硬結(jié)合板這一新產(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。 軟硬結(jié)合板(Rigid•Flex),是由剛撓和撓性基板有選擇的層壓在一起組成,結(jié)構(gòu)緊密,以金屬化孔形成電氣連接的特殊撓性印制電路板。它具有高 密度、細線、小孔徑、體積小、重量輕、可靠性高的特點,在震動、沖擊、潮濕環(huán)境下其性能仍很穩(wěn)定??扇崆?,立體安裝,有效利用安裝空間,被廣泛應用于手機、數(shù)碼相機、數(shù)字攝像機等便攜式數(shù)碼產(chǎn)品中。剛?cè)峤Y(jié)合板 會更多地用于減少封裝的領域,尤其是消費領域。
軟硬結(jié)合板(Rigid-Flex PCB)是結(jié)合硬板與柔性板特性的多層電路板,以下是其核心生產(chǎn)工藝流程及關(guān)鍵要點:
一、前期準備
1. 材料選擇
PCB硬板基材:FR-4、鋁基板等,提供結(jié)構(gòu)支撐。
FPC柔性基材:聚酰亞胺(PI)薄膜、覆蓋膜(Coverlay),確保線路可彎曲。
PCB&FPC粘結(jié)材料:ACF(各向異性導電膠)、環(huán)氧樹脂膠,用于層間固定。
2. 設計與開料
設計文件:通過 CAD/EDA 軟件(如 Altium、PADS、99SE、DXP)生成 Gerber 文件,明確剛性區(qū)、柔性區(qū)及連接位置。
開料:剛性PCB板按尺寸裁切,F(xiàn)PC柔性基材需精確控制張力避免褶皺; 常用厚度:剛性PCB板 0.2-5.0mm,柔性 PI 膜 0.025-0.3mm。
二、剛性板與柔性板獨立加工
(一)剛性pcb板生產(chǎn)流程
鉆孔:數(shù)控鉆床加工導通孔,孔徑 0.1-1mm,需打定位孔用于后續(xù)壓合對位。
沉銅與電鍍:孔壁化學沉銅(厚度 0.3-0.5μm),外層電鍍加厚至 18-35μm。
線路圖形轉(zhuǎn)移:干膜 / 濕膜曝光顯影,形成線路圖形,蝕刻去除多余銅箔。
表面處理:可選沉金、OSP(有機可焊性保護層)、噴錫等,提升焊接可靠性。
(二)柔性板流程
涂膠與壓合:在 PI 膜上涂覆液態(tài)膠或覆蓋預先涂膠的覆蓋膜,熱壓(溫度 120-180℃,壓力 3-5MPa)固定。
線路蝕刻:采用半加成法(SAP)或減成法,線寬 / 線距可達 50μm/50μm,需控制蝕刻均勻性避免 PI 損傷。
補強處理:在焊接區(qū)、元件安裝區(qū)貼附 FR-4 或 PI 補強板,增強機械強度。
三、軟硬結(jié)合壓合
1. 層間對準:通過定位孔 + 銷釘系統(tǒng)(精度 ±50μm),確保剛性板與柔性板線路準確對位。
2. 壓合工藝:預壓:低溫(80-100℃)短時間壓合,排除氣泡;主壓:高溫(150-200℃)高壓(5-8MPa)固化膠粘劑,形成整體結(jié)構(gòu);難點:控制柔性區(qū)褶皺與剛性區(qū)應力集中,需優(yōu)化壓合參數(shù)與緩沖材料。
四、鉆孔與金屬化
二次鉆孔:加工跨軟硬層的通孔 / 盲孔,需使用微型鉆頭(直徑≤0.3mm)避免損傷柔性區(qū)。
孔金屬化:化學沉銅 + 電鍍,孔壁銅厚≥25μm,確??鐚与姎膺B接可靠性。
五、線路與表面處理
圖形電鍍:加厚外層線路銅(35-70μm),柔性區(qū)線路需避免銳角設計以減少彎折斷裂風險。
阻焊與字符:剛性區(qū)絲印阻焊油墨(如綠油),柔性區(qū)覆蓋 PI 覆蓋膜或液態(tài)感光膠(LPI),保護線路并增強耐彎折性。
六、成型與測試
1. 外形加工:
剛性PCB板區(qū):CNC 銑削或沖壓成型,加工出安裝孔、卡槽等結(jié)構(gòu)。
柔性FPC區(qū):激光切割或數(shù)控銑削,確保邊緣光滑無毛刺(粗糙度 Ra≤1.6μm)。
2. 電氣測試
導通測試:使用飛針測試儀或通用測試夾具,檢測線路開路、短路(精度 ±0.1Ω)。
彎折測試:模擬實際使用場景,測試柔性區(qū)耐彎折次數(shù)(通?!? 萬次)。
七、表面處理與終檢
表面防護:柔性區(qū)可涂覆納米涂層(如派瑞林),提升防潮、耐磨性能。
外觀檢查:顯微鏡檢測線路缺陷,二次元影像儀測量尺寸精度,確保符合 IPC-2223 標準。
軟硬結(jié)合板關(guān)鍵工藝難點
層間對準精度:軟硬材料熱膨脹系數(shù)(CTE)差異大(剛性板 CTE≈15ppm/℃,PI≈30ppm/℃),易導致壓合偏移。
柔性區(qū)可靠性:彎折區(qū)域線路需優(yōu)化走線(如蛇形線),避免應力集中。
工藝兼容性:需平衡剛性板的高耐熱性與柔性板的低應力要求,避免材料分層或開裂。
應用場景
消費電子:折疊屏手機、可穿戴設備的鉸鏈連接。
汽車電子:車載攝像頭、雷達模塊的柔性線束集成。
醫(yī)療設備:內(nèi)窺鏡、植入式器械的微型化布線。
通過以上流程,可實現(xiàn)剛?cè)崽匦缘挠袡C結(jié)合,滿足現(xiàn)代電子設備對高密度互聯(lián)與復雜形態(tài)的需求。