1、软硬结合板是什么？

FPC与PCB的诞生与发展，催生了软硬结合板这一产品。因此，软硬结合板，就是柔性线路板与硬性线路板，经过压合等工序，按相关工艺要求组合在一起，形成的具有FPC特性与PCB特性的线路板。刚柔板的本质是将FPC作为PCB的一个层或者两个电路层，再对PCB的刚性进行部分铣加工，只保留柔性部分。本文HDI小编将带你了解刚柔板。

以三个特征定义软硬结合板：

1、材料（含有刚性和柔性材料）

2、线路层（3层以上）

3、含有PTH孔（PTH (Plating Through Hole) 金属化孔，所以与之相连的层是导通的；有电气连接。与之相对的是NPTH (Non Plating Through Hole) 非金属化孔，是指孔内侧没有铜；电气隔断。）

2、软硬结合板材料

软硬结合板使用的硬板材料与常用的硬板材料一致，软板材料与常用的软板材料一致。在软硬结合板层叠归一化过程中，为了使材料种类统一，厂家备料方便，软硬结合板选用了HDI硬板中常用的PP1080。

除芯板外，其它材料均是卷状提供。

① FCCL

FCCL = 挠性覆铜板Flexible Copper Clad Laminater

2L FCCL只有PI和铜两层组成

3L FCCL包括PI、胶和铜三层。

软硬结合板设计中优先选择优选2L FCCL（无胶铜）

②PI

聚酰亚胺（简称PI）是柔性电路加工中最常用的热固化绝缘材料。材料的厚度范围一般是12.5μm（0.5mil）至125μm（5mil），已有的厚度有7.5、12.5、25、50、75和125um。常用的规格是25μm(1mil)和12.5μm(0.5mil)。比如DuPont（杜邦）公司的“Kapton®”薄膜。

优点：高度挠曲性，良好的抗撕裂性。耐高温、耐燃，可折叠可防静电干扰，化学变化稳定，良好的绝缘性能和介电性能。是阻燃材料，具有突出的抵抗焊接温度性能，在焊接条件下电性能丝毫无损。电气性能和机械性能极佳。利于设计、使用寿命长。

缺点：吸湿性高，价格相对高。

③粘合剂

用来粘接导体和介质也是非常重要的。它必须保证FPC在加工时不脱胶或不过多地溢胶。

丙烯酸类（Acrylic  12.5um/25um）

丙烯酸胶(Acrylic adhesives)及其改良胶(Modified Acrylic Adhesives)是一种热固化材料。

材料厚度一般有12.5μm（0.5mil）至100μm（4mil），常用的是0.5mil和1mil。它广泛应用于高温柔性场合（如需要铅锡焊接操作），保证在这些应用场合下不脱胶或起泡。它还具有优良的抗化学作用特性，可以抵抗加工过程中化学物质和溶剂的影响。结合力极好，而且挠性很好.在选用改性丙烯酸薄膜做内层的粘结剂时，两个内层之间的丙烯酸的厚度一般不超过0.05mm，以防止热冲击时Z方向膨胀过大而造成金属化孔的断裂。当0.05mm厚的丙烯酸无法满足粘结要求时，应改用环氧树脂型粘结片代替.与传统的丙烯酸胶不一样，改良丙烯酸胶具有部分类似热塑性材料的特性。它是用局部横向耦合的方式来改良材料的。当温度大于它的玻璃转化温度时（Tg），胶就粘到铜或介质上。因为材料的局部横向耦合结构，胶可以在需要时重复粘接。

环氧类（Epoxy  12.5um/25um）

 环氧树脂是一种热固化材料，结合力不如丙烯酸树脂，因而主要用于粘结覆盖层和内层。环氧树脂的热膨胀系数低于丙烯酸数倍，在Z方向的热膨胀小，利于保证金属化孔的耐热冲击性。在环氧树脂里面加入其它聚合物来得到增加柔性的改良环氧树脂胶。改良环氧树脂胶具有低的温度膨胀系数，经常应用于多层FPC或软硬结合板。改良环氧树脂胶具有极好的Z轴膨胀系数特性，还具有高的粘合力，低的潮湿吸收率，以及抵制加工过程化学溶剂的抗化学作用特性。

④铜箔

电解铜箔（ED，Electrodeposited copper）

采用电镀方式形成，其铜微粒结晶状态为垂直针状，易在蚀刻时形成垂直的线条边缘，有利于精细线路的制作；但在弯曲半径小于5mm或动态挠曲时，针状结构易发生断裂。

压延铜箔（RA，Rolled－Annealed copper）

其铜微粒呈水平轴状结构，能适应多次挠曲且压延铜表面比电解铜的光滑，挠性覆铜基材多选用压延铜箔。由于趋肤效应的原因，用压延铜做的导线在高频时的损耗较小。

建议在设计文件中，指出FPC弯曲的方向，使FPC板弯曲的方向与铜的方向一致。

⑤ PP

PP代表的是Prepreg（预浸覆材料）。

Normal PP：指的是普通的预浸覆材料，通常用于多层PCB的制造。预浸覆材料是一种基于树脂的玻璃纤维布，它在制造PCB时用来粘合层间的铜箔和保证PCB板的绝缘性能。

No-Flow PP：指的是不流动的预浸覆材料。与普通的预浸覆材料相比，No-Flow PP在制造高密度互连PCB时使用，它的特性在于在高温下不会流动，这样能够更好地控制铜箔的位置和厚度，从而保证PCB的尺寸和形状精度。

因此，PP在PCB板中代表的是预浸覆材料，而Normal PP和No-Flow PP则是不同类型的预浸覆材料，用于不同的PCB制造需求。

⑥ 阻焊

软硬结合板硬板区域的阻焊与硬板设计规范一致，采用绿油设计。软板区域的阻焊与柔板设计规范一致，采用Coverlayer设计（Coverlayer是指覆盖在PCB表面的一层保护性材料。Coverlayer通常是一种聚合物薄膜，如聚酰亚胺（PI）或聚酰胺酯（PET），它可以覆盖在PCB的表面，以提供保护和绝缘作用。）。软板区域存在细间距焊盘的时候，无法使用Coverlayer时，也使用阻焊油墨。

⑦ 补强(Stiffener)

补强的材料和软板补强的材料一致。软硬结合板贴补强的胶尽量采用热压胶，以保证单板SMT过回流炉时补强不会掉。

3、生产流程

因为软硬结合板是FPC与PCB的组合，软硬结合板的生产应同时具备FPC生产设备与PCB生产设备。首先，由电子工程师根据需求画出软性结合板的线路与外形，然后，下发到可以生产软硬结合板的工厂，经过CAM工程师对相关文件进行处理、规划，然后安排FPC产线生产所需FPC、PCB产线生产PCB，这两款软板与硬板出来后，按照电子工程师的规划要求，将FPC与PCB经过压合机无缝压合，再经过一系列细节环节，最终就制程了软硬结合板。很重要的一个环节，应为软硬结合板难度大，细节问题多，在出货之前，一般都要进行全检，因其价值比较高，以免让供需双方造成相关利益损失。

4、优点与缺点

优点：软硬结合板同时具备FPC的特性与PCB的特性，因此，它可以用于一些有特殊要求的产品之中，既有一定的挠性区域，也有一定的刚性区域，对节省产品内部空间，减少成品体积，提高产品性能有很大的帮助。

缺点：软硬结合板生产工序繁多，生产难度大，良品率较低，所投物料、人力较多，因此，其价格比较贵，生产周期比较长。

刚柔板并不便宜，为什么采用刚柔板

在硬件设计的时候，成本往往不是关键要素；

第一、可靠性：刚柔板能够解决FPC的安装可靠性问题。

在FPC通过连接器进行连接，带来了安装成本，安装不方便，安装可靠性的问题，同时容易短路，脱落等问题。在海康威视的某款海量发货的筒机设计上面看到了FPC安装之后，对FPC与PCB进行补焊的现象。刚柔板解决了FPC安装可靠性的问题。

第二、综合成本：

刚柔板，虽然单位面积的价格提高了，但是节约了连接器的费用，同时减少了安装时间，减少了返修率，减少了返修率，提高了可生产性和可靠性。在海量发货的产品使用，往往是有效降低成本的。

所以，综合成本=刚柔板面积*刚柔板单价 - 加工时间成本 - FPC松脱返修成本*松脱概率 – 较少单板种类带来的管理成本 是否大于 原PCB面积*PCB单价+FPC价格+连接器价格

第三、有效改善信号质量

由于不通过连接器进行连接，走线连续性更好，信号完整性更好。

传统IPC使用FPC和连接器，对Sensor（视频传感器）板和主控板进行对接。

使用刚柔板可以把主控板和sensor板做成一体，解决了很多问题，同时也符合筒机的结构设计需求。

刚柔板的设计注意点：

软硬结合板强度要求，在硬板部分遵从硬板标准，软板部分遵从软板标准，软硬结合区遵从以下特殊要求。

A、 需要考虑柔性板的弯曲半径，弯曲半径过小会容易损坏。

B、 有效减少总面积，优化设计减小成本。

C、 需要考虑安装后立体空间的结构问题。

D、 需要考虑柔性部分走线的层数最佳设计。

E、软硬板，软板最小长度3mm

F、通孔到软硬结合区分界线0.8mm

G、Laser孔到软硬结合区分界线0.8mm

H、走线到软硬结合区分界线0.4mm

I、软硬板过渡区绿油0.5mm