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刚柔并济的 PCB 刚柔结合板,如何实现 “软” 与 “硬” 的完美协作?

2025-04-30 10:42

PCB刚柔结合板定义:

通过一定的组合方式将各有线路图形的柔性板和刚性板结合在一起,共同达到某一个性能要求的产品,中间一般依靠纯胶膜或者不流动P片来完成粘接。

刚柔结合板经典结构

LPI(Liquid Photoimageable,液态光致成像):这是一种感光材料,在曝光后可以通过显影工艺形成所需的电路图案。这一层通常涂覆在基材表面,并且是整个 FPC 结构中最外层的部分。 

铜箔(copper):这是构成电路导体的主要材料。铜箔被粘贴在 LPI 层下面,通过蚀刻工艺去除不需要的部分,留下所需的电路图案。

FR4(Flame Retardant Grade 4,阻燃等级 4):这是一层硬质材料,用于增强 FPC 的刚性和稳定性。它位于铜箔下方,起到支撑作用。

预浸料(prepreg):这是一种半固化片状材料,含有树脂和纤维增强剂。当加热时,它可以与相邻层中的树脂结合在一起,从而增强整个 FPC 的机械强度和电气性能。

聚酰亚胺(polymide):这是一种耐高温、耐化学腐蚀的聚合物材料。它位于预浸料下方,作为绝缘层使用。 

胶黏剂(adhesive):这是一种粘合剂,用于将不同层之间的材料粘接在一起。它位于聚酰亚胺层下方。聚酰亚胺:这是另一层绝缘材料,位于胶黏剂下方。 

铜箔:这是另一层导电材料,位于聚酰亚胺下方。胶黏剂:这是另一层粘合剂,位于铜箔下方。 

聚酰亚胺:这是最后一层绝缘材料,位于胶黏剂下方。 

预浸料:这是最后一层半固化材料,位于聚酰亚胺下方。 

铜箔:这是最后一层导电材料,位于预浸料下方。

FR4:这是最后一层硬质材料,位于铜箔下方。 

铜箔:这是最底层的导电材料,位于 FR4 下方。 

LBI(Liquid Photoimageable,液态光致成像):这是另一种感光材料,类似于 LPI 层。它位于铜箔下方,也是整个 FPC 结构中最内层的部分。

 

软硬结合板工艺制造流程


 

刚挠结合板主材及要求

软板部分:FCCL单双面板:要求尺寸涨缩绝对值小且波动小。

硬板部分:

①覆铜FR-4:具有一定硬度;

②PP(不流动)+Cu:由于压合过程中要求流动性不能太大,一般要选择不流动PP

③RCC(不流动):一般对于希望做到更薄,且并不要求硬度很高。

 

刚挠结合板用料介绍

1、目前刚挠结合板的粘结材料有三种选择,分别是纯胶膜、不流动PP、不流动RCC。

2、纯胶膜市面上存在环氧系列及丙烯酸系列,在性能及加工上略有差异。

3、不流动PP目前只有环氧胶系产品,在使用上和纯胶膜有较大差异。

4、不流动RCC同时提供了粘结层和外层铜箔,更加适合做HDI板子。

5、两种材料在应用及加工性能上各用特点,个人情况也可以替换使用。

PCB设计趋势是轻薄小方向发展.除了高密度的线路设计外,还有软硬结合板的三维连接组装方式。

软板及软硬结合板的设计结构复杂,制作工艺难度大软硬结合板的Cover-lay, No-Flow PP及成品板都需要使用模具冲压完成,模具尺寸设计与材料的尺寸涨缩控制非常关键。

软硬结合板的材料多样性,价格贵软硬结合板对位精度控制是难点,对材料的尺寸稳定性要求高。软硬结合板的制造过程,对板的操作手势有很高的要求。

 

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