剛撓結合印刷電路板: 多層剛撓結合板與HDI剛撓結合板

AP 8515R, AP 9111R, AP 8525R, AP 9121R, AP 8535R, AP 9131R, AP 8545R, AP 9141R 材料
剛撓結合電路適用於動態和靜態應用，是一種良好的解決方案。剛撓結合板可支援通孔電鍍技術（Plated Through Hole）與微導孔HDI技術

剛撓結合板

創新推動了對於更小、更智慧且更具多功能的設備需求。剛柔結合印刷電路板（Rigid Flex PCB）是一項融合了兩種技術優勢的創新技術——結合了剛性電路板的穩定性與柔性電路的彈性，這正是其獨特之處！剛柔結合技術不僅提供了多項顯著的優勢，同時也帶來了一些具挑戰性的問題。

剛柔結合電路板已在軍事及航空航天領域運用超過40年。在剛柔結合電路板中，通過使用柔性與剛性材料層，能夠在單一封裝內創造出剛性與柔性區域。

剛柔結合電路板將剛性電路板與柔性電路的優點完美結合，並將其整合為一個電路。

外層剛性區域透過銅鍍過孔（via）與內層柔性區域連接。剛柔結合電路板提供更高的元件密度與更好的品質控制。設計上，對於需要額外支撐的SMT元件區域採用剛性結構，而在需要彎曲並適應狹小空間的區域則使用柔性結構。

剛柔結合電路板結構

有多種不同的結構可供選擇，以下是較為常見的幾種：

傳統剛柔結合結構（IPC-6013 型號 4）：多層剛性與柔性電路組合，包含三層或以上並具有鍍銅過孔（plated through holes）。

非對稱剛柔結合結構，其中柔性電路（FPC）位於剛性結構的外層。此結構包含三層或以上並具有鍍銅過孔。

多層剛柔結合結構，內含埋孔/盲孔（微孔）作為剛性結構的一部分。可實現兩層微孔結構。此結構也可能包括兩個剛性結構，作為同質化建構的一部分。

剛柔結合電路能力

了解我們的服務、能力以及快速製作剛柔結合電路板的測試。奔創電子為您製造剛柔結合電路板，並提供完整的智慧財產保護。

剛柔結合印刷電路板設計規範

下載我們的HDI印刷電路板設計規範

為了避免一開始就出錯，我們整理了設計規範，您可以將其作為檢查清單使用。

此檔案列出了一些通常與剛柔結合電路板相關的製程特徵。所列的特徵限制並非全面性；我們經驗豐富的工程師也曾處理過各種PCB材料，因此他們擁有提供建議並解答您所有剛柔結合電路板問題的知識與專業。最重要的是，他們了解如何協助確保製造可行性及掌握專案的潛在成本驅動因素。

Description	Production	Advanced
Board Dimensions
Max. Finish Board Size	16"X20"	18"X26"
min. Finish Board Size	0.2"X0.2"	0.15"X0.15"
Max. Board Thickness	0.250"(+/-10%)	0.280"(+/-8%)
Min. Board Thickness	0.016"(+/-10%) For 4L	0.016"(+/-10%) For 4L
Lamination
Layer Count	2~26L	30L
Layer to Layer Registration	+/-4mils	+/-2mils
Drilling
Min. Drill Size	6mils	5mils
Min. Hole to Hole Pitch	16mils(0.5mm)	18mils(0.35mm)
True position Tolerance	+/-3mils	+/-2mils
Slot Diameter Tolerance	+/-3mils	+/-2mils
Min gap from PTH to track inner layers	7mils	6mils
Min gap from PTH to the border of rigid flex	35mils	30mils
Min. PTH Hole edge to PTH Hole edge space	8mils	7mils
Plating
Max. Aspect Ratio	8:1	10:1
Cu Thickness in Through hole	>1mils	>1mils
Plated hole size tolerance	+/-2mils	+/-1.5mils
NPTH hole tolerance	+/-2mils	+/-1mils
Via in pad Fill Material	Epoxy resin/Copper paste	Epoxy resin/Copper paste
Layer
Min. Trace/Space	2.5mils / 2.5mils	2mils / 2mils
Min. pad over drill size	6mils	4mils
Max. Copper thickness	1~2 oz	3 oz
Line/ pad to board edge	6mils	4mils
Min gap from Copper to the border of rigid flex	10mils	8mils
Line Tolerance	+/-15%	+/-10%
Metal Finish
HASL	50-1000u''	50-1000u''
HASL+Selective Hard gold	Yes	Yes
OSP	8-20u''	8-20u''
Selective ENIG+OSP	Yes	Yes
ENIG(Nickel/Gold)	80-200u''/2-9 u''	250u''/ 10u''
Immersion Silver	6-18u''	6-18u''
Hard Gold for Tab	10-80u''	10-80u''
Immersion Tin	30u''min.	30u'' min.
ENEPIG (Ni/Pd/Au)	125u"/4u"/1u'' min.	150u"/8u"/2u'' min.
Soft Gold (Nickel/ Gold)	200u''/ 20u''min.	200u''/ 20u''
Coverlay
Thickness(Min) (PI / ADH)	0.5mils / 1mils	0.5mils / 1mils
dam width	20mils	15mils
registration tolerance	+/-10mils	+/-8mils
Solder Mask
S/M Thickness	0.4mils min.	3mils max.
Solder dam width	4mils	3mils
S/M registration tolerance	+/-2.5mils	+/-2mils
S/M over line	3.5mils	2mils
Legend
Min. Space to SMD pad	6mils	4mils
Min. Stroke Width	6mils	5mils
Min. Space to Copper pad	6mils	4mils
Standard Color	White or Yellow	N/A
Electrical Testing
Max. Test Points	30000 Points	30000 Points
Smallest SMT Pitch	20mils	16mils
Smallest BGA Pitch	20mils	16mils
Laser Rout
Min. Rout to copper space	6mils	4mils
Rout tolerance	+/-2mils	+/-2mils
NC Rout
Min. Rout to copper space	8mils	4mils
Rout tolerance	+/-4mils	+/-3mils
Impedance controll
Impedance controll	+/-8%	+/-5%
EMI
PC-5500&PC-5600	Yes	Yes
Stiffener
PI	Yes	Yes
FR4	Yes	Yes
Metal	Yes	Yes
Conductive & thermal adhesive
3M Type	Yes	Yes
Eccobond
Eccobond over Flex width	60mils	60mils

查看更多 +

剛柔結合電路板材料

在柔性區域使用的PCB材料僅有幾微米厚，但仍可可靠地進行刻蝕處理。因此，它們通常比剛性電路板更具優勢。柔性電路是使用未加強的基板製成，這些基板由聚酰亞胺（polyimide）介電薄膜和捲製銅箔構成。這種捲製銅箔比剛性電路板中使用的銅箔更加柔韌。Bondply用來隔離導電層，類似於剛性電路板中的預浸料（prepreg）。這是一層兩面塗有膠黏劑的聚酰亞胺薄膜。這層材料還能隔離柔性層疊結構的外表面。

柔性材料提供比標準剛性材料更好的介電常數。由於它們是由丙烯酸基材製成，故具有均勻的厚度。而剛性材料則由交織的玻璃纖維構成，這些材料的厚度可能不均勻。以下是我們通常使用的一些柔性材料：

Product	KKapton® Thickness	Copper Thickness
AP8515	.001"	1/2 ounce (.0007")
AP9111	.001"	1 ounce (.00014")
AP9212	.001"	2 ounce (.00028")
AP8525	.002"	1/2 ounce (.0007")
AP9121	.002"	1 ounce (.00014")
AP9222	.002"	2 ounce (.00028")
AP8535	.003"	1/2 ounce (.0007")
AP9131	.003"	1 ounce (.00014")
AP9232	.003"	2 ounce (.00028")
AP8545	.004"	1/2 ounce (.0007")
AP9141	.004"	1 ounce (.00014")
AP9242	.004"	2 ounce (.00028")
AP8555	.005"	1/2 ounce (.0007")
AP9151	.005"	1 ounce (.00014")
AP9252	.005"	2 ounce (.00028")
AP8565	.006"	1/2 ounce (.0007")
AP9161	.006"	1 ounce (.00014")
AP9262	.006"	2 ounce (.00028")

剛柔結合設計

剛柔結合印刷電路板的設計較為複雜，因為這些電路板是以三維（3D）方式設計的，這使得電路板可以折疊或扭曲，以達到產品所需的形狀。以三維方式設計意味著它們可以提供更高的空間效率，並可應用於一些特殊情況，這些情況下可能需要減少空間和重量，例如醫療設備中。

剛柔結合電路板通常比其他電路板薄，這使得它成為任何對薄型或輕量包裝有需求的產品的理想選擇。採用薄銅層和無膠層壓材料，它為您的電路設計需求提供了一個小巧、輕薄的解決方案。

安裝型柔性電路板與動態柔性電路板

剛柔結合電路板有兩種常見類型：安裝型柔性電路板（Flex to install）和動態柔性電路板（Dynamic flex）。

安裝型柔性電路板：這是兩者中最常見的一種，適用於電路板只需折疊一次的情況，通常是在設備或產品組裝或拆卸時進行折疊，但在此過程之外，電路板在使用過程中保持穩固和穩定。

動態柔性電路板：當產品在使用過程中需要進行彎曲和折疊時，會使用動態柔性電路板，這意味著這些電路板具有極高的耐用性，並能承受上千次的彎曲循環。

儘管設計可能稍微更複雜，製程也可能比普通印刷電路板更耗時，但它們以其多功能性和耐用性，確實是值得投資的選擇。

重要的剛柔結合PCB設計規範

儘管剛柔結合電路板（Rigid-Flex PCB）具有許多優勢，但對於PCB設計師來說，也帶來了一些挑戰。設計師不僅需要考慮設計的電氣方面，還必須考量PCB的機械動態。如果您正在設計剛柔結合電路板，遵循相應的設計規範將幫助您避免犯下昂貴的錯誤。

避免在彎曲區域使用鍍銅過孔

避免將焊盤和過孔放置在PCB柔性部分的彎曲區域。靠近彎曲線的區域會承受機械應力，這可能會危及鍍銅過孔的結構。

焊盤和過孔可以放置在不會彎曲的區域，儘管這樣的設計並不推薦。在這些情況下，應使用加固件來強化鍍銅過孔。此外，建議使用淚滴形狀的連接方式來強化焊盤與過孔之間的接合。使用較大尺寸的焊盤和過孔也是良好的設計習慣。

注意彎曲區域的走線

跨越彎曲線的走線應保持直線並垂直於彎曲區域。最好使用較窄的走線，並均勻分布在柔性區域中。增加虛擬走線（dummy traces）有助於增加機械強度，從而保護走線不會斷裂。對於雙層設計，走線應該交替分佈在上下兩層。

避免在彎曲區域使用有角度的走線。如果走線需要改變方向，應使用曲線而不是銳角（45°或90°）的轉彎。

使用交叉網格接地平面

如果您將接地平面設計為銅的實心區域，這會增加其所承受的應力並降低其柔性。相反，應在PCB的柔性區域使用交叉網格接地平面。

如果您的柔性電路需要承載電源或接地平面，可以使用實心的銅填充。然而，這樣會大幅降低柔性，並可能在彎曲半徑非常緊湊的情況下造成翹曲。最佳做法是使用網格多邊形來保持柔性。如果使用正常的網格多邊形，銅應力會在0°、90°和45°方向上高度偏向，這是因為網格走線和“X”形的排列所致。較為統計優化的網格模式應該是六邊形。可以通過負層平面和一組六邊形防銅孔來實現，但也可以使用快速的剪切與粘貼方式建立上述網格。

指定的剛柔結合區域於剛柔結合PCB

您需要為您的柔性和剛性PCB區域定義邊界，但還需將這些區域與適當的層疊結構整合。透過正確的層疊設計特徵，您可以輕鬆地在您的板上加入柔性聚酰亞胺帶。

在規劃層疊結構時，您需要決定您的板是具有靜態還是動態柔性區域。每種柔性區域所需的彎曲半徑，取決於柔性帶內部的層疊結構。

剛柔結合PCB的優點

剛柔結合電路板由於其獨特的優勢，廣泛應用於各種消費性和工業電子產品中。

這些電路板可以設計成適合空間有限的設備。因此，剛柔結合印刷電路板已成為微型設備的理想選擇。

剛柔結合PCB不需要使用電纜或連接器來連接剛性部分，這有助於減少整體系統的重量。

這些電路板整合了柔性與剛性電路，因此所需的互連數量較少。

剛柔結合印刷電路板由聚酰亞胺製成，能夠輕鬆承受極端的溫度變化。這使它們成為航空、國防和軍事等關鍵應用的理想選擇。

由於組裝過程中所需的連接器或材料較少，因此材料採購和製造成本可以降低。

剛柔結合PCB在可能暴露於環境溫度和化學品的環境中越來越常見。我們可以提供滿足嚴苛工業工作環境需求的規格，並提供能夠承受衝擊、振動、紫外線輻射、化學品等的材料或表面處理。

剛柔結合PCB的優勢

剛柔結合PCB（印刷電路板），也稱為剛柔結合電路板，是一種高可靠性、高密度應用中的混合電路。與傳統的硬板和柔性板相比，它們提供了若干優勢，但較高的成本通常會引發關於何時及在哪裡使用它們的問題。

空間效率

剛柔結合PCB具有高度的空間效率，因為它們消除了對連接器的需求，並減少了額外互連的需求。它們可以折疊或彎曲以適應狹小空間，這使它們非常適合緊湊且密集的電子設備。

可靠性

更少的連接器意味著更少的潛在故障點，從而提高整體系統的可靠性。剛柔結合PCB較不容易出現與連接器相關的問題。

耐用性

剛柔結合PCB設計上能夠承受機械應力、振動和溫度變化，使它們適合在惡劣環境中使用。

降低組裝成本

儘管製造初期較為複雜，但由於需要的元件較少且手工組裝步驟較少，剛柔結合PCB通常能夠降低組裝成本。

複雜幾何形狀

剛柔結合技術能夠創建複雜的板形和三維結構，而這是傳統PCB難以實現的。

剛柔結合PCB應用

奔創電子為各大行業的客戶提供服務。我們的剛柔結合印刷電路板廣泛應用於以下行業：

剛柔結合PCB製程

與傳統剛性電路板製造相比，剛柔結合PCB的製造過程需要更多的時間和勞動力。它涉及多個步驟，每個步驟都需要極高的精度。若不小心處理或錯放任何柔性元件，都會大幅影響最終組裝的效率和耐用性。

剛柔結合製造步驟

剛柔結合電路板製造商會遵循以下步驟來組裝這些板。

1.準備基材 – 製作電路板的第一步是準備和清潔層壓材料。含有銅層的層壓材料——帶有膠黏劑或無膠黏劑塗層——必須在進行後續製程前徹底清潔。這一步很重要，因為銅箔通常會由供應商提供抗氧化保護塗層，但這層塗層會影響剛柔結合PCB的製造，必須去除。

去除塗層的方法通常包括以下步驟

I) 首先，將銅箔完全浸入酸溶液中或噴灑酸霧。

II) 接著，使用過硫酸鈉對銅箔進行微蝕刻。

III) 最後，使用適當的氧化劑對銅箔進行全面塗層，以防止附著和氧化。
2. 生成電路圖案 – 接下來的步驟是生成電路圖案。目前，生成電路圖案主要使用兩種技術：

• 絲印 – 此技術常用於將所需的電路圖案直接印刷到層壓材料的表面，總厚度不超過4到50微米。

• 光刻成像 – 這是最古老但仍然最常用的技術，通過將乾式光阻膜與層壓材料密切接觸，然後暴露於紫外光，將圖案從光掩模轉移到層壓材料上。
3. 蝕刻電路圖案 – 在生成電路圖案之後，將銅層層壓材料進行蝕刻。通常會將層壓材料浸入蝕刻浴中，或用蝕刻溶液噴灑，兩面同時進行蝕刻。
4. 鑽孔工藝 – 接下來是鑽孔，進行所需的孔、焊盤和過孔的鑽製。使用高速鑽孔工具進行精密鑽孔，對於極小的孔，會使用雷射鑽孔技術。
5. 通孔鍍銅 – 這是剛柔結合PCB製造過程中的一個關鍵步驟，必須極為精確。鑽孔後，對孔進行鍍銅和化學鍍層處理，以形成層對層的電氣互連。
6. 塗覆保護膜或封裝層 – 在柔性電路的上下表面塗覆保護膜，這樣可以防止天氣惡劣條件、化學品及溶劑的侵害。
7. 切割柔性電路板 – 從生產面板中切割出單個柔性電路板。對於大批量生產，通常選擇液壓沖壓方法。
8. 電氣測試和驗證 – 最後一步是電氣測試，對電路板進行連通性、隔離性和性能測試，確保符合設計規範。

剛柔結合PCB供應商

我們的剛柔結合電路板解決方案為許多頂尖OEM提供定制設計。我們的剛柔結合PCB以可靠性為基礎，適用於航空、醫療和軍事應用。作為電纜和線束組件的高可靠性替代品，剛柔結合PCB提供顯著的成本節省而不降低性能。

關於我們的剛柔結合產品，我們提供各種具成本效益的解決方案與技術能力，涵蓋從單面或雙面電路設計到更高科技的多層設計，最多可達20層。從選擇最佳的功能配置，到選擇合適的連接器或元件，我們將協助您滿足或超越所有應用需求。

我們的剛柔結合印刷電路板專為醫療、軍事、航太及便攜裝置等行業的各種應用而製造。

我們的工程團隊能從應用設計的早期階段協助您，一直到最終產品的生產，全面滿足您的剛柔結合電路需求。我們的工程團隊能從應用設計的早期階段協助您，一直到最終產品的生產，全面滿足您的剛柔結合電路需求。

剛柔結合PCB製造商

如果您正在尋找高品質的柔性或剛柔結合電路，奔創電子是您的首選。我們擁有超過17年的柔性和剛柔結合電路設計經驗，能夠滿足各種應用和行業需求。

無論您需要快速交貨的軟性或剛柔結合電路板，或是完全不同類型的印刷電路板，我們都具備所需的技術、設備和經驗，能夠滿足您的需求，並提供從電路板製造到組裝的增值服務。