軟硬結(jié)合板（剛?cè)岚澹┰O(shè)計(jì)規(guī)范
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軟硬結(jié)合板是什么？
FPC與PCB的誕生與發(fā)展，催生了軟硬結(jié)合板這一產(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(guò)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。剛?cè)岚宓谋举|(zhì)是將FPC作為PCB的一個(gè)層或者兩個(gè)電路層，再對(duì)PCB的剛性進(jìn)行部分銑加工，只保留柔性部分。
軟硬結(jié)合板互連設(shè)計(jì)規(guī)范
1 軟硬結(jié)合板介紹
1.1 軟硬結(jié)合板定義
IPC6013（或IPC－2223）以三個(gè)特征定義軟硬結(jié)合板：
1、材料（含有剛性和柔性材料）
2、線路層（3層以上）
3、含有PTH孔
圖1軟硬結(jié)合板
1.2 軟硬結(jié)合板的特點(diǎn)
優(yōu)點(diǎn)：
1) 適用于折疊結(jié)構(gòu)，如折疊手機(jī)、滑蓋手機(jī)等。
2) 取消與軟板之間連接器，提高連接可靠性。
3) 實(shí)現(xiàn)3D組裝要求。
4) 簡(jiǎn)化組裝流程，減少組裝器件的數(shù)量及流程。
5) 產(chǎn)品的微型化，因?yàn)槭褂玫牟牧陷^薄。
缺點(diǎn)：
1) 目前成本較高。
2) 供應(yīng)商較少，特別是HDI Rigid-Flex。
3) 設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)較少。
1.3 軟硬結(jié)合板的應(yīng)用場(chǎng)合
1.3.1 終端產(chǎn)品
隨著終端產(chǎn)品小型化、薄型化發(fā)展，產(chǎn)品架構(gòu)越來(lái)越復(fù)雜，器件布局空間越來(lái)越小，軟硬結(jié)合板常用于有彎折需求、不同高度層面單板間互連、節(jié)省柔板BTB連接器，減少布局面積，提高連接可靠性的地方。
圖2軟硬板在終端產(chǎn)品的應(yīng)用
1.3.2 系統(tǒng)板
在系統(tǒng)板也有大量軟硬結(jié)合板的使用。
WiMax基站用軟硬板替代75根線纜，可以實(shí)現(xiàn)成本節(jié)約。
圖3WiMax基站用軟硬板替代75根線纜
圖4光傳輸網(wǎng)絡(luò)中軟硬板的使用
對(duì)軟硬板進(jìn)行阻抗控制，移動(dòng)電話基站用軟硬板替代雙絞線電纜。
圖5移動(dòng)電話基站用軟硬板替代雙絞線電纜
圖6數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和移動(dòng)電話基站數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)中軟硬板使用
2 軟硬結(jié)合板板才介紹
軟硬結(jié)合板使用的硬板材料與常用的硬板材料一致，軟板材料與常用的軟板材料一致。在軟硬結(jié)合板層疊歸一化過(guò)程中，為了使材料種類(lèi)統(tǒng)一，廠家備料方便，軟硬結(jié)合板選用了HDI硬板中常用的PP1080。
除芯板外，其它材料均是卷狀提供。
圖7硬板材料來(lái)料形式
2.1 FCCL
FCCL分為2L FCCL和3L FCCL。
2L FCCL只有PI和銅兩層組成，3L FCCL包括PI、膠和銅三層。如圖所示：
圖82L FCCL
圖93L FCCL
2L FCCL和3L FCCL的性能比較如下：
表12L FCCL和3L FCCL的性能比較
因素 | 2L FCCL(Adhesiveless) | 3L FCCL(Adhesive) | 說(shuō)明 |
成本 | 高 | 低 | 二者成本差異在10％以?xún)?nèi) |
孔可靠性 | 高 | 差 | Adhesive影響PTH可靠性 |
最大工作溫度 | 105～200度 | 85~160度 | 3L FCCL與膠類(lèi)型相關(guān) |
尺寸穩(wěn)定性 | 高 | 差 | |
彎折性能 | 優(yōu) | 好 | 與材料組合相關(guān) |
ROHS | 符合 | 部分不兼容 | 3L FCCL需要確認(rèn)ROHS兼容 |
軟硬結(jié)合板設(shè)計(jì)中優(yōu)先選擇優(yōu)選2L FCCL（無(wú)膠銅）
2.1.1 PI
聚酰亞胺（簡(jiǎn)稱(chēng)PI）是柔性電路加工中最常用的熱固化絕緣材料。材料的厚度范圍一般是12.5μm（0.5mil）至125μm（5mil），已有的厚度有7.5、12.5、25、50、75和125um。常用的規(guī)格是25μm(1mil)和12.5μm(0.5mil)。比如DuPont（杜邦）公司的“Kapton?”薄膜。
優(yōu)點(diǎn)：高度撓曲性，良好的抗撕裂性。耐高溫、耐燃，可折疊可防靜電干擾，化學(xué)變化穩(wěn)定，良好的絕緣性能和介電性能。是阻燃材料，具有突出的抵抗焊接溫度性能，在焊接條件下電性能絲毫無(wú)損。電氣性能和機(jī)械性能極佳。利于設(shè)計(jì)、使用壽命長(zhǎng)。
缺點(diǎn)： 吸濕性高，價(jià)格相對(duì)高。
PI的主要供應(yīng)商及具體的商品型號(hào)，可參考下表：
表2PI的商業(yè)種類(lèi)
company | Traditional Pi Film | New pi Film (high DKST, L0W MOISTURE | New pi Film (Supplemental Function) | Application |
Dupont | Kapton H | Kapton k E EN | Kapton k J | FPC /TAB |
Kaneka | Apical av | Apical NP HP | Pixeo TP EP S | FPC |
Ube | Upilex | Upilex s | Upisel | TAB |
各種供應(yīng)商生產(chǎn)的PI，其特性也有不同：
表3PI的特性比較
Kapton H/HN | Kapton E | Apical AV | Apical NP | Apical HP | Upilex S/SGA | |
Tg玻璃轉(zhuǎn)移溫度 | High | High | High | High | High | High |
CTE熱膨脹系數(shù) PPM/0C | 28 | 16 | 32 | 16 | 12 | 12 |
抗張力強(qiáng)度系數(shù) | 400 | 700 | 450 | 600 | 884 | 1280 |
吸水性24HR 230C % | 3 | 1.8 | 2.9 | 2.1 | 1.2 | 1.2 |
2.1.2 Adhesive
用來(lái)粘接導(dǎo)體和介質(zhì)也是非常重要的。它必須保證FPC在加工時(shí)不脫膠或不過(guò)多地溢膠。
1）丙烯酸類(lèi)（Acrylic 12.5um/25um）
丙烯酸膠(Acrylic adhesives)及其改良膠(Modified Acrylic Adhesives)是一種熱固化材料。
材料厚度一般有12.5μm（0.5mil）至100μm（4mil），常用的是0.5mil和1mil。它廣泛應(yīng)用于高溫柔性場(chǎng)合（如需要鉛錫焊接操作），保證在這些應(yīng)用場(chǎng)合下不脫膠或起泡。它還具有優(yōu)良的抗化學(xué)作用特性，可以抵抗加工過(guò)程中化學(xué)物質(zhì)和溶劑的影響。結(jié)合力極好，而且撓性很好.在選用改性丙烯酸薄膜做內(nèi)層的粘結(jié)劑時(shí)，兩個(gè)內(nèi)層之間的丙烯酸的厚度一般不超過(guò)0.05mm，以防止熱沖擊時(shí)Z方向膨脹過(guò)大而造成金屬化孔的斷裂。當(dāng)0.05mm厚的丙烯酸無(wú)法滿足粘結(jié)要求時(shí)，應(yīng)改用環(huán)氧樹(shù)脂型粘結(jié)片代替.與傳統(tǒng)的丙烯酸膠不一樣，改良丙烯酸膠具有部分類(lèi)似熱塑性材料的特性。它是用局部橫向耦合的方式來(lái)改良材料的。當(dāng)溫度大于它的玻璃轉(zhuǎn)化溫度時(shí)（Tg），膠就粘到銅或介質(zhì)上。因?yàn)椴牧系木植繖M向耦合結(jié)構(gòu)，膠可以在需要時(shí)重復(fù)粘接。像Rogers公司的“R/Flex? 2005”或Dupont公司的“Pyralux? LF”材料中用的膠就用了改良丙烯酸膠。
2）環(huán)氧類(lèi)（Epoxy 12.5um/25um）
環(huán)氧樹(shù)脂是一種熱固化材料，結(jié)合力不如丙烯酸樹(shù)脂，因而主要用于粘結(jié)覆蓋層和內(nèi)層。環(huán)氧樹(shù)脂的熱膨脹系數(shù)低于丙烯酸數(shù)倍，在Z方向的熱膨脹小，利于保證金屬化孔的耐熱沖擊性。在環(huán)氧樹(shù)脂里面加入其它聚合物來(lái)得到增加柔性的改良環(huán)氧樹(shù)脂膠。改良環(huán)氧樹(shù)脂膠具有低的溫度膨脹系數(shù)，經(jīng)常應(yīng)用于多層FPC或軟硬結(jié)合板。改良環(huán)氧樹(shù)脂膠具有極好的Z軸膨脹系數(shù)特性，還具有高的粘合力，低的潮濕吸收率，以及抵制加工過(guò)程化學(xué)溶劑的抗化學(xué)作用特性。
3）丙烯酸膠與環(huán)氧類(lèi)膠的比較
Acrylic adhesives具有耐熱性佳.接著強(qiáng)度高的優(yōu)點(diǎn),不過(guò)在電性方面比環(huán)氧樹(shù)脂的絕緣電壓約小10倍左右,且在高溫高濕的環(huán)境下容易造成銅離子的擴(kuò)散。
表4丙烯酸膠和環(huán)氧樹(shù)脂膠的特性比較
比較項(xiàng)目 | Acrylic | Epoxy |
使用廠商 | 歐美系廠商 (USA Dupont) | 臺(tái)/日系(Toray,Shinetsu …) |
附著力 | 優(yōu)良 | 較差 (相對(duì)于Acrylic) |
溢膠量 | 多 | 較少 (相對(duì)于Acrylic) |
使用時(shí)機(jī) | 優(yōu)益的 adhesion,一般于 厚質(zhì)補(bǔ)強(qiáng)板(> 2mil) 粘合 | 普遍用于Coverlay's adhesive or 3layers FCCL's adhesive |
作業(yè)性 | 壓合溫度較高 | 壓合溫度較低(Tg 較低,相對(duì)于Acrylic ) |
柔軟性 | 較硬(相對(duì)于Epoxy) | 較軟, 強(qiáng)調(diào) flexibleability 的日系廠商,以此作為 coverlay及3 layers 的膠著劑 |
Cost | Expensive | Cheap |
Peel(lb/in) | 8-12 | 5-7 |
CTE | 350-450 | 100-200 |
濕氣吸收 | 好 | 佳 |
2.1.3 CU
1）電解銅箔（ED，Electrodeposited copper）
采用電鍍方式形成，其銅微粒結(jié)晶狀態(tài)為垂直針狀，易在蝕刻時(shí)形成垂直的線條邊緣，有利于精細(xì)線路的制作；但在彎曲半徑小于5mm或動(dòng)態(tài)撓曲時(shí)，針狀結(jié)構(gòu)易發(fā)生斷裂。
2）壓延銅箔（RA，Rolled－Annealed copper）
其銅微粒呈水平軸狀結(jié)構(gòu)，能適應(yīng)多次撓曲且壓延銅表面比電解銅的光滑，撓性覆銅基材多選用壓延銅箔。由于趨膚效應(yīng)的原因，用壓延銅做的導(dǎo)線在高頻時(shí)的損耗較小。
建議在設(shè)計(jì)文件中，指出FPC彎曲的方向，使FPC板彎曲的方向與銅的方向一致。
圖10電解銅和壓延銅微粒結(jié)晶結(jié)構(gòu)示意圖
3）特性比較
ED銅和RA銅的特性區(qū)別，可參考下面表格：
表5ED銅與RA銅的特性比較
ED Copper | RA Copper | |
Purity 純度 | 99.8% | 99.9% |
Electrical Resist 電阻值 | 1.8x10-6 | 1.7x10-6 |
Elongation 伸長(zhǎng)率 | 10% | 10% |
Fatigue Ductility疲勞強(qiáng)度 | 10-25% | 150% |
Bending Cycle 耐折次數(shù) | 10--100 | > 106 |
屈撓性 | 差 | 好 |
成本 | 低 | 高 |
應(yīng)用產(chǎn)品 | 靜態(tài)，組合翻折一次 | 折撓，動(dòng)態(tài) |
4）銅箔應(yīng)用選擇原則
實(shí)際應(yīng)用中，是選擇電解銅（ED銅）還是壓延銅（RA銅），可參考下表：
表6銅箔實(shí)際應(yīng)用選擇
Application 應(yīng)用 | Recommended Type 建議選用原則 |
動(dòng)態(tài)或持續(xù)擺動(dòng)應(yīng)用 | RA |
高密度線路設(shè)計(jì)應(yīng)用 | ED |
非動(dòng)態(tài)但為震動(dòng)擺動(dòng)設(shè)計(jì) | RA |
大曲率半徑彎折設(shè)計(jì) | Anneal ED 高延展性ED銅 |
靜態(tài)組裝之設(shè)計(jì) | ED |
彎折一次后進(jìn)行組裝 | ED |
2.2 PP
PP分為Normal PP和No-Flow PP，二者的性能比較如下：
表7Normal PP和No-Flow PP性能比較
PP類(lèi)別 | 優(yōu)點(diǎn) | 缺點(diǎn) |
No-Flow PP | 溢膠很少 | 溢膠過(guò)渡 |
Normal PP | 填孔性能不好 | 填孔性能好 |
圖11Normal PP和No-Flow PP性能比較
在軟硬結(jié)合板層疊歸一化過(guò)程中，為了使材料種類(lèi)統(tǒng)一，廠家備料方便，軟硬結(jié)合板選用了HDI硬板中常用的PP1080。
2.3 阻焊
軟硬結(jié)合板硬板區(qū)域的阻焊與硬板設(shè)計(jì)規(guī)范一致，采用綠油設(shè)計(jì)。軟板區(qū)域的阻焊與柔板設(shè)計(jì)規(guī)范一致，采用Coverlayer設(shè)計(jì)。軟板區(qū)域存在細(xì)間距焊盤(pán)的時(shí)候，無(wú)法使用Coverlayer時(shí)，也使用阻焊油墨。
2.4 補(bǔ)強(qiáng)(Stiffener)
補(bǔ)強(qiáng)的材料和軟板補(bǔ)強(qiáng)的材料一致。軟硬結(jié)合板貼補(bǔ)強(qiáng)的膠盡量采用熱壓膠，以保證單板SMT過(guò)回流爐時(shí)補(bǔ)強(qiáng)不會(huì)掉。
2.5 PCB廠家軟硬板材料
2.5.1 美維
1、軟板部分的材料
表8 美維軟板部分的材料
根據(jù)銅厚選擇同一序號(hào)下不同的CVL進(jìn)行搭配，而不是局限于橫向的一一對(duì)應(yīng)關(guān)系。
2、硬板部分的材料
SME應(yīng)用在軟硬結(jié)合板的硬板材料有兩家供應(yīng)商：松下和臺(tái)燿。
2.6 廠家常用層疊結(jié)構(gòu)及板材
2.6.1 美維
a)4層通孔板
b)6層通孔板
c)4層一階HDI
d)6層一階HDI
2.6.2 華通
a)4層通孔板
1、1＋2F＋1（B/S＋Core半沖開(kāi)蓋）內(nèi)層不鍍銅
2、1+2F+1 (PP+Core蝕刻開(kāi)蓋) 內(nèi)層不鍍銅
b)6層通孔板
c)4層一階HDI
d)6層一階HDI
3 軟硬結(jié)合板層壓結(jié)構(gòu)和阻抗控制
3.1 常用層疊結(jié)構(gòu)
軟硬結(jié)合板的層壓結(jié)構(gòu)要求為歸一化層疊，基本可分為：?jiǎn)螌泳又?，雙層居中，單層表層三種。
軟硬結(jié)合板PCB設(shè)計(jì)的疊層要遵循以下的原則：
1.層厚分布對(duì)稱(chēng)：如5-1-5型 HDI軟硬結(jié)合板，1-2層采用70um的PP1080，則5-6層應(yīng)采用70um的PP1080，但位于中間層的柔板不遵循此原則，即除柔板層不遵循對(duì)稱(chēng)原則外，其他硬板層均遵循層厚分布對(duì)稱(chēng)原則；
2.積層對(duì)稱(chēng)：如1+C+1.2+C+2層結(jié)構(gòu)，不建議采用諸如1+C+0.2+C+0.2+C+1等不對(duì)稱(chēng)結(jié)構(gòu)；
3. 保持內(nèi)層CORE板結(jié)構(gòu)對(duì)稱(chēng)性；
4. 走線層、平面層分布對(duì)稱(chēng)；
下面提供了一些常見(jiàn)的軟硬結(jié)合板層疊結(jié)構(gòu)。
3.1.1 單層居中
對(duì)于軟硬結(jié)合板來(lái)說(shuō)，硬板部分最薄可以做到0.3mm，但從實(shí)際應(yīng)用的角度出發(fā)，0.4mm及以上的硬板在硬度等方面可用性更強(qiáng)，同時(shí)1mm及以上的單板由于太厚，在手機(jī)上的應(yīng)用場(chǎng)景有限，所以以下只介紹0.4mm及以上0.8mm及以下的軟硬結(jié)合板。更厚或更薄的單板層疊可類(lèi)推。
圖120.4mm 3-1-3 A Type
圖130.4mm 3-1-3 B Type
對(duì)于0.4mm三層軟硬結(jié)合板來(lái)說(shuō)，可分為有膠和無(wú)膠兩種，由于厚度偏薄，會(huì)出現(xiàn)硬板偏軟的問(wèn)題，而有膠銅的使用雖然時(shí)阻抗的控制更容易些，但同樣帶來(lái)了柔板偏硬的問(wèn)題。
圖140.5mm 5-1-5 A Type
圖150.5mm 5-1-5 B Type
如上圖所示，0.5mm可以做成5層軟硬結(jié)合板，同樣分為有膠和無(wú)膠兩種，L3若需控阻抗則需挖掉L2對(duì)應(yīng)的地，控制阻抗在50歐姆問(wèn)題不大。
圖160.6mm 5-1-5 A Type
圖170.6mm 5-1-5 B Type
0.5mm與0.6mm的軟硬結(jié)合板應(yīng)用的場(chǎng)景比較多，對(duì)于單層柔板來(lái)說(shuō)，厚度上面的差異主要取決于到底使用prepreg1080 還是prepreg2116。對(duì)于阻抗控制來(lái)說(shuō)使用prepreg2116控50歐更容易些。
圖180.75mm 7-1-7 A Type
圖190.8mm 7-1-7 B Type
對(duì)于7層的軟硬結(jié)合板，可以實(shí)現(xiàn)的厚度為0.7-0.8mm之間，介質(zhì)層的使用可以參照以上。
3.1.2 雙層居中
雙層居中的軟硬結(jié)合板，相對(duì)來(lái)說(shuō)的應(yīng)用場(chǎng)景更多，若在兩塊硬板間需要走大量的信號(hào)線，用雙層居中型的軟硬結(jié)合板代替連接器是不錯(cuò)的選擇。
圖200.3mm 4-2-4 A Type
圖210.35mm 4-2-4 B Type
四層的軟硬結(jié)合板，在對(duì)厚度要求比較嚴(yán)格，又有補(bǔ)強(qiáng)作支撐的應(yīng)用來(lái)說(shuō)，是比較合適的，但若要控制阻抗，內(nèi)層的阻抗很難控制到50歐姆，由于介質(zhì)厚度有限，只能將內(nèi)層的阻抗控制在40歐姆左右。
圖220.5mm 6-2-6 A Type
圖230.55mm 6-2-6 B Type
六層軟硬結(jié)合板的應(yīng)用場(chǎng)景是很多的，并且阻抗的控制也會(huì)好些。有膠銅相對(duì)無(wú)膠銅在柔板的彎折性能上要差一些。為避免出現(xiàn)柔板偏硬，硬板偏軟的的情況，還要使用局部電鍍，使柔板部分的厚度更薄。
圖240.6mm 6-2-6 A Type
圖250.65mm 6-2-6 B Type
圖260.8mm 8-2-8 A Type
圖270.85mm 8-2-8 B Type
八層及以上的軟硬結(jié)合板，由于成本較高，使用范圍相對(duì)較小，很少使用。
3.1.3 單層表層
柔板部分位于表層的軟硬結(jié)合板，應(yīng)用場(chǎng)景并不多，以下分別為幾種常用厚度的軟硬結(jié)合板形式。
圖280.6mm 4-2-4 A Type
圖290.6mm 4-2-4 A Type
圖300.8mm 6-2-6 A Type
圖310.8mm 6-2-6 A Type
圖320.8mm 4-2-4 A Type
圖330.8mm 4-2-4 A Type
圖340.8mm 6-2-6 A Type
圖350.8mm 6-2-6 A Type
圖360.8mm 8-2-8 A Type
圖370.8mm 8-2-8 B Type
3.2 軟硬結(jié)合板常用層疊阻抗控制
總體來(lái)說(shuō)軟硬結(jié)合板在進(jìn)行阻抗計(jì)算及阻抗控制時(shí)與HDI硬板差異不大，同樣可以通過(guò)阻抗計(jì)算工具得出，以下我們僅以實(shí)際生產(chǎn)過(guò)的單板為例，分別說(shuō)明一下1+4+1 1+2+1軟硬結(jié)合板在阻抗控制方面的情況。
3.2.1 1+2+1
廠家量產(chǎn)的四層軟硬結(jié)合板，柔板部分位于中間，盡管每一層都進(jìn)行了電鍍，但由于受整體厚度所限，層與層之間的厚度也很薄，對(duì)于阻抗控制來(lái)說(shuō)，變得更加困難，根據(jù)實(shí)際量產(chǎn)的情況，表層的阻抗控制是比較正常的；但內(nèi)層只能控制阻抗到40歐姆。
圖381+2+1廠家層疊
根據(jù)以上層疊，表層參考次外層，控制阻抗線50歐姆，線寬可以控制在0.13mm左右，倘若挖空次外層，則線寬可以控制在0.3mm左右，比較理想。
圖391+2+1廠家阻抗控制
3.2.2 1+4+1
六層軟硬結(jié)合板的阻抗控制是比較容易的，并且內(nèi)層和外層都可以控制在50歐姆，從廠家量產(chǎn)的情況看也是比較理想的。
圖401+4+1廠家層疊
對(duì)于六層的軟硬結(jié)合板，表層控50歐姆，線寬可以控制在0.12mm左右，內(nèi)層，比如三層和四層當(dāng)線寬控制在0.085mm是，帶狀線阻抗即可達(dá)到50歐姆。
圖411+4+1廠家阻抗控制
4軟硬結(jié)合板的可靠性
4.1 軟硬結(jié)合區(qū)的布線設(shè)計(jì)間距特殊要求
軟硬結(jié)合板強(qiáng)度要求，在硬板部分遵從硬板標(biāo)準(zhǔn)，軟板部分遵從軟板標(biāo)準(zhǔn)，軟硬結(jié)合區(qū)遵從以下特殊要求。
A：軟硬板，軟板最小長(zhǎng)度3mm
B：通孔到軟硬結(jié)合區(qū)分界線0.8mm
C：Laser孔到軟硬結(jié)合區(qū)分界線0.8mm
D：走線到軟硬結(jié)合區(qū)分界線0.4mm
E：軟硬板過(guò)渡區(qū)綠油0.5mm
圖42軟硬結(jié)合區(qū)設(shè)計(jì)間距要求
4.2 軟硬結(jié)合區(qū)Coverlay，覆蓋膜等設(shè)計(jì)要求
1.推薦采用局部Coverlay，避免因Coverlay伸入硬板區(qū)域影響孔的可靠性問(wèn)題。
局部Coverlay伸入硬板區(qū)域0.8mm
圖43軟硬結(jié)合區(qū)Coverlay設(shè)計(jì)
2.貼屏蔽膜的軟硬結(jié)合區(qū)，覆蓋膜沉入硬板高度差推薦小于0.25mm。
圖44軟硬結(jié)合區(qū)屏蔽膜（PC5000）設(shè)計(jì)
3.EMI屏蔽層伸入硬板區(qū)域0.8mm，硬板區(qū)域走線距離屏蔽層0.4mm
圖45軟硬結(jié)合區(qū)屏蔽膜（PC5000）設(shè)計(jì)
3.埋孔厚度小于0.4mm，除非增加單獨(dú)的塞孔工藝。
4.保證連接強(qiáng)度，在厚度允許下，可在軟板區(qū)域增加輔助airgap保護(hù)膜
4.3 軟硬結(jié)合板的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要求
軟硬板的板外形設(shè)計(jì)要求遵從于軟板結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要求，板型內(nèi)徑須大于0.5mm以上。下面是軟硬版結(jié)合區(qū)特殊結(jié)構(gòu)要求。
1.軟硬結(jié)合板軟板區(qū)的長(zhǎng)度推薦≥5mmm，寬度≥3mm。
2.銑槽寬度因大于1mm以上
圖46軟硬結(jié)合板銑槽寬度設(shè)計(jì)
4.4 軟硬結(jié)合板的彎折設(shè)計(jì)要求
軟硬板彎折性設(shè)計(jì)遵從柔性板設(shè)計(jì)規(guī)范，針對(duì)軟硬結(jié)合區(qū)域有如下特殊要求。
1.軟板區(qū)域的airgap可以提高彎折性能
2. 柔板的靜態(tài)彎折區(qū)域保持2mm以上（包括有airgap單板），保證彎折半徑和軟硬結(jié)合區(qū)域大小。
圖47軟硬結(jié)合區(qū)屏蔽膜（PC5000）設(shè)計(jì)
5 軟硬結(jié)合板布局布線設(shè)計(jì)
軟硬結(jié)合板根據(jù)各廠家加工能力及制成方法的不同，對(duì)布局布線的設(shè)計(jì)會(huì)有不同要求。以下提供通用要求。
硬板部分設(shè)計(jì)須遵循《終端PCB工藝設(shè)計(jì)規(guī)范》。
軟板部分設(shè)計(jì)必遵循《終端FPC互連設(shè)計(jì)規(guī)范》。
5.1 軟硬結(jié)合板布局設(shè)計(jì)
1、保證彎折區(qū)域的軟板長(zhǎng)度：一般情況下，彎折半徑設(shè)計(jì)為至少10倍于軟板厚度，假設(shè)軟板厚度0.15mm，彎折半徑 r 應(yīng)該設(shè)計(jì)為1.5mm min；如下圖設(shè)計(jì)，軟板彎折區(qū)域長(zhǎng)度應(yīng)為π*r ，4.71mm min，還需補(bǔ)償硬板的溢膠0.5mm左右。
圖48彎折半徑
2、軟板的設(shè)計(jì)增加硬板的保護(hù)，防止人工彎折時(shí)直接從溢膠處彎折；
圖49軟硬結(jié)合處的硬板保護(hù)
3、軟板區(qū)不能放置需要SMT的器件，會(huì)造成高度不一致，鋼網(wǎng)無(wú)法制作的問(wèn)題。
4、SMD焊盤(pán)的焊盤(pán)邊緣距軟硬結(jié)合板的軟板與硬板結(jié)合區(qū)邊緣建議≥25mil以上；
5.2 軟硬結(jié)合板布線設(shè)計(jì)
1、PTH孔的孔壁邊緣距軟硬結(jié)合板的軟板與硬板結(jié)合區(qū)邊緣建議≥25mil以上；
2、撓折區(qū)線寬建議≥4mil；
3、如果軟板區(qū)彎折要求高，應(yīng)避免在軟板層整板鍍銅，可設(shè)計(jì)在軟板區(qū)無(wú)鍍銅，即沒(méi)有過(guò)孔，如若設(shè)計(jì)必須在軟板層鉆孔電鍍，建議改為Button plating
4、過(guò)孔、線路距離軟硬結(jié)合區(qū)≥1mm
5、貼Shield（PC5000）屏蔽膜區(qū)的高度差推薦
圖50PC5000屏蔽膜區(qū)的高度差
6、軟硬板的阻抗控制方法
1）阻抗線完全位于硬板區(qū)域，所以采用的阻抗計(jì)算模式跟常規(guī)的是一致的。
2）軟板上阻抗線，走線大部分在軟板區(qū)域，阻抗值單一以軟板區(qū)域走線計(jì)算為準(zhǔn)。 計(jì)算模式一般如下圖：
圖51阻抗計(jì)算
3）軟板上阻抗線，走線在軟板區(qū)域和硬板區(qū)域。則參考層在硬板區(qū)域和軟板區(qū)域是不一致的。需要分別模擬計(jì)算并調(diào)整線寬（即同一根走線在不同區(qū)域可能線寬不一致）
5.3 軟硬結(jié)合板拼板設(shè)計(jì)
1、由于要SMT，拼板設(shè)計(jì)與硬板拼板要求一致
2、拼板間及與輔助邊連接采用郵票孔連接，后續(xù)通過(guò)沖型模具分板。
3、軟板區(qū)域不能有連接條設(shè)計(jì)，否則只能人工剪開(kāi)，影響試制效率及會(huì)引起公差的問(wèn)題。
6軟硬結(jié)合板的加工
加工制作過(guò)程
以一個(gè)6層板（1＋4＋1）為例來(lái)說(shuō)明加工過(guò)程。層疊如下
圖526層軟硬板的疊構(gòu)實(shí)例
L3L4層軟板芯板圖形制作（包括按鍵區(qū)域via3-4的埋孔）――局部貼coverlayer－－軟板表面處理，（若非整板貼coverlayer，則硬板區(qū)域需干膜覆蓋）－－
層壓至L2-L5層（軟板區(qū)域上方采用的為No flow PP）－－ L2L5鉆孔，電鍍，圖形制作等－－層壓至L1-L6層－－L1L6鉆孔，電鍍，圖形制作，阻焊，表面處理（沉金）－－揭蓋去除軟板區(qū)域上方的硬板－－成型－－OSP
需要注意點(diǎn)：
層壓L2－L5前，軟板區(qū)域正上方的No flow PP已做挖掉處理，而L2、L5層的銅，L1、L6層的銅及它們之間的PP都是完整的（未挖掉）進(jìn)行層壓，這樣在No flow PP與L2層銅之間就會(huì)形成一個(gè)小間隙，最后采用控深銑技術(shù)最后將軟板區(qū)域正上方的硬板去掉。
圖53控深銑技術(shù)
廠家反饋制作流程示意圖如下：
圖54控深銑技術(shù)的制作流程
常用表面處理
常規(guī)表面處理方式
軟硬結(jié)合板的表面處理主要分為兩部分，既軟板部分和硬板部分。通常軟板和硬板部分的表面處理和單獨(dú)的軟板和硬板的表面處理是相同的。美維軟板部分表面處理分為4種?；瘜W(xué)沉金，電鍍金，軟鎳，這三種一般是軟板部分與硬板部分表面處理分開(kāi)制作。鎳鈀金 則是和硬板部分一起表面處理。而硬板部分則是和普通硬板的處理方式相同，一般為化金和OSP。
表9三星的表面處理方式
6.5 成本分析及降成本建議
6.5.1 物料方面
PI材料的成本相對(duì)于硬板FR4材料而言?xún)r(jià)格很貴，因此軟硬結(jié)合板的整體成本同F(xiàn)CCL相關(guān)很大；
建議：盡量選用1mil厚度的FCCL；2mil，3mil或者更厚的FCCL也可以選用，但是成本相對(duì)于1mil高很多。
6.5.2 R-F結(jié)構(gòu)與拼板方面
建議: 1. STACKUP設(shè)計(jì)盡量對(duì)稱(chēng),如: N-2F-N. N代表硬板層數(shù),2F表示兩層軟板線路設(shè)計(jì)。
2 軟板層(2F)盡量不要設(shè)計(jì)鉆孔,表面處理,補(bǔ)強(qiáng)等,盡量把鉆孔和表面處理需要設(shè)計(jì)在硬板。
3 拼版設(shè)計(jì)尺寸盡量不要太大,方便提高板料利用率。
7 軟硬結(jié)合板的SMT
7.1 軟硬結(jié)合板SMT要求
軟硬結(jié)合板的SMT需要使用工裝。按照硬板的工藝路線設(shè)計(jì)。
7.1.1 器件布局要求
軟硬結(jié)合板的器件布局要求分別按照軟板和硬板的設(shè)計(jì)規(guī)范要求處理，需要特別注意由于板厚原因引起的硬板強(qiáng)度問(wèn)題（比如1階4層HDI不能增加厚度）；
柔板區(qū)盡可能不布器件，可能的情況下盡量不使用補(bǔ)強(qiáng)，連接器和器件都放在硬板區(qū)；
一般SMT產(chǎn)線柔板部分不能貼器件；
背膠、泡棉等輔料在EMS組裝廠貼裝，補(bǔ)強(qiáng)片在PCB板廠加工；
器件焊盤(pán)距離軟硬結(jié)合區(qū)1mm以上。
7.1.2 拼板要求
軟硬結(jié)合板需要拼板，一般使用郵票孔+銑槽的形式；
拼板的定位孔，mark點(diǎn)等按照工藝規(guī)范設(shè)計(jì)；
拼板設(shè)計(jì)時(shí)，不在柔板位置布局連接位。柔板如果相連，必須增加軟板外形線的設(shè)計(jì)，以識(shí)別分板外形線。（一般沒(méi)有能夠分軟板的設(shè)備，所以一般不設(shè)計(jì)柔板位置的連接位）；
軟硬結(jié)合板的拼板不能將柔板部分放在大拼板外部，如果無(wú)法避免，需要使用硬板輔助邊包圍。
剛?cè)岚宓脑O(shè)計(jì)注意點(diǎn)：
軟硬結(jié)合板強(qiáng)度要求，在硬板部分遵從硬板標(biāo)準(zhǔn)，軟板部分遵從軟板標(biāo)準(zhǔn)，軟硬結(jié)合區(qū)遵從以下特殊要求。
A、 需要考慮柔性板的彎曲半徑，彎曲半徑過(guò)小會(huì)容易損壞。
B、 有效減少總面積，優(yōu)化設(shè)計(jì)減小成本。
C、 需要考慮安裝后立體空間的結(jié)構(gòu)問(wèn)題。
D、 需要考慮柔性部分走線的層數(shù)最佳設(shè)計(jì)。
E、軟硬板，軟板最小長(zhǎng)度3mm
F、通孔到軟硬結(jié)合區(qū)分界線0.8mm
G、Laser孔到軟硬結(jié)合區(qū)分界線0.8mm
H、走線到軟硬結(jié)合區(qū)分界線0.4mm
I、軟硬板過(guò)渡區(qū)綠油0.5mm
評(píng)論