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【摘 要】文章主要讲述了四种常用的刚挠结合板层压结构，分析了各结构流程设计的优缺点，并简单阐述了应用方法。
【关键词】刚挠结合板；层压结构；制作流程
一、前言
随着电子技术的不断发展，尤其是电子组装技术的不断进步，在很多情况下，一般的刚性印制板已经很难满足电子产品“轻、薄、短、小”的要求。特别是工业、医疗设备、3G手机、LCD电视及其它消费类电子，如电子计算机用的硬盘驱动器、软盘驱动器、手机、笔记本电脑、照相机、摄录机、PDA等便携式电子产品市场需求的不断扩大，刚挠结合板（Rigid-Flex PCB）的开发研究便得到大量的应用，预计全球今后刚挠结合板的供应量将会大量增加。同时，刚挠结合板的耐久性与挠性，既具有刚性印制板的支撑作用，又有挠性板可弯曲、挠折的特性，亦使其更适合于医疗与军事领域应用，逐步蚕食刚性PCB的市场份额，因此它的应用由于其显著的优越性有着越来越广泛的前景，几乎在各类电子设备中都可以用到。
二、刚挠结合板定义
刚挠结合板（Rigid-Flex PCB）是指一块印制板上包含一个或多个刚性区和挠性区，由刚性板和挠性板有序地层压在一起组成，刚性印制线路板层上的线路与挠性印制线路板上的线路通过孔金属化相互导通。图1为一款刚挠结合板。
三、刚挠结合板流程设计
PCB行业内，刚挠结合板的生产流程很多，其组成结构、设计思路也各有差异，下面介绍四种最主要的刚挠结合板层压结构流程，为实际制作提供可靠的理论依据。
3.1 结构1
3.1.1 简介
结构简介：挠性板在内层且两面都有FR4刚性板部分。适合于挠性板相邻的刚性板芯板厚度≥0.4mm，成品板厚>0.8mm的刚挠结合PCB，结构如图2、3所示。
关键技术点：先对刚挠结合层的NO-FLOW PP（不流胶PP）进行开窗处理，通过激光预切割与挠性板芯板相邻的刚性板芯板厚度的1/2-2/3，经过压合等流程，最终在成型时通过机械铣盲槽方法揭盖，流程如图4所示。可以防止在生产制作过程中电镀药水等因素对挠性板的攻击，起到了很好的保护挠性板的作用。
3.1.2 结构1的制作优缺点及应用
优点：该流程是刚挠结合板最常用的流程，其思路简单，制作过程问题少，合格率高，挠性板可以得到很好的保护，很少出现挠性板外观问题。
缺点：激光切割机价格昂贵，生产流程长，成本高，激光预切割和锣盲槽深度不易控制，切割时激光标靶点与内层线路对位精度要求高，不易控制。
应用范围：此结构主要应用于挠性板在内层，且两面都是FR4刚性板，若挠性板挠折区域形状不规则，采用此结构制作则报废隐患高。
3.2 结构2
3.2.1 简介
结构简介：此种结构是挠性板在内层且两面都有FR4刚性板部分，适合于相邻的刚性板芯板厚度<0.4mm，同时为假层结构，一般成品板厚度偏薄，所以建议外层图形走负片流程，结构如图5、6所示。
关键技术点：先对刚挠结合层挠折区的NO-FLOW PP（不流胶PP）进行开窗处理，开窗区域的FR4刚性板和PP片采用数控机床直接开窗；压合时用等大的PTFE或FR4垫片固定填充，防止压合后挠性板内凹给后工序生产带来难度；钻孔后取出垫片；沉铜生产时，因挠性板直接暴露在外面，不能过化学除胶，采用等离子除胶，防止药水对PI膜咬蚀攻击，流程如图7所示。制作过程增加了多次取放填充板的流程。
3.2.2 结构2的制作优缺点及应用
优点：此结构设计思路简单直接，生产流程相对简单，工艺参数易控制，生产周期较短，制作成本低。
缺点：存在多次取放填充板制作过程的缺陷，沉铜电镀时容易产生铜粉、铜渣污染铜缸，同时对精细线路的制作也有一定的隐患，开窗区域的挠性板部分在压合时容易起皱，填充区域的挠性板有时会有轻微的色差存在。
应用范围：此结构适用范围较窄，主要应用于挠性板在内层，且两面都必须为厚度一致的FR4刚性板基材，挠折的挠性板区域面上不能有开窗或手指，外层线路部分距离挠折区域大于1mm以上且挠折开窗面积较大的产品。
3.3 结构3
3.3.1 简介
结构简介：此种结构是挠性板在内层，不含FR4刚性板芯板，而是采用单张或者多张No-Flow PP（不流胶PP）代替刚性板，又称铜箔法。结构如图8所示。
关键技术点：先对不流胶PP用数控机床进行开窗处理，压合后采用Etch-mask方法。制作开窗区域的挠性板在压合工序或板电工序覆盖一层铜箔，需要通过图形转移方法将覆盖的铜箔蚀刻掉，称为“Etch-mask”。沉铜生产时，因挠性板直接暴露在外面，不能过化学除胶，采用等离子除胶，防止药水对PI膜咬蚀攻击。适用于4层刚挠结合板，如图9所示，挠性板相邻的介质层厚度一般<0.2mm。生产流程如图10所示。
3.3.2 结构3的制作优缺点及应用
优点：生产可操作性高，可以改善铜粉、铜渣等不良，能有效解决电镀时渗透入挠折区药水咬蚀挠性板PI膜的隐患。
缺点：压合后采用Etch-mask方法，需要3次制作外层图形，生产流程长，延长生产制作周期，增加生产物料和制作成本，增加了制作报废的风险。
应用范围：此结构主要应用于挠性板在内层，且两面不含FR4刚性板基材，与挠性板相邻介质层厚度较薄，一般<0.2mm，挠折的挠性板区域面积很大，特别是形状不规则的产品。
3.4 结构4
3.4.1 简介
结构简介：此结构适用于挠性板在外层，FR4刚性板芯板厚度≥0.4mm。结构如图11、12所示。
关键技术点：先对刚挠结合层的NO-FLOW PP（不流胶PP）进行开窗处理，通过激光预切割与挠性板芯板相邻的刚性板芯板厚度的1/2-2/3，经过压合等流程，挠性板在外层后工序生产时不能磨板只能过化学前处理，最终成型时通过机械锣盲槽方法揭盖，window建议客户贴合覆盖膜，若客户不同意，丝印挠性板油墨做线路保护，取消“覆盖膜开窗→棕化→贴合覆盖膜→快速压合→烤板”流程；若刚性板芯板厚度<0.4mm，需要由相关部门评审才能制作。生产流程如图13示。
3.4.2 结构4的制作优缺点及应用
优点：该结构流程制作思路简单，刚挠结合板挠性板和硬各在一面最常见的结构，制作过程问题少，合格率高的特点，可以改善铜粉、铜渣等不良，能有效解决电镀时渗透入挠折区药水咬蚀挠性板PI膜的隐患。
缺点：结构不对称，板曲不易控制，挠性板在外层易起泡可操作性不强易擦花板面，激光切割机价格昂贵，成本较高，激光预切割深度不易控制，刚挠结合处断差较大易撕裂需要增加点胶流程，生产周期长。
应用范围：此结构主要应用于挠性板和刚性板各在一面，且FR4刚性板芯板厚度≥0.4mm，刚挠结合处属高断差类结构的产品。
四、结束语
本文主要介绍了四种最主要的刚挠结合板结构及相应的制作流程，建议同行在刚挠结合板流程设计选择方面，应首先考虑公司现有设备基础，同时根据产品的结构组成来选择不同的流程设计方式，在保证产品质量的前提下，以最大限度的优化工艺流程来选择最佳的工艺制作方法。
参考文献：
[1]李庆宝. 浅谈刚挠结合板的设计制造方式[J].印制电路信息，2010（3）.
[2]汪 洋. 刚挠结合印制电路板的制造工艺和应用[J].印制电路资讯，2005（2）.
第一作者简介：
张军杰，研发工程师，主要负责刚挠结合板的流程优化。
【关键词】刚挠结合板；层压结构；制作流程
一、前言
随着电子技术的不断发展，尤其是电子组装技术的不断进步，在很多情况下，一般的刚性印制板已经很难满足电子产品“轻、薄、短、小”的要求。特别是工业、医疗设备、3G手机、LCD电视及其它消费类电子，如电子计算机用的硬盘驱动器、软盘驱动器、手机、笔记本电脑、照相机、摄录机、PDA等便携式电子产品市场需求的不断扩大，刚挠结合板（Rigid-Flex PCB）的开发研究便得到大量的应用，预计全球今后刚挠结合板的供应量将会大量增加。同时，刚挠结合板的耐久性与挠性，既具有刚性印制板的支撑作用，又有挠性板可弯曲、挠折的特性，亦使其更适合于医疗与军事领域应用，逐步蚕食刚性PCB的市场份额，因此它的应用由于其显著的优越性有着越来越广泛的前景，几乎在各类电子设备中都可以用到。
二、刚挠结合板定义
刚挠结合板（Rigid-Flex PCB）是指一块印制板上包含一个或多个刚性区和挠性区，由刚性板和挠性板有序地层压在一起组成，刚性印制线路板层上的线路与挠性印制线路板上的线路通过孔金属化相互导通。图1为一款刚挠结合板。
三、刚挠结合板流程设计
PCB行业内，刚挠结合板的生产流程很多，其组成结构、设计思路也各有差异，下面介绍四种最主要的刚挠结合板层压结构流程，为实际制作提供可靠的理论依据。
3.1 结构1
3.1.1 简介
结构简介：挠性板在内层且两面都有FR4刚性板部分。适合于挠性板相邻的刚性板芯板厚度≥0.4mm，成品板厚>0.8mm的刚挠结合PCB，结构如图2、3所示。
关键技术点：先对刚挠结合层的NO-FLOW PP（不流胶PP）进行开窗处理，通过激光预切割与挠性板芯板相邻的刚性板芯板厚度的1/2-2/3，经过压合等流程，最终在成型时通过机械铣盲槽方法揭盖，流程如图4所示。可以防止在生产制作过程中电镀药水等因素对挠性板的攻击，起到了很好的保护挠性板的作用。
3.1.2 结构1的制作优缺点及应用
优点：该流程是刚挠结合板最常用的流程，其思路简单，制作过程问题少，合格率高，挠性板可以得到很好的保护，很少出现挠性板外观问题。
缺点：激光切割机价格昂贵，生产流程长，成本高，激光预切割和锣盲槽深度不易控制，切割时激光标靶点与内层线路对位精度要求高，不易控制。
应用范围：此结构主要应用于挠性板在内层，且两面都是FR4刚性板，若挠性板挠折区域形状不规则，采用此结构制作则报废隐患高。
3.2 结构2
3.2.1 简介
结构简介：此种结构是挠性板在内层且两面都有FR4刚性板部分，适合于相邻的刚性板芯板厚度<0.4mm，同时为假层结构，一般成品板厚度偏薄，所以建议外层图形走负片流程，结构如图5、6所示。
关键技术点：先对刚挠结合层挠折区的NO-FLOW PP（不流胶PP）进行开窗处理，开窗区域的FR4刚性板和PP片采用数控机床直接开窗；压合时用等大的PTFE或FR4垫片固定填充，防止压合后挠性板内凹给后工序生产带来难度；钻孔后取出垫片；沉铜生产时，因挠性板直接暴露在外面，不能过化学除胶，采用等离子除胶，防止药水对PI膜咬蚀攻击，流程如图7所示。制作过程增加了多次取放填充板的流程。
3.2.2 结构2的制作优缺点及应用
优点：此结构设计思路简单直接，生产流程相对简单，工艺参数易控制，生产周期较短，制作成本低。
缺点：存在多次取放填充板制作过程的缺陷，沉铜电镀时容易产生铜粉、铜渣污染铜缸，同时对精细线路的制作也有一定的隐患，开窗区域的挠性板部分在压合时容易起皱，填充区域的挠性板有时会有轻微的色差存在。
应用范围：此结构适用范围较窄，主要应用于挠性板在内层，且两面都必须为厚度一致的FR4刚性板基材，挠折的挠性板区域面上不能有开窗或手指，外层线路部分距离挠折区域大于1mm以上且挠折开窗面积较大的产品。
3.3 结构3
3.3.1 简介
结构简介：此种结构是挠性板在内层，不含FR4刚性板芯板，而是采用单张或者多张No-Flow PP（不流胶PP）代替刚性板，又称铜箔法。结构如图8所示。
关键技术点：先对不流胶PP用数控机床进行开窗处理，压合后采用Etch-mask方法。制作开窗区域的挠性板在压合工序或板电工序覆盖一层铜箔，需要通过图形转移方法将覆盖的铜箔蚀刻掉，称为“Etch-mask”。沉铜生产时，因挠性板直接暴露在外面，不能过化学除胶，采用等离子除胶，防止药水对PI膜咬蚀攻击。适用于4层刚挠结合板，如图9所示，挠性板相邻的介质层厚度一般<0.2mm。生产流程如图10所示。
3.3.2 结构3的制作优缺点及应用
优点：生产可操作性高，可以改善铜粉、铜渣等不良，能有效解决电镀时渗透入挠折区药水咬蚀挠性板PI膜的隐患。
缺点：压合后采用Etch-mask方法，需要3次制作外层图形，生产流程长，延长生产制作周期，增加生产物料和制作成本，增加了制作报废的风险。
应用范围：此结构主要应用于挠性板在内层，且两面不含FR4刚性板基材，与挠性板相邻介质层厚度较薄，一般<0.2mm，挠折的挠性板区域面积很大，特别是形状不规则的产品。
3.4 结构4
3.4.1 简介
结构简介：此结构适用于挠性板在外层，FR4刚性板芯板厚度≥0.4mm。结构如图11、12所示。
关键技术点：先对刚挠结合层的NO-FLOW PP（不流胶PP）进行开窗处理，通过激光预切割与挠性板芯板相邻的刚性板芯板厚度的1/2-2/3，经过压合等流程，挠性板在外层后工序生产时不能磨板只能过化学前处理，最终成型时通过机械锣盲槽方法揭盖，window建议客户贴合覆盖膜，若客户不同意，丝印挠性板油墨做线路保护，取消“覆盖膜开窗→棕化→贴合覆盖膜→快速压合→烤板”流程；若刚性板芯板厚度<0.4mm，需要由相关部门评审才能制作。生产流程如图13示。
3.4.2 结构4的制作优缺点及应用
优点：该结构流程制作思路简单，刚挠结合板挠性板和硬各在一面最常见的结构，制作过程问题少，合格率高的特点，可以改善铜粉、铜渣等不良，能有效解决电镀时渗透入挠折区药水咬蚀挠性板PI膜的隐患。
缺点：结构不对称，板曲不易控制，挠性板在外层易起泡可操作性不强易擦花板面，激光切割机价格昂贵，成本较高，激光预切割深度不易控制，刚挠结合处断差较大易撕裂需要增加点胶流程，生产周期长。
应用范围：此结构主要应用于挠性板和刚性板各在一面，且FR4刚性板芯板厚度≥0.4mm，刚挠结合处属高断差类结构的产品。
四、结束语
本文主要介绍了四种最主要的刚挠结合板结构及相应的制作流程，建议同行在刚挠结合板流程设计选择方面，应首先考虑公司现有设备基础，同时根据产品的结构组成来选择不同的流程设计方式，在保证产品质量的前提下，以最大限度的优化工艺流程来选择最佳的工艺制作方法。
参考文献：
[1]李庆宝. 浅谈刚挠结合板的设计制造方式[J].印制电路信息，2010（3）.
[2]汪 洋. 刚挠结合印制电路板的制造工艺和应用[J].印制电路资讯，2005（2）.
第一作者简介：
张军杰，研发工程师，主要负责刚挠结合板的流程优化。