什么是FPC软硬结合板

2023年12月26日发(作者：蒋学道)

什么是FPC软硬结合板

随着柔性PCB的生产比例越来越高，以及刚挠结合PCB的应用和普及，现在常见的是加上软性、硬性或刚挠结合PCB说是多层FPC。一般用软性绝缘基板制作的FPC称为软性FPC或软性FPC，刚-柔PCB称为刚-柔PCB。它满足了当今电子产品高密度、高可靠性、小型化、轻量化的需求，也满足了严格的经济要求和市场、技术竞争的需要。

在国外，60年代初开始广泛使用柔性PCB。在中国，生产和应用始于60年代中期。近年来，随着全球经济一体化、市场开放和引进技术的推广，其使用量不断增加。一些中小型刚性FPC工厂瞄准这一机遇，采用软硬制造技术，利用现有设备改进工装和工艺，改造生产软性印制板，以满足日益增长的软性印制板使用需求。为了进一步了解PCB，这里探索性的介绍一下软性PCB技术。

一、软性PCB的分类及其优点

1.柔性印刷电路板的分类

根据导体的层数和结构，软性PCB通常分为以下几类:

1.1单面柔性PCB

单面柔性PCB，只有一层导体，表面可以覆盖也可以不覆盖。所用的绝缘基底材料因产品的应用而异。常用的绝缘材料有聚酯、聚酰亚胺、聚四氟乙烯、软环氧玻璃布等。

单面柔性PCB可进一步分为以下四类:

1)无覆盖层的单面连接

这种柔性PCB的导体图案在绝缘基板上，导体表面没有覆盖层。就像普通的单面刚性FPC。这种产品是最便宜的一种，通常用于非关键和环保的应用。通过钎焊、焊接或压力焊接实现互连。它常用于早期的电话。

2)具有覆盖层的单侧连接

与前一类相比，该类仅根据客户要求在导体表面增加一层包覆层。覆盖时，焊盘应暴露在外，末端区域可以不覆盖。如果需要，可以使用间隙孔。它是应用最广泛的单面柔性PCB之一，广泛应用于汽车仪表和电子仪器中。

3)无覆盖层的双面连接

这种连接焊盘接口可以连接在电线的正面和背面。为了实现这一点，在焊盘处的绝缘衬底中形成通孔，并且该通孔可以在绝缘衬底的期望位置通过冲压、蚀刻或其他机械方法制成。用于两面安装元件和器件，以及需要焊接的场合。在通孔处的焊盘区域中没有绝缘衬底，并且这种焊盘区域通常通过化学方法去除。

4)带覆盖层的双面连接

这一类与前一类的不同之处在于表面有一层覆盖层。然而，覆盖层具有通孔，该通孔也允许覆盖层的两侧被端接，并且仍然保持覆盖层。这种柔性PCB由两层

绝缘材料和一层金属导体制成。用在覆盖层需要与周围器件绝缘，本身也需要相互绝缘，两端前后需要连接的场合。

1.2双面柔性PCB

具有两层导体的双面柔性PCB。这种双面柔性印制板的用途和优点与单面柔性印制板相同。它的主要优点是增加了单位面积的布线密度。可分为:A、无金属化孔、无涂层；b .没有金属化孔，有覆盖层；c .有金属化孔，无覆盖层；有金属化孔和覆盖层。没有覆盖层的双面柔性PCB很少使用。

1.3多层柔性PCB

多层柔性PCB和刚性多层PCB一样，可以通过多层层压技术制成多层FPC柔性电路板。最简单的多层柔性PCB是在单块PCB的两面覆盖两层铜屏蔽层形成的三层柔性PCB。这种三层柔性PCB在电气特性上相当于同轴导体或屏蔽导体。最常用的多层柔性PCB结构是四层结构，利用金属化孔实现层间互连，中间两层一般是电源层和接地层。

多层柔性PCB的优点是基膜重量轻，电特性优异，如介电常数低。聚酰亚胺薄膜制作的多层柔性PCB重量比刚性环氧玻璃布多层PCB轻1/3左右，但失去了单面和双面柔性PCB的优良柔性，而且这些产品大多对柔性没有要求。

多层柔性PCB可进一步分为以下类型:

1)多层PCB在柔性绝缘基板上形成，其成品规定为柔性:这种结构通常是将许多单面或双面微带柔性PCB的两端粘合在一起，而中间部分没有粘合在一起，因此具有很高的柔性。为了具有期望的电特性，例如与连接到其上的刚性PCB匹配的特性阻抗，必须在接地层上为多层柔性PCB元件的每个电路层设计信号线。为了具有高柔性，可以在导体层上使用薄的合适涂层，例如聚酰亚胺，来代替较厚的层压覆盖层。金属化使得柔性电路层之间的Z平面能够实现所需的互连。这种多层柔性PCBmost适用于要求灵活性、高可靠性和高密度的设计。

2)在软性绝缘基材上形成多层PCB，要求成品的末端具有柔性:这种多层柔性PCB是由软性绝缘材料，如聚酰亚胺薄膜，层压成多层板。层压后失去固有的柔韧性。当设计最需要充分利用薄膜的绝缘特性时，如介电常数低、介质厚度均匀、重量轻、可连续加工等，就采用这种柔性PCB。例如，聚酰亚胺薄膜绝缘材料制成的多层PCB比环氧玻璃布制成的刚性PCB轻约三分之一。

3)多层PCB在软性绝缘基板上成型，其成品必须是可成型的，而不是连续柔性的:这种多层柔性PCB是由软性绝缘材料制成的。虽然它由软材料制成，但是由于电气设计的限制，例如，为了所需的导体电阻，需要厚导体，或者为了所需的阻抗或电容，在信号层和接地层之间需要厚绝缘。所以在成品应用中已经成型。术语“可模制的”被定义为:多层柔性PCB元件具有被成形为所需形状的能力，并且在应用中不能再弯曲。在航空电子设备内部布线中的应用。此时要求带状线或三维空间设计的导体电阻低，电容耦合或电路噪声极小，互连端能平滑弯曲到90°。由聚酰亚胺薄膜制成的多层柔性PCB实现了这一布线任务。因为聚酰亚胺薄膜具有耐高温性、柔韧性和良好的综合电气和机械性能。为了实现该元件横截

面的全部互连，布线部分可以进一步分成多个多层柔性电路元件，这些元件用胶带粘合在一起形成印刷电路束。

1.4刚性-柔性多层PCB

这种类型通常在一个或两个刚性PCB上，包括必要的软性PCB。软性PCB层层压在刚性多层PCB中，是为了有特殊的电气要求或延伸到刚性电路的外部，从而具有Z平面电路连接的能力。这类产品广泛应用于那些以压缩重量和体积为关键，保证高可靠性、高密度组装和优良电气特性的电子设备中。

刚-挠多层PCB也可用于将许多单面或双面柔性PCB的端部粘合在一起形成刚性部分，而中间部分不粘合形成柔性部分，刚性部分的Z面通过金属化孔互连。柔性电路被层压到刚性多层板中。这种PCB越来越多地应用于那些要求超高封装密度、优良电气特性、高可靠性和严格体积限制的场合。

为军用航空电子设备设计了一系列混合多层柔性PCB元件。在这些应用中，重量和体积至关重要。为了满足规定的重量和体积限制，内部包装密度必须非常高。除了高电路密度之外，所有的信号传输线必须被屏蔽，以便将串扰和噪声保持在最小。如果使用屏蔽分离线，实际上不可能经济地将它们封装到系统中。以这种方式，使用混合多层。

软PCB实现其互连。这类元件在扁平带状线柔性PCB中含有屏蔽信号线，是刚性PCB的必要组成部分。在相对高级的操作情况下，在制造完成后，PCB形成

90度S形弯曲，从而为Z平面互连提供了一种方式。在X、Y和Z平面振动应力的作用下，焊点上的应力应变可以消除。

2.优点刚性区域刚性区域

2.1灵活性

柔性FPC的一个显著优点是可以更方便的在三维空间布线和连接，还可以卷曲或折叠使用。只要在允许的曲率半径内卷曲，就可以承受几千到几万次的使用而不被损坏。

2.2降低音量

在组装连接中，与导体电缆相比，柔性PCB的导体截面更薄更扁平，减小了导体尺寸，可以沿外壳成型，使设备的结构更加紧凑合理，减少了安装体积。与刚性PCB相比，可节省60~90%的空间。

2.3减轻体重

在相同体积下，相同载流量下，柔性PCB的重量比导体和电缆可减轻70%左右，比刚性PCB可减轻90%左右。

2.4附件的一致性

柔性PCB用于连接，消除了用电线电缆布线的错误。只要加工图校对通过，后面生产的绕组回路都是一样的。安装连接线时不会出现误接。

2.5提高可靠性