剛撓結合板(Rigid-Flex PCB)是一種將剛性電路板與柔性電路板通過多次層壓工藝緊密結合的復合電路板結構。剛性區(qū)域負責元件的安裝與支撐,柔性區(qū)域則可以彎折或折疊,用于連接不同功能模塊。其核心優(yōu)勢在于兼具剛性電路的穩(wěn)定性和柔性電路的可塑性,實現(xiàn)高密度互連與三維布線。
材料方面,剛性部分常采用FR-4或高頻高速基材,柔性部分則多使用聚酰亞胺(PI)薄膜,配合覆蓋膜與補強板提升耐彎折性能。
工藝流程與關鍵要點
層壓工藝
剛板與柔板需要經過多次熱壓結合。工藝中必須保證膠片流動均勻,避免出現(xiàn)氣泡與分層問題。無膠壓合技術近年來逐漸應用,能減小介質厚度,提升信號傳輸性能。
對位精度
剛柔結合區(qū)域要求對位公差極小,通常在±25μm以內。對位不良會導致電路層錯位,從而影響過孔導通與電氣性能。
過孔連接
柔性區(qū)域由于反復彎折,過孔設計必須避免應力集中。常見方式包括采用激光鉆孔+電鍍填充、過孔避讓設計等,以提升使用壽命與可靠性。
開窗與補強處理
柔性部分在需要焊接的焊盤位置需進行覆蓋膜開窗,同時通過補強板來支撐接口區(qū)域,保證插拔時的機械強度。
電氣與機械可靠性測試
完成加工后,需要進行彎折試驗、拉伸試驗及電氣性能測試,驗證其在長期使用中的穩(wěn)定性。
設計要點與注意事項
信號完整性:高速信號布線要避免柔性區(qū)折彎處的阻抗突變。
彎折半徑:設計時需確保柔性段彎折半徑≥板厚的6~10倍,避免銅箔開裂。
過渡區(qū)設計:剛柔結合過渡區(qū)應避免銳角,采用階梯式或圓弧過渡。
散熱與強度:對于功率器件區(qū)域,可通過增加銅厚與散熱通孔來改善熱管理。
應用場景與發(fā)展趨勢
剛撓結合板廣泛應用于航天、醫(yī)療、精密儀器、可穿戴設備等領域:
航天設備中,減輕重量、提升抗震性能;
醫(yī)療器械中,如內窺鏡、植入式裝置,可在狹小空間靈活布線;
精密儀器中,實現(xiàn)高密度互連與三維組裝。
未來趨勢包括無膠壓合、高頻高速剛柔結合板、多層異構堆疊結構的發(fā)展,進一步拓展其在5G、汽車電子和智能終端中的應用。