一、應用場景
軟硬結合板(Rigid-Flex PCB)因其兼具剛性板(PCB)和柔性板(FPC)的特點,適用于需要高可靠性、高密度集成且結構復雜的應用場景。以下是軟硬結合板的主要應用領域:
1、消費電子
智能手機:用于天線模塊、攝像頭模組、折疊屏連接部分等,支持設備小型化和高性能。可穿戴設備:應用于智能手表、健身追蹤器、智能眼鏡等,藍牙耳機等滿足柔性和可靠性需求。平板電腦和筆記本電腦:用于屏幕連接、電池模組和高密度信號傳輸等。AR/VR設備:用于AR/VR頭戴設備的顯示模組、攝像頭模組和傳感器,支持輕量化和高性能。
2、汽車電子
車載娛樂和信息系統:支持觸摸屏、導航系統和音響的復雜連接需求。高級駕駛輔助系統(ADAS):用于雷達模塊、攝像頭和傳感器連接,提供高可靠性。電動汽車(EV)和電池管理系統(BMS):支持高溫和高振動環境,提供穩定的電氣性能。照明系統:用于汽車大燈及其他高效能LED照明組件。
3、醫療設備
可穿戴醫療設備:如心率監測器、血糖監測設備等,要求小型化、輕便且耐用。高端醫療影像設備:用于CT、MRI等設備中的信號傳輸部分。微創手術設備:支持精密醫療工具的復雜電路需求。
4、工業與自動化
工業機器人:用于機器人關節和控制模塊,滿足復雜運動和信號傳輸需求。傳感器和控制模塊:用于工業控制設備、測量儀器和自動化生產設備。可編程邏輯控制器(PLC):提供高密度集成和高可靠性連接。
5、通信設備
5G設備:用于5G基站和終端設備的高頻高速電路連接。光通信模塊:支持高速信號傳輸和高密度集成。
6、航空航天與國防
衛星通信設備:用于復雜電路設計和輕量化需求。飛行控制系統:應用于飛機或無人機的導航和控制電路部分。軍用電子設備:滿足苛刻環境(高溫、振動、高濕度)下的可靠性需求。
7、物聯網(IoT)
智能家居設備:如智能音箱、家用監控攝像頭等需要高密度互聯的場景。邊緣計算設備:用于處理和傳輸大量數據的復雜電路。
8、電力與能源
新能源設備:如風力發電、光伏逆變器的控制模塊,提供可靠連接。智能電網設備:支持高密度集成和耐用性需求。
二、管控難點
軟硬結合板兼具了硬板的穩定性和擁有更好的布線、布焊盤能力,可以完成更加復雜的電路設計;同時也具備了軟板的可以彎折性,可以3D立體裝配,節約更多空間,這使得軟硬結合板越來越普及。但是也由于它是兩種形態的線路板融合的產物,同時也具備較高的復雜性,較低的良率,這給軟硬結合線路板生產制造帶來很多困難,主要體現在以下方面:
1、設計人員:由于軟硬結合板是由軟板和硬板進行組合而成的,這就對CAM工程師提出了更高的要求,他們既需要熟悉硬板的CAM和MI也需要熟悉軟板的CAM和MI。另外由于結合板的應用場景更加廣泛,例如:靜態組裝、動態彎折、耐疲勞度等,要理解這些應用場景,需要工程師有豐富的設計經驗。
2、材料兼容性與熱膨脹系數(CTE)匹配:材料差異:剛性部分常用FR-4、環氧樹脂,柔性部分多為聚酰亞胺(PI)或聚酯(PET),兩者的熱膨脹系數差異大。在高溫層壓或焊接時,可能因膨脹不均導致分層、翹曲。
3 、層壓工藝控制
溫度與壓力:需精確控制層壓溫度(通常170-200℃)和壓力,避免柔性部分過度壓縮或剛性部分粘接不牢。氣泡與分層:軟硬結合界面易殘留空氣,需采用真空層壓工藝,并優化預壓時間與壓力曲線。多次壓合:復雜結構需多次壓合,累積熱應力可能導致材料疲勞或變形。
4 、鉆孔與切割精度
微孔加工:軟硬結合處的通孔或盲孔需高精度鉆孔(如激光鉆孔),若偏移會導致電氣連接失效。切割工藝:柔性部分需采用激光切割或精密沖壓,避免毛邊或撕裂;剛性部分的V-CUT開槽或者CNC鑼機控深開槽,深度需精確控制,防止損傷柔性層。
5、鍍銅與線路均勻性
軟硬過渡區電鍍:交界處因材料厚度差異,電鍍液流動不均易導致銅厚不一致,影響阻抗控制。柔性線路的彎曲耐受性:銅箔需選擇壓延銅(RA銅)以提高抗彎折能力,但壓延銅與基材的結合強度較低,需優化處理工藝。
6、覆蓋膜與阻焊對位
覆蓋膜貼合:柔性部分的覆蓋膜(Coverlay)需通過高溫壓合與線路貼合,對位偏差需小于0.1mm,否則影響焊盤暴露或保護效果。阻焊層開裂:軟硬結合處的阻焊層在彎折時易開裂,需采用柔性阻焊油墨(如聚酰亞胺油墨)。
7、結構設計與可靠性驗證
彎曲半徑設計:柔性部分彎曲半徑需≥材料厚度的6-10倍(如0.2mm厚度PI基材,彎曲半徑需≥1.2mm),否則易疲勞斷裂。應力集中點:軟硬過渡區需設計為圓弧或漸變結構,避免直角導致應力集中。動態彎折測試:需模擬實際應用中的彎折次數(如10萬次以上),驗證線路導通性和材料耐久性。
8、成本與良率控制
材料成本高:聚酰亞胺基材價格是FR-4的3-5倍,膠粘劑和特殊油墨進一步增加成本。良率低:工藝復雜度高,良率通常低于普通PCB,報廢成本顯著上升。設備投入:需專用設備(如真空層壓機、激光鉆孔機),初期投資大。膠粘劑選擇:軟硬結合處需通過膠粘劑(如丙烯酸、環氧膠)粘接,需同時滿足柔韌性和耐高溫性(如無鉛焊接溫度260℃),否則易脫膠。吸濕性:聚酰亞胺吸濕性強,若未充分預烘烤,層壓時水分汽化會導致氣泡或分層。
仁創藝是如何進行管控的?
設計人員:我們的軟硬結合板設計和制造團隊是獨立的,擁有超過10年以上經驗的工程師多人,對軟硬結合板設計優化有深刻的理解。在生產之前會發詳細的EQ充分了解客戶的使用場景和設計意圖,以匹配相應的材料和調整對應的設計方案。
材料方面:我們的軟板基材,覆蓋膜,PP均選用生益、聯茂、臺虹、臺光等國內外一線品牌。確保從源頭出現質量問題。
制造方面:關鍵設備:我們擁有全自動LDI線,高溫層壓機,自動回流線,激光切割機,FPC快壓機等關鍵設備(不需要外發),確保產品在制造端更加穩定可控,提高產品質量穩定性。關鍵工序管控,軟硬結合工序較多,通常有60個以上工序,其中關鍵工序有:軟板FPC部分:軟板線路,軟板電鍍,快壓,貼輔料,貼補強等都是關鍵工序;硬板FR4部分有:壓合,鉆孔,線路,CNC開蓋,外形都是關鍵工序,我們全程使用工程師跟進監督,而非由生產線員工直接生產,這是由于軟板結合板經常會使用一些特殊的生產技巧才能提升良率。
特殊工藝管控:由于軟結合板為了追求更高的集成度,經常和一些特殊工藝、特殊材料相結合,進一步提升生產的難度,譬如HDI,機械盲埋孔,背鉆,金手指,使用高頻高速材料等,為此我們也針對此類特點制定了專門的軟硬結合板控制計劃、FEMA和SOP文件,從而提升良率。
三、我們有哪些軟硬結合板類客戶?
我們的軟硬結合板客戶有:BTL、北京理工伺服、HARMAN ,flex,朗科、立訊精密、聯創光電、思納福醫療、QCY等多個客戶。
四、我們的優勢
1、豐富的行業經驗:
我們從2015年開始導入軟硬結合板的生產,至今已經擁有6年的生產經驗,是中國較早進入軟硬結合板領域的生產廠商。我們的軟硬結合板廣泛應用于:無人機,藍牙耳機,醫療設備,智能手機,攝像頭,LED屏,數碼相機,平板電腦,穿戴設備,VR,電池保護板等場景。
軟硬結合板生產流程較長,很多工序無法自動化生產。人員的技能就成為軟硬結合板生產過程中的決定性因素了。鑒于此,我們設立專業的軟硬結合板事業部,我們擁有行業內最有效的技術團隊,多名資深工程擁有超過20年的線路板從業經驗。
2、制程能力強:
層數:2L-18L 板厚:0.25-3.2mm 最大尺寸:400mm*540m 銅厚:? - 2
oz 最小線寬/線距:2/2 mil 層間對位精度:2mil 最小孔徑:0.15 mm 孔徑公差:±0.05 mm 縱橫比:12:1 最小阻焊橋:4 mil 可生產疊層結構: 單層軟板 -對稱結構、多層軟板結構、軟板手指結構、Air gap結構、上下非對稱結構、HDI結構、軟板最外層結構(壓接板結構)、書本結構…
以上為我們可以生產的軟硬板結構:
3、可靠的品質:
我們嚴格執行ISO9001,IATF16949,UL等國際認證的管理標準、構建并完善品質監控及預防體系,確保產品質量的穩定性。
4、靈活的交付能力:
我們擁有良好的交期,可以配合客戶快速交貨,幫助客戶贏得市場先機。
層數 |
2L |
4L |
6L |
8L |
>10L |
樣品 |
14 |
14 |
15 |
16 |
16 |
批量 |
16 |
16 |
18 |
20 |
22 |
特殊工藝 |
厚銅 |
激光鉆孔 |
樹脂塞孔 |
VCP填孔 |
電金手指 |
增加天數 |
2 |
2 |
2 |
4 |
3 |