軟硬結(jié)合板（Rigid-Flex PCB）是一種融合硬性電路板和柔性電路板特性的高密度互連產(chǎn)品，廣泛應(yīng)用于高端電子設(shè)備（如智能手機(jī)、醫(yī)療設(shè)備、航空航天儀器等）。其10層結(jié)構(gòu)通過交替疊加硬板和軟板實(shí)現(xiàn)高集成度與靈活性，但生產(chǎn)工藝復(fù)雜，涉及精密加工和嚴(yán)格的質(zhì)量控制。以下從結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、工藝流程、生產(chǎn)控制要點(diǎn)及技術(shù)難點(diǎn)展開分析。

一、10層軟硬結(jié)合板的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

10層軟硬結(jié)合板通常采用“硬-軟-硬”交替疊層結(jié)構(gòu)（如4R+2F+4R或類似組合），其中硬板（Rigid）提供機(jī)械支撐和元件安裝區(qū)，軟板（Flex）實(shí)現(xiàn)彎曲或折疊功能。關(guān)鍵結(jié)構(gòu)包括：

疊層設(shè)計(jì)：硬板與軟板通過絕緣粘結(jié)材料（如PP或PI）壓合，軟板區(qū)需覆蓋聚酰亞胺（PI）保護(hù)膜以避免損傷。

導(dǎo)通設(shè)計(jì)：通過激光鉆孔、盲孔/埋孔技術(shù)實(shí)現(xiàn)層間互連，確保信號(hào)傳輸?shù)耐暾院涂煽啃浴?/p>

分區(qū)布局：硬板區(qū)用于焊接元件，軟板區(qū)需預(yù)留彎曲半徑，避免應(yīng)力集中導(dǎo)致線路斷裂。

二、核心生產(chǎn)工藝流程

剛?cè)峤Y(jié)合板的生產(chǎn)涉及35道以上工序，涵蓋材料準(zhǔn)備、圖形轉(zhuǎn)移、壓合、鉆孔、電鍍及外形加工等關(guān)鍵步驟。

以下是核心流程：

材料準(zhǔn)備與開料

硬板基材選用FR-4或高頻材料，軟板采用PI或PET基膜，需精確控制開料尺寸和層壓參數(shù)。

硬板與軟板需預(yù)先進(jìn)行等離子清洗，提升表面粗糙度以增強(qiáng)結(jié)合力。

內(nèi)層圖形處理

曝光與顯影：通過干膜壓合、激光直接成像（LDI）或傳統(tǒng)菲林曝光技術(shù)形成線路圖形，顯影后蝕刻去除多余銅層75。

AOI檢測：自動(dòng)光學(xué)檢測確保內(nèi)層線路無短路、斷路等缺陷。

多層壓合與層間對準(zhǔn)

疊層與預(yù)壓：硬板與軟板交替堆疊，采用真空壓合機(jī)在高溫高壓下完成粘結(jié)，控制PP膠流動(dòng)性和溢膠量。

激光打靶定位：確保層間對準(zhǔn)精度（通常≤50μm），避免偏移導(dǎo)致信號(hào)傳輸問題。

鉆孔與孔金屬化

機(jī)械鉆孔與激光鉆孔：硬板區(qū)使用機(jī)械鉆孔，軟板區(qū)采用CO?或UV激光鉆孔，孔徑可小至0.1mm。

沉銅與電鍍：通過化學(xué)沉銅（PTH）和電鍍銅填充孔壁，確保導(dǎo)通孔電阻率達(dá)標(biāo)。

外層圖形與表面處理

二次圖形轉(zhuǎn)移：外層線路通過相似曝光、蝕刻工藝完成，需特別注意軟硬結(jié)合區(qū)域的覆蓋膜保護(hù)。

表面處理：可選ENIG（化學(xué)鎳金）、OSP（有機(jī)保焊膜）或沉金工藝，提升焊接性能和耐腐蝕性。

外形加工與揭蓋工藝

激光切割與機(jī)械銑削：采用預(yù)鑼（預(yù)銑）和激光切型結(jié)合的方式，避免損傷軟板區(qū)域。揭蓋時(shí)需通過切片檢測切割深度，確保殘留≤0.5mm。

去廢料與邊緣處理：通過預(yù)處理壓合面并銑槽切斷硬板廢料，減少對軟板的機(jī)械應(yīng)力。

三、關(guān)鍵生產(chǎn)控制要點(diǎn)

電鍍與清洗控制

板厚≤0.3mm的軟板需使用薄板專用清洗線，防止變形；板厚＞0.3mm且?guī)Ц采w膜的硬板可采用去披鋒線磨邊。

電鍍后需檢查軟硬結(jié)合處是否破銅，避免藥水殘留導(dǎo)致短路。

揭蓋與外形精度

揭蓋參數(shù)需通過首板切片確認(rèn)，切割深度距覆蓋膜≥15μm，人工揭蓋時(shí)需沿切割線輕撕，避免爆邊或殘留。

外形加工后需全檢毛刺、炭化發(fā)黑等問題，軟板區(qū)允許殘留毛刺≤0.05mm。

材料與存儲(chǔ)管理

屏蔽膜等敏感材料需在5℃以下存儲(chǔ)，使用前需回溫至23±3℃并靜置7小時(shí)。

覆蓋膜不耐強(qiáng)堿，洗油時(shí)需避免軟板變色，曝光前需100%檢查外觀品質(zhì)。

四、技術(shù)難點(diǎn)與解決方案

層間結(jié)合強(qiáng)度不足

解決方案：優(yōu)化壓合溫度（通常180-200℃）和壓力，采用高Tg（玻璃化轉(zhuǎn)變溫度）PP膠，減少分層風(fēng)險(xiǎn)。

軟板區(qū)線路易損傷

解決方案：在軟板區(qū)域預(yù)貼PI保護(hù)膜，采用激光揭蓋工藝替代機(jī)械剝離，減少應(yīng)力集中。

信號(hào)完整性挑戰(zhàn)

解決方案：通過內(nèi)埋線路設(shè)計(jì)（如專利技術(shù)中的絕緣粘結(jié)封裝）減少信號(hào)干擾，結(jié)合阻抗控制技術(shù)優(yōu)化傳輸性能。

PCB廠的軟硬結(jié)合板生產(chǎn)是精密制造與材料科學(xué)的結(jié)合，需在疊層設(shè)計(jì)、壓合工藝、外形加工等環(huán)節(jié)實(shí)現(xiàn)高精度控制。隨著5G、可穿戴設(shè)備等需求增長，其工藝將進(jìn)一步向高密度、高可靠性方向發(fā)展。企業(yè)需持續(xù)優(yōu)化流程（如引入自動(dòng)化AOI和激光加工技術(shù)），同時(shí)關(guān)注新型材料（如低損耗PI膜）的應(yīng)用，以提升產(chǎn)品競爭力。