软硬结合板（Rigid-Flex PCB）是一种融合硬性电路板和柔性电路板特性的高密度互连产品，广泛应用于高端电子设备（如智能手机、医疗设备、航空航天仪器等）。其10层结构通过交替叠加硬板和软板实现高集成度与灵活性，但生产工艺复杂，涉及精密加工和严格的质量控制。以下从结构设计、工艺流程、生产控制要点及技术难点展开分析。
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一、10层软硬结合板的结构特点
10层软硬结合板通常采用“硬-软-硬”交替叠层结构（如4R+2F+4R或类似组合），其中硬板（Rigid）提供机械支撑和元件安装区，软板（Flex）实现弯曲或折叠功能。关键结构包括：
叠层设计：硬板与软板通过绝缘粘结材料（如PP或PI）压合，软板区需覆盖聚酰亚胺（PI）保护膜以避免损伤。
导通设计：通过激光钻孔、盲孔/埋孔技术实现层间互连，确保信号传输的完整性和可靠性。
分区布局：硬板区用于焊接元件，软板区需预留弯曲半径，避免应力集中导致线路断裂。
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二、核心生产工艺流程
刚柔结合板的生产涉及35道以上工序，涵盖材料准备、图形转移、压合、钻孔、电镀及外形加工等关键步骤。
以下是核心流程：
材料准备与开料
硬板基材选用FR-4或高频材料，软板采用PI或PET基膜，需精确控制开料尺寸和层压参数。
硬板与软板需预先进行等离子清洗，提升表面粗糙度以增强结合力。
内层图形处理
曝光与显影：通过干膜压合、激光直接成像（LDI）或传统菲林曝光技术形成线路图形，显影后蚀刻去除多余铜层75。
AOI检测：自动光学检测确保内层线路无短路、断路等缺陷。
多层压合与层间对准
叠层与预压：硬板与软板交替堆叠，采用真空压合机在高温高压下完成粘结，控制PP胶流动性和溢胶量。
激光打靶定位：确保层间对准精度（通常≤50μm），避免偏移导致信号传输问题。
钻孔与孔金属化
机械钻孔与激光钻孔：硬板区使用机械钻孔，软板区采用CO₂或UV激光钻孔，孔径可小至0.1mm。
沉铜与电镀：通过化学沉铜（PTH）和电镀铜填充孔壁，确保导通孔电阻率达标。
外层图形与表面处理
二次图形转移：外层线路通过相似曝光、蚀刻工艺完成，需特别注意软硬结合区域的覆盖膜保护。
表面处理：可选ENIG（化学镍金）、OSP（有机保焊膜）或沉金工艺，提升焊接性能和耐腐蚀性。
外形加工与揭盖工艺
激光切割与机械铣削：采用预锣（预铣）和激光切型结合的方式，避免损伤软板区域。揭盖时需通过切片检测切割深度，确保残留≤0.5mm。
去废料与边缘处理：通过预处理压合面并铣槽切断硬板废料，减少对软板的机械应力。
三、关键生产控制要点
电镀与清洗控制
板厚≤0.3mm的软板需使用薄板专用清洗线，防止变形；板厚＞0.3mm且带覆盖膜的硬板可采用去披锋线磨边。
电镀后需检查软硬结合处是否破铜，避免药水残留导致短路。
揭盖与外形精度
揭盖参数需通过首板切片确认，切割深度距覆盖膜≥15μm，人工揭盖时需沿切割线轻撕，避免爆边或残留。
外形加工后需全检毛刺、炭化发黑等问题，软板区允许残留毛刺≤0.05mm。
材料与存储管理
屏蔽膜等敏感材料需在5℃以下存储，使用前需回温至23±3℃并静置7小时。
覆盖膜不耐强碱，洗油时需避免软板变色，曝光前需100%检查外观品质。
四、技术难点与解决方案
层间结合强度不足
解决方案：优化压合温度（通常180-200℃）和压力，采用高Tg（玻璃化转变温度）PP胶，减少分层风险。
软板区线路易损伤
解决方案：在软板区域预贴PI保护膜，采用激光揭盖工艺替代机械剥离，减少应力集中。
信号完整性挑战
解决方案：通过内埋线路设计（如专利技术中的绝缘粘结封装）减少信号干扰，结合阻抗控制技术优化传输性能。
PCB厂的软硬结合板生产是精密制造与材料科学的结合，需在叠层设计、压合工艺、外形加工等环节实现高精度控制。随着5G、可穿戴设备等需求增长，其工艺将进一步向高密度、高可靠性方向发展。企业需持续优化流程（如引入自动化AOI和激光加工技术），同时关注新型材料（如低损耗PI膜）的应用，以提升产品竞争力。
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