格睿鸿从事软硬结合PCB板多年，在优化设计和制造方面积累了很多经验。通过了解客户需求，结合产品应用场景，我们的专家和工程师将通过DFM/DFT分析，与您评估和讨论每一款定制产品。从设计到制造，我们将根据我们的经验给出我们最合理的建议和解决方案，供您参考和确认。

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刚性-柔性 PCB 有哪些可用类型？

印制板类型 为不同类型的刚性-柔性印制板建立了性能要求，分类如下：

刚性-柔性 PCB（IPC-6013 类型 4）多层刚性和柔性材料组合，包含三个或更多个带 PTH 的导电层。

刚性-柔性 PCB （IPC-6013 类型 5）柔性或刚性-柔性印制板，包含两个或多个不含 PTH 的导电层。

我们目前的刚柔结合板制造能力高达 2-16 层。

 

什么是刚柔结合的PCB板？

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Rigid-flex PCB是指柔性PCB板和Rigid PCB板，按照相关工艺要求，通过Lamination等工艺组合在一起，形成具有FPC和Rigid PCB特性的电路板。

大多数刚柔结合的 PCB 板由多层柔性电路基板组成，这些基板在外部或内部连接到一个或多个刚性 PCB 板上，具体取决于应用的设计。柔性基板被设计成处于恒定的弯曲状态，并且通常在制造或安装过程中形成柔性曲线。 Rigid-Flex 设计比典型的 Rigid PCB 板环境设计更具挑战性，因为这些 PCB 板是在 3D 空间中设计的，这也提供了更高的空间效率。

刚柔结合板是一种结合了刚性PCB耐久性和柔性PCB适应性的新型印刷电路板。在各类PCBS中，刚柔结合的PCBS最能适应恶劣的应用环境，因此受到工控、医疗、军事装备等厂商的青睐。

 

刚柔结合PCB板的优点

软硬结合板兼有FPC和PCB的特点，可用于有特殊要求的产品，节省产品内部空间，减小成品体积，提高产品性能。

与Rigid PCB Board相比，Rigid-flex PCB Board最大的优势在于可以在很小的面积内进行折叠组装，可以有效降低电子产品的体积和重量。

刚柔结合的PCB板与柔性PCB板相比最大的优势在于可以提供更大的焊接面积，因此可以满足电子元器件日益复杂的装配和焊接要求。

 

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Rigid-flex PCB板与Rigid PCB相比的优点，例如：

1、灵活多变，可立体拼装，根据空间限制改变造型。

2.耐高低温、耐火。

3.可折叠，不影响信号传输功能。

4、可防止静电干扰。

5、化学变化稳定，安全可靠。

6、有利于相关产品的设计，可以减少装配时间和错误，提高相关产品的使用寿命。

7、缩小应用产品的体积，大大减轻重量，增加功能，降低成本。

 

如何设计刚柔结合的PCB板？

Rigid-Flex PCB板比传统PCB设计要复杂得多，PCB电路设计需要注意的方面也很多。特别是Rigid和Flexible过渡区，以及相关电路、Via孔等设计方面需要遵循相应设计规则的要求。

1. 过孔位置

在动态使用中，尤其是FPC PCB经常弯曲的情况下，应尽量避免FPC PCB上的过孔。这些通孔很容易损坏和破裂。不过NC钻孔可以在Via hole上的Stiffener区域进行，但也需要避开Stiffener区域，并沿Stiffener区域保持安全距离。因此，在刚柔结合PCB板设计中进行NC钻孔时，应避开刚柔结合区域，并保持一定的安全距离。

如下所示：

 

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对于过孔和刚柔结合区的距离要求，应遵循以下设计规则：

  • 保持至少5000万的距离。对于高可靠性应用，请保持至少 70mil 的距离。
  • 大多数制造商不会接受小于 30mil 的极限距离。
  • 对 Flexible 上的 Via hole 遵循相同的规则。
  • 这是刚柔结合PCB板最重要的设计规则。

 

2.焊盘和过孔设计

焊盘和通孔根据电气要求最大化。在焊盘和导体之间的连接处使用平滑的过渡线以避免直角。

个别脚垫应加Anchors加强支撑。

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在Rigid-Flex PCB板设计中，Via孔或焊盘很容易损坏，为降低这种风险需要遵循以下规则：

  • Pad或Via hole要对应Coverlay开孔层，越大越好。
  • 尽可能在 Via 孔的导线中添加 Line Teardrops，以增加机械支撑。
  • 添加电路板锚以进行加固。

 

3.电路设计

在柔性区（Flex）中，如果有不同层的电路，尽量避免一个电路在Top layer，另一个电路在Bottom layer（同一路径）。

这样，在柔性弯曲时，上下层电路受力与覆铜不一致，很容易对电路造成机械损伤。相反，电路应该交错排列，路径应该整齐排列。

柔性区（Flex）的电路设计需要弧线而不是角线。与刚性面板的建议相反。这样，电路的柔性部分在弯曲时就不会受到损坏。也应避免突然扩大或缩小电路，并应使用线泪珠形式的电弧连接粗电路和细电路。

 

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4.铺铜设计

为了增强柔性PCB板的柔性弯曲度，最好对平面层进行铺铜设计或网络结构设计。然而，对于阻抗控制或其他应用，网络结构的电气质量并不令人满意。因此，电路设计人员需要根据设计要求选择最佳方式，即采用栅铜或覆铜。

 

5. NC Drilling与铜的距离

这个距离是指孔到铜的距离，也就是钻孔到铜的距离。柔性材料不同于刚性材料，因此很难处理孔距和铜距太近的问题。标准孔铜距应为10mil。

对于刚性和柔性组合区，最重要的两个距离绝对不能忽视。一种称为 Drill to Copper，遵循 1000 万的最低标准。另一个是从孔到柔性PCB轮廓的Hole to Flex距离。一般推荐5000万。

 

6、刚柔结合区设计

在刚性和柔性组合区域，柔性最好设计用于连接堆叠中间的刚性。刚性和柔性结合区的柔性过孔被认为是埋孔。刚柔结合区需要注意以下几点：

 

  • 电路走线应平滑过渡，电路走线方向应与弯曲方向垂直。
  • 导线应均匀分布在整个弯曲区。
  • 导线的宽度应在整个弯曲区域中最大化。
  • 刚柔过渡区尽量不采用PTH设计。

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7. Rigid-Flex PCB板弯曲区域的弯曲半径

刚柔结合PCB板的柔性弯曲区域应能承受100,000次弯曲而不会断裂、短路、性能下降或不可接受的分层。耐弯曲性，采用专用设备，也可采用等效仪器测定，试验样品应符合相关技术规范的要求。设计时，弯曲半径应如下图所示，供参考。

弯曲半径设计应与柔性板的厚度和柔性弯曲区柔性板的层数有关。一个简单的参考是 R=WxT。 T 是柔性板的总厚度。单面板W为6，双面板12，多层24。因此，单面板最小弯曲半径为6倍板厚，双面板为12倍板厚，多层面板为24倍板厚.均不应小于1.6mm。

 

 

总之，对于Rigid-Flex PCB Board的设计，尤其重要的是柔性电路板的设计。柔性电路板的设计需要考虑基板、浆料层、铜箔、覆盖层、Stiffener和不同材料、厚度和Stiffener表面处理的组合，以及它的性能。如剥离强度、抗挠曲性能、化学性能、工作温度等。对于所设计的柔性电路板的装配和具体应用应给予特殊考虑。在这方面，具体的设计规则可以参考IPC标准：IPC-D-249和IPC-2233。

 

 

刚柔结合的PCB板应用

刚柔结合的 PCB 板提供从智能设备到手机和数码相机的广泛应用。刚性-柔性 PCB 板制造已越来越多地用于心脏起搏器等医疗设备，以减少空间和重量。使用刚柔结合的PCB板具有相同的优点，可应用于智能控制系统。

在消费电子应用中，Rigid flex PCB Board 不仅最大限度地利用空间和最小化重量，而且大大提高了可靠性，然后消除了许多容易出现连接问题（如脆性/易碎）的焊接接头和接头线的要求。这些只是一些示例，但刚柔结合的 PCB 板几乎可以使所有高级电气应用受益，包括测试设备、工具和汽车。

例如，常见的应用领域如下：

  • 照相机、摄像机；
  • 光盘、DVD；
  • 硬盘、笔记本电脑；
  • 电话、手机；
  • 打印机、传真机；
  • 电视;
  • 医用器材;
  • 汽车电子；
  • 航天军工产品等