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软硬结合板技术方案与全流程管控体系
软硬结合板技术方案与全流程管控体系
发布时间：2025-09-12 18:15:23
引言
作为专注于精密电路研发与生产的高新技术企业，深圳健翔升科技始终以 “技术驱动、品质赋能” 为核心，深耕软硬结合板（Rigid-Flex PCB）领域。凭借对材料特性的深度把控、工程设计的精准优化及生产流程的精细化管理，我们为通信、消费电子、工业控制等领域客户提供高可靠性、定制化的软硬结合板解决方案。以下从工艺流程、物料选型、材料特性、设计要点、生产管控及品质检验六大维度，全面解析我司软硬结合板技术体系。
一、软硬结合板核心工艺流程
图1：四层（1R+2F+1R）结构软硬结合板生产线流程
图1：四层（1R+2F+1R）结构软硬结合板生产线流程
针对主流四层（1R+2F+1R）结构软硬结合板，深圳健翔升科技建立了标准化、高稳定性的生产流程，全程贯穿 “精准控温、精密定位、严格检测” 原则，具体流程如下：
挠性材料开料→覆盖膜开料→NF PP（无流动半固化片）开料→L1&L4 层基材开料→锣刚挠结合区预加工→钻 / 冲定位孔（含基材、覆盖膜、NF PP 定位孔同步加工）→控深锣刚挠结合区（保障结合精度）→内层图形制作→冲除多余覆盖膜→叠层刚 - 挠一体化层压→内层图形蚀刻→沉铜 & 全板电镀→通孔钻孔→覆盖膜贴合→外层图形制作→覆盖膜压制→阻焊（绿油）涂覆→表面处理（按需定制）→外层图形蚀刻→二次控深锣刚挠结合区→外形锣切→电气性能测试（电测）→终检（全项目复核）→真空包装出货。
二、核心物料说明与选型标准
物料是产品品质的源头，深圳健翔升科技执行 “严选准入、全检进厂” 的物料管控原则，核心物料分类及选型标准如下：
2.1 基材：按性能需求精准匹配
基材作为电路载体，直接影响产品耐高温性、电气性能及机械强度，我司主流选用三类基材：
① 聚酰亚胺（PI）：FPC 核心基材，耐浸焊性达 260℃/20sec，介电强度高、机械性能优异，适用于高温、高频场景；需注意其易吸潮特性，我司进厂后统一存储于恒温恒湿环境（湿度≤40%）。
② 聚酯（PET）：性能接近 PI 但耐热性有限（仅常温使用），适用于无高温需求的低成本场景。
③ 聚四氟乙烯（PTFE）：低介电常数特性突出，仅用于高频通信设备等对信号传输要求极高的产品。
2.2 覆盖膜（Coverlay）：等效刚性板阻焊功能。
覆盖膜由 “PI 基材 + 粘结胶” 组成，核心作用是阻焊绝缘。我司根据板厚、铜厚及挠曲需求定制选型：
① PI 基材厚度常规选用 12.5μm、25μm、50μm，配套胶层厚度需与铜厚匹配（胶层仅填充蚀刻后铜空隙，避免虚粘）；
②对挠曲性要求高的产品（如折叠屏配件），优先选用 12.5μm 薄型 PI 覆盖膜，保障反复弯折可靠性。
2.3 粘结材料：保障层间结合力。
分为 NF PP（无流动半固化片）与纯胶（丙烯酸胶）两类，适配不同压合场景：
① NF PP：由环氧树脂、玻璃布及填料组成，溢胶量少，适用于刚挠结合板选择性压合及高 TG（玻璃化温度）需求场景，我司选用 TG≥150℃的 NF PP，降低 Z 轴膨胀系数。
② 纯胶（亚克力胶）：TG≤100℃，挠折性优异，仅用于多层挠性板压合；因热膨胀系数较大，严禁用于刚性区，避免层间开裂。。
2.4 加强片（Stiffener）：提升局部结构强度
用于 FPC 焊接区或安装区补强，按场景差异化选型：
① PET 加强片：无焊接需求区域专用，轻量化且成本适中；
② PI 加强片：焊接区域核心选择，耐高温性匹配焊接工艺，我司采用热敏胶（TSA）粘贴，结合力≥1.2N/mm；
③ FR-4 加强片：厚板（板厚≥2.0mm）或高承重区域使用，采用压敏胶（PSA）粘贴，确保安装稳定性。
三、关键材料特性与应用规范
深圳健翔升科技在材料应用中严格遵循 IPC-4101、IPC-6013 等国际标准，确保材料特性与产品需求精准匹配：
3.1 介质材料（含半固化片）
半固化片以 “无流动 / 低流动型” 为主，用于粘结刚性层：
① 高 TG 半固化片（TG≥160℃）：优势在于工作温度高、Z 轴膨胀系数低（≤50ppm/℃），可提升镀通孔可靠性，适用于工业控制类产品；
②注意事项：高 TG 材料介电强度较低（≤40kV/mm），需在设计中增加介质层厚度，弥补性能短板；所有半固化片应用区域需在设计图纸中明确标注，避免错用。
3.2 挠性粘结膜
用于多层挠性层粘合及结构支撑，核心特性为 “高粘结强度 + 低 TG”
① 选用 TG≤80℃的树脂配制，提升与 PI 基材的附着力（结合力≥1.0N/mm）及挠曲性；
② 刚性区禁用：因 Z 轴膨胀系数较高（≥80ppm/℃），刚性区使用易导致层间分离，我司在设计审核中增设 “刚性区粘结膜禁用” 校验项。
3.3 挠性敷金属板（FCCL）
分为 “有接着剂型” 与 “无接着剂型”，按层数及温度需求选型：
① 无接着剂型 FCCL：介质（PI）直接涂覆或沉积于金属箔，无低 TG 接着剂影响，适用于 8 层以上刚挠结合板及高温场景（工作温度≥125℃），我司高层板（≥8 层）100% 采用此类材料；
② 有接着剂型 FCCL：仅用于 4 层及以下、常温场景，避免接着剂（TG≤90℃）在高温下失效。
四、工程设计关键注意事项
深圳健翔升科技工程团队基于上千个项目经验，总结出刚挠结合板设计 “防错、提效、保可靠” 三大原则，核心要点如下：
4.1 涨缩控制：解决压合精度痛点
压合过程中复合材料（FPC、FR-4、NF PP）涨缩差异是行业难点，我司通过 “双维度设计” 攻克：
① 铆合孔数量：板边统一设计 8 个铆合孔（每边 2 个），形成对称定位系统，抵消涨缩应力；
② 铆合孔形态：
◦ 硬板铆合孔：CNC 钻机加工，钻刀直径 3.20mm（适配 3.175mm 铆钉）；
◦ FPC 铆合孔：冲孔处保留铜层（铜厚≥1oz），增强孔壁强度，避免铆合时崩孔偏位（偏位公差≤0.05mm）。
4.2 FPC 线路图形设计：兼顾电气与机械性能
线路图形设计需规避 “应力集中、信号损耗” 风险，标准化要求如下：
① 线路过渡：避免突然扩大 / 缩小，粗细变化处采用 “泪线” 过渡（过渡角≥135°），防止弯折时线路断裂；
② 焊盘设计：满足电气需求前提下取最大值（最小直径≥0.8mm），焊盘与导线连接处采用圆弧过渡（半径≥0.1mm），避免直角放电；
③铜层优化：废料区设计实心铜（铜占比≥70%），提升板件平整度，减少蚀刻变形；
④弯折区专项设计：
a.铜层垂直于弯曲方向，均匀分布且覆盖整个弯折区；
b.禁止出现导通孔 / 镀通孔，避免孔壁开裂；
c.层数控制：弯折区层数≤2 层，减少弯折应力；
d.压延铜选型：晶格方向平行于弯曲方向，可提升挠曲次数至 10 万次以上（180° 弯折）；
e.边缘补强：无大铜箔连线的弯折区边缘，增设 0.2mm 宽补强铜条，防止边缘分层。
4.3 距离与开窗设计：保障压合与绝缘可靠性
线路图形设计需规避 “应力集中、信号损耗” 风险，标准化要求如下：
① 孔至边距离：挠性区 / 刚性区外形边缘到内孔边缘最小距离≥0.5mm，需叠加定位公差（±0.03mm）及加工公差（±0.02mm）；
② 镀通孔至边距离：软硬结合区镀通孔边缘到间隙孔边缘最小距离≥0.6mm，避免压合时溢胶堵塞通孔；
③覆盖膜开窗：工艺边及板边覆盖膜开窗，增强刚挠结合力；挠性区覆盖膜单边延伸至硬板内 0.4mm，单元内镀通孔与覆盖膜间隙≥0.5mm，防止绿油渗入；
④NF PP 开窗：刚性板内压合 NF PP 比刚性板边缘内缩 0.25mm，避免溢胶污染挠性区。
五、生产过程精细化控制要点
深圳健翔升科技建立 “工序专控、全程追溯” 的生产管理体系，核心环节控制标准如下：
5.1 开料：杜绝层间结合隐患
① 刚性板与 FPC 如需单面电路，严禁直接开单面板，必须由双面板蚀刻成单面（蚀刻后铜厚偏差≤±10%），保障层间结合力，避免爆板分层；
② 开料尺寸公差控制在 ±0.1mm，确保后续叠层精度。
5.2 内层线路：保障图形完整性
① 来料检验：FPC 需平整无折痕、胶渍，不合格率≤0.1%；
② 显影蚀刻：FPC 必须贴专用拖板（每板 1 张拖板），防止传送时打折；蚀刻后线路线宽公差≤±0.02mm；
③检测要求：所有板件 100% 过 AOI（自动光学检测），FPC 禁止补线（补线易导致弯折断裂），不良品直接报废。
5.3 内层线路：保障图形完整性
① 专属程序：采用内部编号 #535 的刚挠结合板专用压合程序，严禁混压，压合温度曲线按 “升温→恒温→降温” 三段式控制（恒温温度 180±5℃，恒温时间 90±5min）；
② 显影蚀刻：FPC 必须贴专用拖板（每板 1 张拖板），防止传送时打折；蚀刻后线路线宽公差≤±0.02mm；
③铆合管控：
a.FPC 棕化：贴拖板处理，棕化后有皱褶一律报废；
b.NF PP 存储：抽湿柜（湿度≤30%）存放≥12h，防止吸潮；
c.叠层检测：铆合后先人工检查 PP 数量（无少放 / 多放），再用 X-Ray 检测层偏（层偏公差≤0.03mm）；
④压合辅助：铆合板上下覆硅胶（厚度 1.0mm），排层 6 层 / 盒，确保填胶充分，无气泡、缺胶。
5.4 钻孔与沉铜电镀
① 钻孔：选用 MO（钼钢）钻刀，维嘉钻机专用加工，重点检查刚挠结合 T 位处软板残胶 / 毛刺（残胶高度≤0.01mm），异常时立即调整钻孔参数；
② 沉铜电镀：
③铆合管控：
a.除胶渣：采用刚挠结合板专用程序，避免 PI 基材损伤；
b.PI 调整：药水浓度 40%（体积比），温度 40±2℃，调整时间 4-8min；
c.沉铜检测：背光检测等级≥9.5 级，确保孔壁覆盖率 100%；
d.板电：铜层厚度≥20μm，均匀性偏差≤10%。
5.5 开盖技术：按 FR-4 芯板厚度定制
开盖是刚挠结合板核心工艺，我司按 FR-4 芯板绝缘层厚度（d）差异化选择方案：
5.5.1 1R+2F+1R 结构
① 基础方案：
盲锣控深对接技术（完成板厚 1.60mm 常规场景），压合前 FR-4 内层盲槽控深（保留残厚 1/2），压合后二次控深实现开盖；
②厚度适配：
- d ≤ 0.40mm：两次激光盲槽控深（激光功率 15±2W），避免机械加工损伤软板；
- d＞0.40mm：规则直线结合区采用 “先锣盲槽 + 后 V-CUT”（V-CUT 角度 45±5°），提升效率；异形结合区采用两次锣盲槽控深，保障外形精度。
5.5.2 2F+2R 结构
FPC 与硬板直接压合，为保障线路可靠性，统一采用 “激光盲切控深（首次控深）+ 锣 / V-CUT 控深（二次控深）” 组合方案，激光盲切深度偏差≤0.02mm，避免线路露铜。
六、全维度品质检验标准
深圳健翔升科技建立 “四大类 18 项” 全流程检验体系，所有产品需通过严格检测方可出厂，核心标准如下：
6.1 检验依据
对标国际权威规范：
- IPC-A-600（印制线路板验收标准）：外观及尺寸判定依据；
- IPC-6012（刚性印制线路板鉴定与性能规范）：刚性区性能判定依据；
- IPC-6013（挠性印制板鉴定与性能规范）：挠性区性能判定依据。
6.2 四大类检测项目
电气性能检测（A 类）
- 电测：100% 导通测试（导通电阻≤50mΩ）、绝缘电阻测试（≥10¹⁰Ω，500V DC）；
- 阻抗测试：按客户需求定制（阻抗偏差 ±10%），高频产品需测试插入损耗（≤0.5dB/m@1GHz）。
尺寸精度检测（B 类）
- 检测项目：外形尺寸（公差 ±0.1mm）、板厚（公差 ±0.05mm）、孔径（公差 ±0.02mm）、线宽（公差 ±0.02mm）、孔环大小（最小环宽≥0.15mm）、镀层厚度（铜≥20μm，镍≥5μm，金≥0.8μm）、板翘曲度（硬板≤0.75%，软板不检测）；
- 检测设备：二次元影像测量仪（精度 ±0.001mm）、镀层测厚仪。
外观质量检测（C 类）
- 目视检测：表面无划痕（深度≤0.01mm）、气泡（直径≤0.2mm，每板≤2 个）、胶渍、露铜；
- 附着力检测：阻焊（绿油）附着力（划格法 100/100 无脱落）、覆盖膜 / 加强片附着力（剥离强度≥1.0N/mm）。
可靠性检测（D 类）
- 焊锡性：260℃/5sec 浸焊，润湿性≥95%；
- 热冲击：-40℃（30min）→125℃（30min），循环 100 次，无开裂、分层；
- 挠曲性：180° 弯折（弯折半径 1mm），10 万次后线路导通正常；
- 其他项目：离子污染度（≤1.5μgNaCl/cm²）、湿气与绝缘（85℃/85% RH，1000h 后绝缘电阻≥10⁹Ω）、切片检测（层间无气泡、孔壁无空洞）。
总结
深圳健翔升科技始终以 “客户需求为导向，技术创新为核心”，在软硬结合板领域持续深耕，从物料选型、工程设计到生产管控、品质检验，每一个环节都凝聚着我们对 “精密” 与 “可靠” 的追求。我们可为客户提供从 0.2mm 超薄板到 6.0mm 厚板、从 4层到 64 层的全规格软硬结合板定制服务，助力客户产品在小型化、高可靠性场景中脱颖而出。
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