刚挠结合板（Rigid- Flex PCB）是一种新型印刷电路板，它结合了刚性印刷电路板（Rigid PCB）的耐用性和柔性印刷电路板（FPC）的柔韧性。在所有类型的电路板中，刚挠结合板具有最强的耐恶劣环境性能，因此在工业控制、医疗和军事设备制造商中广受欢迎。WonderfulPCB 也正在逐步提高刚挠结合板在其总产量中的占比。
刚挠结合板的优势在于它兼具刚性PCB和柔性FPC的优异性能。它们可以折叠、弯曲，节省空间，同时还能进行复杂的元件焊接。与传统线缆相比，它们具有更长的使用寿命、更高的稳定性，并且不易断裂、氧化或脱落，从而显著提升产品性能。然而，刚挠结合板也存在一些缺点：其生产工艺繁多，制造难度高，良率低，需要大量的材料和人工，导致成本高昂且生产周期较长。
刚挠性复合材料有哪些应用 PCB?
1.工业用途——这包括军事和医疗等领域的应用。大多数工业零件都需要高精度、安全性和耐用性，因此刚挠结合板（PCB）需要具备高可靠性、高精度、低阻抗损耗、优异的信号传输质量和耐久性等特性。然而，由于工艺复杂，其产量较小，单价也相对较高。
2.手机——刚挠性PCB在手机中的常见应用包括折叠手机的铰链、摄像头模块、键盘和射频模块。
3.消费电子产品——在消费产品领域，数码相机 (DSC) 和数码摄像机 (DV) 是推动刚挠结合板 (PCB) 发展的代表性设备。它们将不同的 PCB 硬板和元件以三维方式连接起来，在保持相同电路密度的同时，增加了 PCB 的总可用面积。这提高了电路容量，并降低了信号传输限制和装配错误率。此外，由于刚挠结合板轻薄且柔韧，因此有助于减小产品尺寸和重量。
4.汽车– 在车辆中，刚挠性 PCB 用于连接方向盘上的按钮到主板、连接车载视频系统中的屏幕和控制面板、控制车门面板上的按钮、倒车雷达成像系统、传感器（空气质量、温度、湿度和特殊气体控制）、通信系统、卫星导航、后座控制面板和外部车辆检测系统等应用。
刚挠结合PCB制造的关键点
柔性电路板（FPC）和印刷电路板（PCB）的诞生和发展催生了刚挠结合板（Rigid-Flex PCB），它是通过层压等工艺将柔性电路板和刚性电路板结合在一起而形成的。刚挠结合板制造的关键在于层压工艺，尤其是在柔性部分和刚性部分的连接处。虽然独立的PCB或FPC层压工艺已经成熟，但将这两种类型的电路板结合到刚挠结合板中仍然是制造商面临的挑战。
- 使用真空层压机可确保持续的压力和温度，从而实现最佳的粘合和材料结合。
- 必须选择合适的覆盖材料：柔软的覆盖材料可能会在表面留下金属痕迹和图案，而太硬的材料可能会导致欠压和气泡。
刚挠结合PCB制造面临的挑战
刚挠结合式印刷电路板涉及复杂的工艺流程，某些关键技术和挑战难以控制。柔性电路板和刚性电路板在结构和材料上的差异导致其尺寸稳定性存在显著差异，因此选择合适的材料对于实现正确的对准至关重要。
对于柔性部分：
- 柔软的物料需要用载板引导通过生产线，以避免堵塞和浪费。
- 精确处理每一层对于对准至关重要，尤其是由于聚酰亚胺材料对强碱性溶液敏感，会导致其膨胀。
- 通过使用合适的缓冲材料，如聚丙烯薄膜或聚四氟乙烯片材，可以改善层间粘合，从而提高层压质量。
对于刚性截面：
- 确保玻璃纤维布的纹理方向一致，并在层压过程中消除热应力，以防止翘曲。
- 控制层压过程中的膨胀和收缩，特别是对于柔性部分。
- 根据板材结构和厚度，柔性窗口可以采用预铣或后铣方法进行加工。
原材料价格上涨对刚挠结合板成本的影响
自2020年9月以来，受原材料短缺和下游需求强劲的影响，覆铜板（CCL）价格大幅上涨。原材料成本，特别是铜、玻璃纤维和树脂成本的上涨，导致覆铜板价格上涨幅度高达100%。然而，由于刚挠性PCB的材料成本在总成本中所占比例远低于普通PCB，因此此次价格上涨对刚挠性PCB成本的影响相对较小。
相机模块刚挠性PCB制造中的质量控制点
由于COB（板上芯片）焊盘间距很小（2-3 mil），且需要进行诸如ENEPIG（化学镀镍-化学镀钯-浸金）之类的表面处理，而这些处理容易导致侧面蚀刻，因此相机模块刚挠结合PCB的制造难度尤其大。为了解决这个问题，必须克服以下两个挑战：
- 细线蚀刻 – 对于小尺寸的COB焊盘，应使用LDI（激光直接成像）曝光机，因为它们比传统曝光机具有更高的分辨率。这有助于避免曝光过程中出现错位。
- 阻焊层侧蚀刻控制 – 应使用更细的阻焊油墨来减少油墨中的孔隙，否则会导致表面处理过程中出现较高的侧镀率和短路。
总之，刚挠性PCB的原型制作和制造由于其材料结构和应用而面临独特的挑战，需要在每个生产步骤中进行调整以优化工艺和参数。
