软硬结合板（Rigid-Flex PCB）是将刚性PCB与柔性电路（FPC）通过层压工艺集成于一体的高密度互连板，兼具刚性板的支撑性和柔性板的可弯曲性。其制作工艺复杂，涉及刚性区与柔性区的材料组合、精密对位及多次压合，以下是核心工艺流程详解：

一、关键材料选择

二、核心制作流程（10大步骤）

1. 内层图形制作（刚性 & 柔性区独立处理）

• 刚性部分：FR-4基板开料→钻孔→沉铜→图形转移（曝光/显影）→蚀刻

• 柔性部分：PI基膜激光钻孔→化学沉铜→覆盖膜开窗（激光切割）→贴覆盖膜（保护线路）

2. 刚柔结合部预处理

• 柔性区端部处理：覆盖膜开窗处铜箔暴露，表面化学镍金（ENIG）或沉锡，增强结合力

• 结合区结构设计：采用"阶梯式"或"锚定爪"结构（见下图），防止分层

刚性区 FR-4 ──────┬──────
                  │ 柔性区 PI
胶粘剂填充层 ───┘

3. 层压成型（核心难点）

• 多次压合法（主流工艺）：

  • [敏感词]次压合：柔性区与部分刚性基板预压合（温度180-200℃，压力300-400PSI）

  • 第二次压合：加入外层刚性板，整体压合（控制Z轴膨胀系数差异）

• 关键参数：升温速率≤3℃/min，真空压合避免气泡

4. 激光钻孔与通孔互连

• 微孔加工：CO₂/UV激光钻导通孔（孔径50-100μm），连接刚柔电路

• 孔金属化：脉冲电镀填孔，确保柔性区弯折时孔壁铜层不开裂

5. 外层图形与表面处理

• 图形转移→电镀加厚→蚀刻→AOI检测

• 柔性区表面处理：可选沉金（耐磨）、OSP（低成本）或PI覆盖膜直接保护

6. 轮廓成型与弯折控制

• 刚柔分离切割：精密铣刀+激光切割柔性区外形

• 弯折半径控制：设计需满足R≥6×柔性板厚度（避免PI膜疲劳断裂）

• 应力释放槽：在弯折处刚性板边缘开槽（宽度>0.5mm），减少应力集中

三、工艺难点与解决方案

四、典型应用与工艺要求

五、中国制造优势（结合PCBA产业链）

1. 特种材料配套：深圳、苏州聚集PI膜供应商（如瑞华泰），降低原材料成本30%+

2. 精密加工能力：头部厂商（如景旺电子）掌握任意角度激光切割技术，弯折精度达±0.1°

3. 快速试样周期：从设计到样品交付可压缩至7天（欧美通常需3周）

4. 成本控制：量产价格约为欧美同等规格板的60%（10层板均价$120/片 vs $200/片）

六、发展趋势

• 材料革新：液晶聚合物（LCP）柔性基材替代PI（介电损耗降低50%）

• 嵌入式技术：在刚性区埋置芯片，减少连接器（Intel EMIB方案）

• 3D打印增材制造：银纳米墨水直写柔性电路，简化传统蚀刻工艺

选择建议：
对于高可靠性需求（军工/医疗），优先选择具备IPC-6013 Class 3认证的工厂；
消费电子领域可关注珠三角厂商的LCP软硬板量产能力（如东山精密）。

掌握软硬结合板工艺是进入高端电子制造的关键门槛，中国厂商正通过材料创新+设备智能化快速缩小与日韩的技术差距。