軟硬結(jié)合板很可能成為新手在新技術(shù)開拓道路上的一個陷阱。因此，了解如何制造柔性電路以及軟硬結(jié)合板是非常明智的。這樣，我們可以輕松找設(shè)計中的錯誤隱患，防患于未然。現(xiàn)在，讓我們認(rèn)識一下做這些板子需要哪些基礎(chǔ)材料。

基底和保護層薄膜

首先，我們來考慮一下普通的剛性印刷電路板，它們的基底材料通常是玻璃纖維和環(huán)氧樹脂。實際上，這些材料是一種纖維，盡管我們稱之為“剛性”，如果單取出一層，你還能感受到它的彈性。由于其中的固化環(huán)氧樹脂，才能使板層更加剛硬。由于它不夠靈活，所以不能應(yīng)用到某些產(chǎn)品上。但是對于很多簡單裝配的、板子不會持續(xù)移動的電子產(chǎn)品還是合適的。

在更多的應(yīng)用中，我們更需要比環(huán)氧樹脂靈活的塑料薄膜。我們最常用的材質(zhì)是聚酰亞胺(PI)，它非常柔軟、牢固，我們不能輕易地撕裂它或者延展它。而且它還具有難以置信的熱穩(wěn)定性，能夠輕松承受加工中回流焊過程的溫度變化，而且在溫度的起伏變化過程中，我們幾乎不能發(fā)現(xiàn)它的伸縮形變。

聚酯（PET）是另外一種常用的柔性電路板材料，與只聚酰亞胺（PI）薄膜比較，它的耐熱性和溫度形變比PI薄膜差。這種材質(zhì)通常用于低成本的電子設(shè)備中，印刷的線路包裹在柔軟的薄膜中。由于PET無法承受高溫，更不用說焊接了，所以，一般采用冷壓的工藝制作這種柔性線路板 。我記得這個時鐘收音機的顯示部分采用的是這種柔性連接電路，所以這臺收音機經(jīng)常工作不正常，根本原因就是這個質(zhì)量差的連接件。所以我們建議軟硬結(jié)合板還是選擇PI薄膜，其他材料也有但不經(jīng)常使用。

PI膜、PET膜、薄環(huán)氧樹脂和玻璃纖維芯，是柔性電路的常用材質(zhì)。除此之外，電路還需要使用其他保護膜，通常是PI或PET膜，有時會采用掩膜阻焊油墨。與在硬質(zhì)板上組焊層保護線路相同，保護膜可以把導(dǎo)體與外界絕緣，保護其免受腐蝕和損壞。PI和PET膜的厚度在?密耳至3密耳范圍內(nèi)，其中1密耳或2密耳厚度的比較常用。玻璃纖維和環(huán)氧樹脂材質(zhì)較厚，一般是從2密耳到4密耳。

在上面提到的省錢的電子產(chǎn)品中使用了印刷導(dǎo)線，通常是碳膜或銀基油墨，但是銅導(dǎo)線還是普遍的選擇。根據(jù)不同的應(yīng)用，我們要選擇不同的銅箔的形式。如果僅僅為了代替導(dǎo)線和接插件，從而減少制造時間和成本，那么良好應(yīng)用于應(yīng)性線路板的電解銅箔就是最好的選擇。電解銅箔同樣會應(yīng)用于通過增加的銅的重量來提高電流的承載能力，從而得到可以實現(xiàn)的銅皮寬度的場合，例如平面電感器。

眾所周知，銅在加工硬化和應(yīng)力疲勞方面一直比較差勁的。如果最終的應(yīng)用中柔性電路需要反復(fù)折疊或者重復(fù)移位，那么高等級的軋制韌化銅箔（RA）是更好的選擇。顯而易見，多了軋制韌化這一步驟勢必增加成本，但是軋制韌化銅箔在出現(xiàn)疲勞斷裂前能夠被更多次的彎曲、折疊。而且它在Z偏轉(zhuǎn)方向彈性增加了，這是我們需要的，在經(jīng)常彎曲和滾動的應(yīng)用中，它回報給我們更長的壽命。因為軋制韌化過程拉長了在平面方向的晶粒結(jié)構(gòu)。

圖2：夸張版的軋制韌化過程插圖，非比例構(gòu)圖。銅箔通過高壓輥輪后，可以在平面方向上延伸它的晶粒結(jié)構(gòu)，使銅更柔軟并且增加了z軸的彈性。

典型的例子就是臺架與銑刀刀頭的鏈接，或者藍(lán)光驅(qū)動器中的激光頭（如下圖所示）。

圖3：在藍(lán)光機器中，柔性電路應(yīng)用與激光與主電路板之間的連接。請注意，激光頭上線路板上的柔性電路有需要彎曲成直角，這里用了一顆膠珠來增強柔性電路的聯(lián)接。

通常，我們需要膠粘劑來粘合銅箔和PI膜（或其他膜），因為與傳統(tǒng)的FR-4剛性板不同，軋制韌化后的銅箔表面沒有很多的毛刺，因此高溫、高壓不能實現(xiàn)良好的粘合。制造商，例如杜邦公司提供了單、雙面的，可腐蝕的覆銅箔層壓膜。它使用了厚度為?密耳或1密耳的丙烯酸或者環(huán)氧基膠的粘合劑。這個粘合劑是為柔性線路板專門開發(fā)的。

由于像直接在PI薄膜上涂鍍和沉積銅皮這樣新的加工工藝的引入，“無膠”層壓板正變得越來越普遍。在需要更細(xì)的間距和更小的過孔的HDI電路板中，這樣薄膜就可以大派用場了。

當(dāng)需要在軟硬結(jié)合部添加保護膠珠時，我們會使用到硅樹脂、熱熔膠或者環(huán)氧樹脂。這樣會增強軟硬結(jié)合部機械強度，確保在重復(fù)使用的過程中不會產(chǎn)生應(yīng)力疲勞或者撕裂。圖3中就是最好的例子。

圖4：典型單層柔性電路板堆疊。

清楚了解在柔性電路板或者軟硬結(jié)合電路板中使用的材料是非常重要的。我們也可以放手給的制造商，由他們可以根據(jù)應(yīng)用自由選擇材料，但是這就為最終產(chǎn)品的失敗埋下了隱患。比起我的概要，Coombs，CF（主編，2008）《印刷電路手冊》，第6版，2008 McGraw Hill，pp 61.30 - 61.24中詳細(xì)描述了相關(guān)內(nèi)容。

了解材料的性能還可以幫助我們設(shè)計、評估和測試產(chǎn)品的機械部分。如果研發(fā)的是應(yīng)用于汽車的產(chǎn)品，那么散熱、防潮、化學(xué)腐蝕、沖擊等情況都需要仔細(xì)模擬，從而采用正確的材料來實現(xiàn)產(chǎn)品的高可靠性以及最小允許彎曲半徑。諷刺的是，驅(qū)使我們選擇柔性后者軟硬結(jié)合板應(yīng)用實際，往往會暴露在惡劣的環(huán)境中。例如，低成本的消費類個人電子設(shè)備經(jīng)常會受到振動、跌落、汗水等困擾。