軟硬結合板,也常被稱為剛柔結合板,它是一種創新型的電路板結構。從物理構成來看,它巧妙地將剛性線路板(PCB)和柔性線路板(FPC)的特性集于一身。
剛柔結合板在設計方面比傳統意義的PCB設計要復雜得多,并且,需要注意的地方也特別多。特別是剛撓過渡區域,以及相關的走線,過孔等設計方面,都需要遵循相應的設計規則的要求。
1.過孔位置
在動態使用情況下,特別是經常對軟板進行彎折的時候,軟板上的過孔是盡量需要避免的,這些過孔很容易被損壞折裂。不過在軟板上的加強區域還是可以打孔的,但也要避開加強區域的邊沿線附近。因此,在軟硬結合板設計中打孔的時候要避開結合區域一定的距離。如下圖所示:

軟硬結合板設計中打孔的時候要避開結合區域一定的距離,對于過孔與軟硬結合區的距離要求,設計上需遵循的規則一般為:
應保存至少50mil的距離,高可靠性應用場合要求至少70mil;
絕大多數加工廠家不會接受低于30mil的極限距離;
對于軟板上的過孔遵循同樣規則,此為軟硬結合板中最重要的一條設計規則必須遵守。
2.焊盤和過孔的設計
焊盤和過孔在符合電氣要求的情況下,贏取最大值,焊盤與導體之間連接處采用圓滑的過渡線,避免直角。獨立的焊盤應加盤趾,以加強支撐作用。

焊盤和過孔的設計
在軟硬結合板設計中,過孔或焊盤很容易被損壞。要減少這種風險需要遵循的規則:
焊盤或過孔的助焊層露銅圈,越大越好;
過孔走線盡量添加淚滴,增加機械支撐作用;
添加盤趾,加固作用。
3.走線設計
在撓性區(Flex)若有不同層上的走線,盡量避免一根線在頂層,另一根線在底層它的相同路徑。這樣在軟板彎折的時候,上下兩層的走線銅皮的受力不一致,容易造成線路的機械損壞。而應該錯落開來,將路徑交叉排列。如下圖所示:

線路板走線設計
在撓性區(Flex)的走線設計要求最好走圓弧線,而非角度線。與硬板(Rigid)區的建議相反。這樣可以保護柔性板部分線路在彎折時不易折損。線路也要避免突然的擴大或縮小,粗細線之間采用淚滴形弧線連接。

撓性區(Flex)的走線設計要求最好走圓弧線,而非角度線。
4.鋪銅設計
對于增強柔性板的靈活彎折來講,鋪銅或平面層最好采用網狀結構。但是對于阻抗控制或其他的應用來講,網狀結構在電氣質量上又差強人意、所以,設計師在具體的設計中需要根據設計需求兩害取其輕合理判斷,是使用網狀銅皮還是實心銅,或者分別使用兩種不同的方式。不過對于廢料區,還是盡可能設計多的實心鋪銅。
5.鉆孔與銅皮的距離
這個距離是指一個孔與銅皮之間的距離,我們叫“孔銅距”。軟板材料與硬板所用材料不同,以至于太緊的孔銅距離很難處理。一般的說,標準的孔銅距應該是10mil。
對于剛柔結合區來說,最重要的兩個距離一定不能忽視。一個是這里所說的孔銅距(DrilltoCopper),遵循10mil的最低標準。另一個是之前所說的孔到軟板邊沿的距離(HoletoFlex),一般推薦50mil。
6.剛柔結合區的設計
在剛柔結合區,軟板最好設計在層棧的中間與硬板進行連接。而軟板的過孔在剛柔結合區就被認為是埋孔。剛柔結合區需要注意的地方如下:
線路要平緩過渡,線路的方向應與彎曲的方向垂直;
導線應在整個彎曲區內均勻分布;
在整個彎曲區內,導線的寬度應達到最大化;
剛撓過渡區盡量不采用PTH設計。
撓性區(Flex)的走線設計要求最好走圓弧線,而非角度線。
7.剛柔結合板彎折區的彎折半徑
剛柔結合板的撓性彎折區應能耐100,000次撓曲而無斷路、短路、性能降低或不可接受的分層現象。耐撓曲性采用專用設備,也可采用等效的儀器測定,被測試樣應符合有關技術規范要求。在設計上,彎折半徑應如下圖所示為參考。彎折半徑的設計應該與撓性彎折區的軟板厚度,軟板層數有關。簡單的參考標準為R=WxT。T為軟板總厚。單面板W為6,雙面板12,多層板24。所以單面板的最小彎折半徑為6倍板厚,雙面板為12倍板厚,多層板為24倍板厚。統統不應小于1.6mm。

剛柔結合板彎折區的彎折半徑
