軟硬複合板(Rigid-flex board)

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公司最近想導入軟硬複合板(Rigid-flex board)於產品內,由於公司以往只有個別使用軟板(flex board)或是硬的電路板(PCB)的經驗,然後用連接器(connector)或是採用熱壓錫焊接(HotBar)製程並藉由軟板來連接兩塊電路板(PCB),對這種同時結合軟板及硬板方面的知識實在有所欠缺,當我在會議中提出這種新的製程建議時,設計部的老闆們還眼睛睜得大大的,還好經過稍加解釋後,設計部決定直接找來電路板供應商簡介何謂軟硬複合板,並直接招集機構工程師、硬體(hardware)工程師、佈線(CAD)工程師一起參與。







軟硬復合板的缺點

經過供應商的介紹後,大致瞭解如果僅僅單純的以【軟板+電路板+連接器】來比較【軟硬復合板】,其最大的缺點就是【軟硬復合板】的價錢比較貴,有可能會多出原來單純【軟板+硬板】的價錢將近一倍之多,但如果扣除掉連接器的價錢或是HotBar的費用,其價錢則有可能趨向一致,詳細的費用可能還得再精算才會有較清楚的輪廓。

另一個缺點是SMT打件及過爐都可能需要使用托盤(carrier)來支撐軟板的部份,這無形中增加了SMT的組裝費用。

軟硬復合板的優點

除了價錢之外,使用軟硬復合板(Rigid-flex Board)則有許多的優點,列舉如下:

1. 可以有效節省電路板上的空間並省去使用連接器或是HotBar的製程

因為軟硬板已經結合在一起了,所以原本需要使用連接器或是HotBar製程的空間就可以省掉了,這對一些有高密度需求的板子來說,少掉一個連接器的空間就像撿到一塊寶一樣,。

這樣子連帶的也就省掉了使用連接器的零件費用或是HotBar製程的費用。另外,兩片板子之間的空間也會因為省去了連接器而變得可以更緊密。
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2. 訊號傳遞的距離縮短、速度增加,可以有效改善可靠度

傳統透過連接器的訊號傳遞為【電路板→連接器→軟板→連接器→電路板】,而軟硬複合板的訊號傳遞則降為【電路板→軟板→電路板】,訊號傳遞的距離變短了,在不同介質間訊號傳遞衰減的問題也減小了,一般電路板上面的線路是銅材質,而連接器的接觸端子則是鍍金,焊錫接腳處則是鍍全錫,而且需使用錫膏焊接在電路板上,訊號在不同的介質間傳遞難免會有些衰減,如果改用軟硬複合板,這些介質就會變得比較少,訊號傳遞的能力也可以得到相對的提升,對一些訊號準確度需求較高的產品,有助提高其可靠度。
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3. 簡化產品組裝、節省組裝工時

採用軟硬複合板可以減少SMT打件的工時,因為少掉了連接器(connector)的數目。 也減少了整機組裝的工時,因為省去將軟板插入連接器的組裝動作,或是省去了HotBar的製程工序。 還減少了零件管理及庫存的費用,因為BOM表減少,所以管理就變少了。


延伸閱讀:
FPC電解銅與碾壓銅的差異
PCB名詞解釋:通孔、盲孔、埋孔
何謂硬金、軟金、電鍍金、化金、閃金?


訪客留言內容(Comments)

Rigid-Flex Board的板子成品要注意其接合處的壓痕不可太大.
這種板子滿考驗廠商的製程能力,軟硬板的漲縮比在壓合需要控制的很好.
鍍銅也是一個考慮重點

Alec;
是的,謝謝提醒,的確是擔心接合處的壓痕處會不會斷裂的問題。

接合處or軟板上的pin有斷裂,基本上此機板就報廢了
所以在生產的過程中應該有很多細節要注意才是!!

其實就成本來考量的話,RFB(Rigid-Flex Board)並不適用於一般的消費性電子產品,因為RFB成本太高且RFB良率低,進料到廠內時如何做一些可靠性的測試項目也是一個重大議題,一般除了cell phone,DSC & 類iPad..etc
高單價的產品會建議使用外.
其他應該是不是採用另外一種FFC(可分條,或是屬於押出成形式的FFC)或是ribbon cable+Board-in connector.

RF不一定是貴,我有發明一種製程可以降低成本系統,我是以前雅新最早RF創始人

nelson;
有機會的話,願聞其詳啊!

請問軟硬複合板製程中,製程中有甚麼參數會造成爆板,有甚麼改善方案可以參考
軟硬複合板可以承受reflow溫度及次數分別為何?

Arthur;
這個建議你直接詢問軟硬復合板的製造商。
一般爆板如果不是原材料耐熱的不足,
或壓合製程不良所造成,
大部分的情況都是潮濕所致。

大大您好:
方便 與我聯繫嗎?有問題請教,謝謝

Alex;
你可以在Facebook找「工作熊」或是到Facebook的「電子製造,工作狂人」粉絲頁留言。
Sorry!不接受即時通與電話聯絡。

其实软硬结合板对硬件工程师来说,最大的好处是电磁兼容性好。
我做设计的时候,凡是能用软硬板的都用上,但对生产来说是很不利的,因为一旦坏了一片损失很大。

Evan;
這是取捨與良率的問題,以電器特性來說,當然軟硬複合板會比間接連接來得好。
只不過考慮到單價的因素,有些RD會設計連接器來連接,有些RD這會要求用HotBar來連接,RD認為用HotBar更便宜,基於現實的壓力,很少有RD會去考慮生產成本,價錢比較下來,大多屬的RD會選擇HotBar,這時候產品的不良率相對就提高了。
不過採用軟硬複合板還有另一項缺點,就是大多時候需要使用SMT的載具(carrier)否則軟板部分會影響作業,也會增加人工成本。


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