軟硬複合板(Rigid-flex board)

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3 月 12, 2012

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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(flexible board, FPCB)或硬性電路板(rigid-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 layout)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粹以【軟性電路板+硬性電路板+連接器】來比較【軟硬複合板】，其最大的缺點就是【軟硬複合板】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貼片打件及過爐都可能需要使用過爐托盤(carrier)來支撐軟板的部份，而使用過爐托盤則必須多加人工PCB放置托盤，過完回焊後還得取下，這無形中增加了SMT的治具與人工組裝費用。

（對於大陸那些盜文網站，複製貼上本站文章後，居然還改成自己公司的名字，感到無恥！文章內容部份防止複製編排可能造成您閱讀的不便，請見諒！）

軟硬複合板的優點：

排除軟硬複合板的成本較貴之外，使用軟硬復合板(Rigid-flex Board)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貼片打件的工時，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？

PCB & FPC & PTF, 技術介紹, 產品介紹
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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

Comment by Alec on 2012/03/13 @ 09:06:28

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。

Comment by 工作熊 on 2012/03/13 @ 10:56:15

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!!

Comment by ewew on 2012/03/15 @ 09:49:15

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.

Comment by Alec on 2012/03/16 @ 09:21:07

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

Comment by nelson on 2012/04/11 @ 09:41:37

nelson;
有機會的話，願聞其詳啊！

Comment by 工作熊 on 2012/04/11 @ 10:52:36

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?

Comment by Arthur on 2013/07/29 @ 16:17:28

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。

Comment by 工作熊 on 2013/07/29 @ 20:37:22

大大您好:
方便 與我聯繫嗎?有問題請教,謝謝

Comment by Alex on 2015/02/26 @ 21:11:47

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。

Comment by 工作熊 on 2015/02/26 @ 22:15:22

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。

Comment by Evan on 2015/02/26 @ 23:58:10

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。

Comment by 工作熊 on 2015/02/27 @ 08:34:47

請問狂人大

是否有推薦的軟硬板PCB板廠，且可以符合IPC-6013 type1 use C的規範，目前正在survey這樣的PCB板廠，謝謝。

Comment by Kevin on 2017/09/18 @ 08:55:20

Kevin,
個人沒有廠商資料。

Comment by 工作熊 on 2017/09/19 @ 22:51:41

請問RFB(Rigid-Flex Board)最高的傳輸速度可以到多少 ?GB/S
可以接受 PCIe GEN4 的速度嗎?

Comment by James on 2018/04/30 @ 17:49:10

James,
個人不清楚，建議你直接詢問板廠。
這個應該與銅箔厚度、接地設計、EMI防護設計有正相關。

Comment by 工作熊 on 2018/05/01 @ 11:40:00

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