非分層剛撓結合板

將剛性和靈活性合而為一，非分層剛柔結合 PCB 提供了兩全其美的優點。您將獲得一個堅固的電路，可以彎曲並在不同行業中發揮不同的作用。本文將進一步介紹非分層剛柔結合 PCB 的特性、優點、應用以及限制。  

什麼是非分層剛撓結合板？

它是一種印刷電路板，有一個導體層位於兩個聚醯亞胺層之間。這意味著電路跡線直接蝕刻到單層柔性絕緣材料上。非分層剛撓性 PCB 中的銅層會產生為其設計的電路圖案。

非分層剛撓結合板的主要特性

無層剛撓結合板的一些差異因素包括以下三個。 

• 屏蔽： 這是一種廣泛用於限制靜電幹擾的方法。 
• 受控 阻抗：隨著需要開發速度要求更高的PCB，建立幹擾走線是有好處的。這些有助於降低電阻。它還有助於互連和軌道之間的轉換。 
• 拼板化：許多電路在製造後被切割。這些電路可以從邊緣切割，但它們透過小突片保持與面板的連接。這就是為什麼在進行元件組裝時，無論使用何種方法：波峰焊接或拾放片，它們都保持不動。 

非分層剛撓結合板的優點

與其他 PCB 相比，這種電路板具有許多優點。 

節省空間和時間

非分層剛柔結合 PCB 不需要電纜組件或連接器。這使得它具有成本效益，並在電路上留下足夠的空白空間。此外，由於零件數量很少，這使得非分層剛撓結合板變得輕巧且緊湊。  

快速組裝

由於只需要一條裝配線，因此非分層剛撓結合印刷電路板很容易建構。由於需要組合的組件較少，因此組裝既快速又簡單。與剛性 PCB 相比，這是一個顯著的優勢。後者需要更多的組裝和生產時間。  

更高的可靠性

非分層剛柔結合 PCB 具有卓越的可靠性，甚至優於電纜組件和連接器。雖然連接器可能會引起問題，但非分層剛柔結合 PCB 導致連接不良和故障的情況較少。這些特性使它們在極端操作條件下高度可靠。 

抗振動性

許多行業都需要能夠在有效工作時承受衝擊和振動的零件。這就是非分層剛柔結合 PCB 發揮作用的地方。柔性部分可以輕鬆應對這些衝擊，而不會因衝擊而導致連接斷裂。這使得它們能夠用於不可避免的衝擊和振動的應用。 

易於測試

測試是有助於確認 PCB 功效和效率的重要程序。非分層剛柔結合 PCB 的最佳之處在於，在沒有連接和組件的情況下，測試變得更容易、更快捷。

非分層剛撓結合板的局限性

載流量低

由於非分層剛撓結合板只有單層，因此只能承載有限的電量，這使其在某些應用中成為有限的選擇。 

容易損壞

在柔性基板上，有一些裸露的痕跡。這使得這種類型的 PCB 更容易受到外部因素（例如環境）的損壞。 

路由限制

單層走線無法容納複雜的電路，這也是它與分層剛柔結合板的差異。 

如何組裝剛撓性PCB板？

在繼續之前，了解非分層剛柔結合 PCB 中使用的各種材料非常重要。 

使用材料

• 覆蓋層/基材：聚醯亞胺薄膜、液態光成像覆蓋層、環氧玻璃或聚醯亞胺玻璃  
• 導體：銅
• 膠合劑：聚醯亞胺半固化片、壓克力、環氧、阻燃壓克力、環氧半固化片。
• 加強筋：環氧玻璃、聚醯亞胺、聚醯亞胺玻璃、銅和鋁

現在讓我們回顧一下主要步驟：

準備材料

先用化學物質清洗銅膜層壓板，然後將其切成合適的尺寸。另外，切割覆蓋層、聚醯亞胺、加強筋和預浸料。 

創建柔性部件的內核

從內部柔性板及其核心的生成開始。對於具有單柔性層的非分層剛柔性 PCB，請用薄銅箔覆蓋它。對於兩層或多層，使用更多的銅線圈。  

製作柔性部分的內核電路

在創建此 PCB 時，重要的是要確保箔片上仍然有一些銅跡線，同時去除其餘部分。然後用一種特殊材料覆蓋銅箔，這種材料在暴露於紫外線輻射時會變硬。然後，將薄膜放在其頂部以繪製所需的連接。 

當紫外線照射到其上時，硬化材料會保護銅跡線。剩餘的材料用化學溶液清洗。將暴露在陽光下的銅浸入氫氧化鈉溶液中。這會留下銅電路痕跡。 

鑽孔

使用雷射光束在板上打孔。這應該在層壓覆蓋層以完成柔性電路之前完成。

製作剛性層

當剛柔結合板具有鍍通孔時，會使用利用交替銅箔和半固化片層的層壓技術。接下來是建立電路和鑽孔。同樣，雷射用於確定 PCB 是否具有 HDI 特性。最後，當您完成交替柔性層的層壓時，您最終會在剛性元件上建立電路。  

切割額外的預浸料

用雷射去除柔性區域外部的額外預浸材料。

測試驗證

透過表面處理、阻焊層和網版印刷來完成此過程。在清潔 V 形切口和孔之前執行此操作。此後，進行兩項主要測試——釘床測試和飛針測試，以確認 PCB 的可操作性。 

除此之外，有些產業需要不同的測試，例如軍事、醫藥和汽車產業的四端感測測試。 

無分層剛撓結合板的應用

由於更加可靠，這些 PCB 已在多個行業中得到應用。以下是其中的一些。

航空航太和國防

它們重量更輕，也能抵抗惡劣的外在環境。這使得它們適用於雷達、衛星等軍事設備以及航空電子設備。 

汽車產業

非分層剛柔結合 PCB 的動態功能和空間效率非常適合需要使用更少電氣元件來實現更高功能的汽車。這也許就是它們被廣泛用於製造先進汽車感測器、控制系統和顯示器的原因。

消費性電子產品

正如已經討論過的，它們尺寸小且靈活。這就是為什麼它們被用來製造穿戴式裝置、智慧手錶、智慧型手機和 VR/AR 耳機。

工業自動化

剛性部分可以承受衝擊，柔性部分使 PCB 可彎曲。這些原因足以使它們適用於工業感測器和機器人。 

醫療器材

由於它們具有小型化和整合良好的能力，因此可用於植入式醫療設備、手術器材和診斷工具。

如何避免在非分層軟硬結合板中犯錯

要建造剛撓結合板並不容易。您可能會說單層是最簡單的，但它需要對細節一絲不苟，以免忽略最終的應用程式。  

在建造非分層剛柔結合板時，製造商不必只處理電氣零件。機械方面與電氣方面同樣重要。如果忽視，可能會讓他們付出沉重的代價。

為了應對這項挑戰，人們可以採取以下措施：

請勿在彎曲的部件上打孔。

過孔和焊盤切勿放置在彎曲區域。這將在彎曲線附近施加機械應力，不幸的是，這可能會導致電鍍通孔的結構改變。 

怎麼做：將過孔和焊盤放在安全的地方。最好的地方是它們在操作的任何階段都不會彎曲的地方。理想情況下，永遠不會建議這樣做，因此為了安全起見，請使用錨點。這也將使電鍍孔變得堅固。您可以嘗試用手將電鍍孔連接到跡線上。更大的焊盤或過孔也是一個好主意。 

小心地在彎曲部分進行佈線。

彎曲線上的所有痕跡應成一條直線且距離相等。為了避免出錯，請添加虛擬痕跡。這樣做將有助於提高機械堅固性並防止走線面臨斷裂等損壞。 

此外，不要在彎曲部分的位置創建帶有痕跡的角落。即使走線必須向另一個方向移動，也要選擇彎曲的路徑而不是尖角。 

實現具有交叉剖面線圖案的接地平面。

請勿用實心銅填充接地層，因為這會使該區域過於剛性且靈活性較差。這也將給該地區帶來巨大的壓力。一個安全的選擇是在 PCB 柔性部分上具有十字圖案的接地區域進行嘗試。

或者為了解決這個問題，使用 PCB 設計軟體。精心打造的工具將確保您遵守非分層剛柔結合 PCB 設計的所有準則。或使用CAD。這有助於適當地創建區域和連接，從而輕鬆設計剛性和柔性電路。

非分層剛柔結合技術的未來

儘管 PCB 技術在過去十年中取得了長足的進步，但不要指望它會變得更慢。隨著更新更好的技術的不斷推出，預計會出現一些驚喜。其中一些包括以下內容： 

更多應用： 預計非分層剛撓結合板的靈活性和可靠性將使其在更多行業中得到應用。其中一些包括可穿戴設備和物聯網。 

降低製造成本：製造技術的改進將持續。這意味著我們可以預期生產成本會下降，變得更便宜。 

開發複雜的工具: 技術進步正在取得長足進展。未來的 CAD 工具經過新的和改進的更新將使設計過程變得更簡單、更快。由於原型製作速度很快，因此預計整個過程會更快完成。  

3D 整合： 未來幾年，柔性電路可能包括彎曲的 3D 形狀。這可能有助於在消費品中開發有趣的形狀，而這些形狀可以透過積層製造來適當地引導。 

更好的材料： 新材料將提高非分層剛撓結合板的可靠性，使 PCB 更耐熱、更穩定。 

結合以上所有內容，您可以想像未來：動態、更高的效能和更多的應用程式。 

離別的思念

總而言之，非分層剛撓結合板具有多種優點，因此在不同行業中佔有一席之地。儘管它們不像分層剛撓結合板那樣頻繁使用，但它們仍然被認為具有巨大的價值和用途。如果您有興趣了解有關非分層剛撓性 PCB 的更多信息，請聯繫我們的團隊。