在上一篇博客中，我们讨论了制造软硬结合板所使用的材料。正如上次我承诺的，这周我将探讨一下这些材料是如何通过组合、压制、切割等工艺最终制造为成品的。下周我将针对所有的制作步骤，和相关的设计挑战进行探讨。
构建柔性板
乍一看，典型的柔性板或者软硬结合板看起来很平淡无奇。然而，把它们制造出来需要一些额外的步骤。制造任何一款软硬结合板，都是从制造单面或双面的柔性板开始的。正如上周提到过的，制造可以从预压制的软板开始，也可能从PI膜开始，然后在原始的裸板上层压铜板，或者镀上铜皮。层压工艺需要在薄膜上刷涂一层薄薄的粘贴剂，无胶工艺则要在薄膜上种镀铜的“种子”。通常使用汽体淀积技术（如溅射法）种“种子”，为接下来的化学沉淀流程种下凝结核。接下来单面或者双面的柔性板的钻孔、镀通以及蚀刻的过程，大体上与双面硬质板的加工过程类似。
柔性板的制造步骤
下面的GIF动画显示了一个典型的双面柔性电路板的制造步骤。
图1：GIF动画显示了柔性电路板的制造过程。
1、胶粘剂或者种“种子”的应用
使用环氧树脂或丙烯酸类的粘合剂，或者用溅射法涂镀是创建薄铜镀层的关键。
2、添加铜箔
将RA/ED铜箔层压制到粘合剂上（这是主流方法）或者使用化学镀镀的方法。
3、钻孔
过孔和焊盘的孔通常是机械钻孔。多块柔性板可以通过工作转盘实现同时钻孔。使用与硬质板同样的办法，柔性板的预切割可以与钻孔结合在一起实施，这需要更为细致的记录，但是对齐精度可以降低。一般采用激光打孔来处理超小钻孔，这会大大增加成本，因为每片膜都需要分开钻孔。使用准分子（紫外线）或YAG（红外线）来处理高精度钻孔（microvias)，使用CO2激光器来钻中等大小的钻孔（4密尔以上）。使用冲压的方式来可以处理大的过孔和板剪切，但那是另外的加工步骤。
4、通孔电镀
一旦打孔完成，将采用与硬质板相同的沉积和化学电镀的办法，把铜添加到孔上。
5、印刷防蚀刻油墨
在膜表面涂上感光性的抗蚀剂，然后使用需要的图案进行曝光，在化学蚀刻铜前清除掉不需要的抗蚀剂。
6、蚀刻和剥离
暴露的铜皮被蚀刻掉以后，采用化学的方法把抗蚀剂剥离。
7、覆盖膜
柔性板的顶部和底部用切割成形的覆盖膜保护。柔性板上有时候需要焊装在一些元器件，那么覆盖膜就起到了阻焊层的作用。最常见的覆盖膜材料是聚酰亚胺，使用粘合剂粘合，这里也可以采用无胶过程。在无胶过程中，把光感阻焊剂刷在柔性板上，这与硬性板的过程是一样的。为了降低成本，可以使用丝网印刷，然后通过紫外线照射进行固化。
图2：带覆盖膜的柔性电路-请注意，覆盖层中的开口一般小于元件焊盘。
关于保护膜需要注意的是，它通常只放置于一部分暴露的柔性电路上。对于软硬结合板，保护膜不会放于硬性板上，除非有小部分重叠-通常约半毫米。当然保护膜可以包括整个硬性部分，但是这样做会不利于硬性板的附着力和z轴的稳定性。这种可选择的保护膜被称为“比基尼保护膜”，因为它只覆盖裸露的部分。此外，覆盖膜在元器件或者连接器焊盘处留有切口要至少保留焊盘的两个边。我们会在下期博客中探讨这个问题。
8、柔性板的剪切
制造柔性电路的最后一步骤是剪切。这通常被称为“下料”。高产量、低成本的剪切方法是使用液压冲床和钢模具。虽然这里需要高成本的钢模具，但是这种方法能在同一时间剪切出许多的柔性电路板。对于样机和小批量的生产一般使用刀模具。把很长的刀片，按照柔性电路板轮廓形状塑型，然后粘贴到刀模基座（中密度纤维板，胶合板或厚塑料，如聚四氟乙烯）上。按压刀模具，就可以将柔性电路切割成形。对于产量更小的原型机制造，可以使用到X/Y切割器，有些类似用于乙烯标牌的制作。
压制和切割
如果柔性电路板还要与硬质板压制成软硬结合板（我们感兴趣的部分），那么我继续往下讲。我们需要把柔性板和硬质板压制在一起。与普通的柔性板相同，它需要独立钻孔、电镀并蚀刻。不同的是由于缺少玻璃纤维，所以它更薄、更有弹性。正如前面所提到的，弹性差一点的板可以根据需求使用PI和玻璃纤维制造。最后要也要把它作为夹层与硬质板压制在一起，并做成拼板。
层压叠层
柔性电路板是与硬质电路板和其他柔性板，通过粘接剂热压在一起的。每个柔性板彼此是不相邻的。为了保持灵活性，每个柔性板最多有2个铜皮层。柔性板之间是被硬质半固化片、基板或者由环氧树脂或和丙烯酸酯胶粘剂制成的PI芯粘接片所分离的。
从本质上讲，每个硬质板在柔性板填充的部分都是单独切割的。
下面是软硬结合板层压过程，2个两层柔性电路嵌入三个硬质板中。层叠结构如图3和图4所示。
图3：金属蚀刻、电镀、保护膜和空白柔性板与玻璃环氧硬质板相结合。
图4：包括每一柔性部分镀孔层叠板，及硬性部分镀孔的详细流程图。
在图4所示的层叠例子中，有两个预蚀刻和切割的柔性电路，每一个都是双面镀通的。柔性电路已经嵌在最终的拼板中，在柔性电路下面保留了硬质电路板，用于支撑柔性电路。这样有助于在焊装过程中保持柔性电路平整。如果柔性电路没有支撑的话会有一些潜在的危害，比如焊装过程中柔性电路弯曲或者大裂缝，尤其是在回流焊炉中。我会在下一篇博客中，提及设计方面的解决技巧。
阻焊可以使用类似压贴纸的覆盖膜，或用前面提到的光敏阻焊涂料。最后，由柔性板和硬质板构成的6层的板压制完成后，最外层（顶部和底部）的铜箔层就要连接在一起了。通常是从顶层到底层钻孔，然后涂镀就完成了。也可以使用激光钻盲孔（从顶层到柔性板或者从底层到柔性板），不过这样会增加成本。
最后一步是印刷顶层和底层的阻焊层、丝印层和防腐镀金（如：化镍浸金）或焊锡均涂（HASL）。
物理约束
多个柔性板结构
尽管原理上软硬结合板可以使用各种层叠结构，但是如果你没能谨慎考虑生产步骤及材料属性，它的造价会贵得离谱。设计柔性电路的一个重要考虑是，要了解电路弯曲时材料内部所能承受的压力。在反复多次地弯曲后，铜会硬化并产生疲劳断裂。缓解这个问题的一种方法是使用单层的柔性电路结构，这样，铜处于弯曲半径的中心，薄膜板和覆盖层最大限度吸收了的压缩和拉伸应力，如图5所示。由于聚酰亚胺具有良好的弹性，所以问题不大。相比多铜层结构，单层铜皮结构能在反复的运动中具有更长的生命周期。
图5：对于需要多次重复弯曲的电路，最好使用单层柔性结构，并且使用RA铜来增加疲劳寿命。
同理，多个独立的柔性电路通常也是很有必要的，但最好避免在重叠部分弯曲，因为柔性部分的长度会限制弯曲半径。噢！我有点说过头了-设计方面内容，我将在下周续写更多…
胶珠
正如上周我所提到的，在柔性板离开硬质板的地方需要考虑加强它的牢固度，环氧树脂、丙烯酸或热熔胶都可以帮助提升使用寿命。但是，点胶和等它固化，会增添额外劳动及生产周期。
当然可以使用自动点胶机，不过你必须非常仔细地与装配工程师一起合作，来确保装配完成后这个胶珠不会掉下来。在某些情况下，即便是费时、费钱，也必须要手动上胶。无论采用哪种方式，你都需要为装配人员提供清晰的操作手册。
补强板和终端
如果不与硬质板组装在一起，那么柔性电路的终端通常会与连接器相连。这种情况下，终端部分可以添加补强板。补强板的材料多为更厚的聚酰亚胺或者FR-4。一般来说，它有助于把柔性板嵌压到硬质板上。
拼板
在焊装的过程中，软硬结合板是拼在一起的。我们把元件放置并焊接在硬质板部分。某些产品需要在柔性板部分焊装元器件，这种情况下，柔性板的下面要保留硬质板，用于支撑柔性板。硬质板不与柔性板粘贴在一起，并且使用可控制深度的铣刀铣出它的轮廓。当焊装完成后，工人用手就可以把它压下来。
图6：软硬结合板的例子。请注意，这里有前后面板、柔性电路和板切割。硬质板上已经开有V型槽，焊装完成后可以被折断。这样在装配至机箱过程中可以节省时间。
结论
今天，我们大致地回顾了软硬结合板的制造过程进。对于下一期的博客的内容，我已经涌现了很多想法。我将更多地讨论那些足以影响生产和成功的设计注意事项。我希望你能喜欢这些文章，这里我有些按柰不住了，我将要写一篇超过4000字的博客！请留下你的宝贵评论、问题以及相关的经验。期待与你交流:-)