在現代電子設備向輕量化、折疊化、高可靠性發展的趨勢下，剛撓結合板技術已成為連接創新設計與工程實現的關鍵橋梁。這種將柔性線路板（FPC）與剛性線路板（PCB）通過特定工藝組合而成的復合型電路板，同時具備了柔性與剛性的雙重優勢。

然而，在醫療設備、折疊手機、無人機等高端應用中，彎折區布線設計的質量直接決定了產品的壽命和可靠性。一條在彎折區設計不當的導線，可能導致整個設備提前失效。

01 剛撓結合板基礎

剛撓結合板，又稱軟硬結合板，是一種將柔性線路板（FPC）與剛性線路板（PCB）通過精密壓合工藝組合而成的復合型電路板。這種獨特結構使其成為現代高端電子設備不可或缺的核心組件。

在空間受限且需要反復彎曲的應用場景中，剛撓結合板展現出無可替代的價值。一方面，它具備 FPC 的柔性特質，可在一定范圍內自由彎曲、折疊，適應復雜多變的空間布局需求；另一方面，又擁有 PCB 的剛性特征，在需要固定支撐、承載較大外力或進行高精度元件安裝的部位，提供穩定可靠的機械性能。

從消費電子到高端醫療設備，從軍用飛機到無人機系統，剛撓結合板的應用范圍正在迅速擴展。在植入式醫療器械中，如心臟起搏器和人工耳蝸，剛撓結合板的彎曲和折疊能力使其能在狹小空間內可靠工作。

而在無人機領域，采用剛撓結合板替代傳統 PCB 組件，成功實現了重量減輕 95%、空間減少 50% 的驚人突破。

02 彎折區布線為何關鍵

彎折區是剛撓結合板中連接剛性區域與柔性區域的過渡地帶，也是整個電路板中機械應力最為集中的區域。每一次彎曲操作，都會在彎折區的導體內產生應力，這種反復作用的應力是導體斷裂的主要誘因。

電子產品在使用過程中經歷的反復彎折動作，會在彎折區產生累積性損傷。普通設計下的銅導線在經歷數萬次彎折后可能出現微裂紋，最終導致斷路。而在精心設計的彎折區布線方案下，同樣的導線可承受數十萬次彎折而不失效。

彎折區失效帶來的后果遠超一般電路故障。在折疊屏手機中，彎折區線路失效可能導致屏幕部分或全部功能喪失；在植入式醫療設備中，這種失效可能直接危及患者生命 —— 想象一下心臟起搏器因連接電池的電線脫落而停止工作的嚴重后果。

因此，彎折區布線設計需要遵循不同于普通 PCB 的設計原則和規范，這些規范被系統總結在 IPC-D-249 和 IPC-2233 等行業標準中。

03 彎折區布線核心設計要點

線路走向與彎曲方向的關系

線路在彎折區的走向必須垂直于彎曲軸。當彎折發生時，這種垂直布局能使應力均勻分布在整個導線上，避免應力集中。平行于彎曲軸的布線會導致應力集中在特定點，顯著縮短線路壽命。

線路形狀設計規范

在彎折區，線路形狀需要特別優化。粗細線之間必須采用淚滴形過渡，避免線路突然的擴大或縮小。焊盤與導體連接處需采用圓滑的過渡線，避免直角連接。獨立的焊盤應加盤趾（也稱為 “錨點”），以增強機械支撐。

保護性設計策略

在彎折區線路的最兩側，需要追加保護銅線。這些額外的銅線不作為電氣連接，而是作為機械保護屏障。當空間有限時，應優先在彎折部分的內 R 角處追加保護銅線。保護銅線能分散外部應力，防止主要信號線受損。

線路分布與寬度要求

彎折區內的導線應均勻分布在整個彎曲區域，避免局部集中。同時，在電氣性能允許的情況下，導線寬度應最大化。更寬的導線能更好地抵抗彎曲應力，提高可靠性。

彎折區布線關鍵設計要素對比

彎折區域尺寸設計

在空間允許且不干擾裝配的情況下，彎折區域應盡可能大。較大的彎曲半徑能顯著減少導線承受的應力。經驗表明，將彎曲半徑增加一倍，可使彎折壽命提高十倍以上。

特殊區域處理

彎折區需要嚴格避免設置通孔（PTH）。通孔在彎折過程中會成為結構弱點，極易產生裂紋。線路中的連接部分應設計成弧線而非直角，以優化應力分布。

04 高級設計技巧與注意事項

網格銅的應用

在彎折區附近的廢料區域，設計實心銅箔或網格銅能顯著提高尺寸穩定性。網格銅相比實心銅具有更好的柔韌性，是彎折區附近銅層設計的理想選擇。

覆蓋膜設計要點

覆蓋膜窗口設計需考慮流膠范圍，通常開窗尺寸應大于原設計。為提高對位精度，應增加手工對位孔。對于小而密集的開窗區域，可采用旋轉沖、跳沖等特殊模具設計，確保加工精度。

工具孔設計規范

軟板的工具孔設計需特別注意，不可共用 punch 孔、ET、SMT 定位孔等不同類型的工具孔。每種工具孔應有獨立設計，避免生產過程中的定位偏差影響彎折區精度。

銅平衡設計

在大面積無線路區域，需要增加平衡銅塊。銅平衡設計能防止電路板在高溫加工過程中發生不均勻收縮或翹曲。這些變形會影響彎折區的幾何精度，進而影響其彎曲壽命。

05 常見設計錯誤與后果

網格設計不當

在剛撓結合板中使用大面積網格時，若網格間隔距離過小，會在生產過程中的圖轉工序產生許多碎膜，這些碎膜附著在板子上會導致斷線問題。合理的網格設計應確保足夠的間隔空間。

焊盤設計問題

單面焊盤孔徑設置不完美會導致鉆孔問題。焊盤重疊是另一個常見錯誤 —— 當孔重疊后，在鉆孔工序會因一處多次鉆孔導致斷鉆頭，造成孔損傷。焊盤應取最大值，并避免重疊設計。

電氣層設計沖突

電地層設計中的 “花焊盤” 與連線沖突問題會影響信號完整性。在彎折區附近，這種設計沖突還可能加劇機械應力集中，需要特別避免。

過渡區 PTH 錯誤

在剛撓過渡區設置鍍通孔（PTH）是常見的嚴重錯誤。這些通孔在彎曲時會成為應力集中點，極易導致孔壁斷裂。彎折區域必須保持 “無通孔” 設計原則。

06 制造與清洗要求

剛撓結合板的制造工藝極為復雜，涉及多層板壓合、精確鉆孔與電鍍、精細線路蝕刻等多個關鍵環節。每個環節都需要嚴格控制，確保柔性區與剛性區完美融合。

彎折區對加工精度要求極高。常規軟板加工的最小線寬為 50-75μm，最小孔徑為 0.1-0.2mm，而現代高端設計的要求已遠高于此基準。層數方面，現代剛撓結合板可達 10 層以上，增加了彎折區設計的復雜性。

在清洗工藝方面，剛撓結合板有特殊要求。焊后清洗需去除錫膏殘留、助焊劑殘留、油污等污染物，防止電遷移和電化學腐蝕導致的電路失效。針對彎折區，應選擇兼容性佳、離子殘留低的水基清洗劑，確保在清洗過程中不損傷精細的彎折區線路。

剛撓結合板技術仍在持續演進。隨著折疊屏設備市場滲透率突破 15%，新型可拉伸電子產品的興起，彎折區布線設計面臨更高要求。領先制造企業已開始探索分子級銅晶格控制技術，通過優化銅的微觀結構，使彎折區線路的耐彎曲性能提升三倍以上。

未來五年，隨著自動駕駛傳感器、植入式神經接口等前沿技術的普及，剛撓結合板將在更嚴苛的環境中承擔關鍵任務。了解更多歡迎聯系IPCB(愛彼電路)技術團隊