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一、背景
刚挠结合板融合了挠性板和刚性板的优点于一身，可挠曲、简化3D立体组装。近几年来，受到智能手机和平板电脑的市场推动，刚挠结合板产量增长速度非常快，2012年，全球刚挠结合板增长54.1%，见图1。随着终端产品的设计需求，刚挠结合板产品结构不断在变化，不对称型的刚挠结合板应用越来越广，但是加工难度较大，报废率偏高，增加了制作成本。本文从前期产品设计方面，提高产品良率。
二、不对称结构刚挠结合板技术难点研究
2.1 样品技术指标
以四层1阶HDI类型的刚挠结合板为例，板厚为0.4±0.05mm，L1-L2为硬板层，使用FR4材料；L3-L4为挠性层，使用PI（聚酰亚胺）材料；挠性层含有盲孔，盲孔孔径为0.1mm。
翘曲度≤0.75%，软硬板有精细线路连接；线路/线距：0.1mm/0.1mm；L3层挠性有金手指；对应L4层有PI补强片；挠性要求采用覆盖膜保护。
2.2 工艺难点分析与讨论
2.2.1 揭盖方式选择
刚挠结合板的加工流程主要围绕如何揭盖（即：将开窗对应硬板揭掉），目前行业内主要采用四种方式：直接开窗方式、铜箔法、机械控深盲锣方式，以及激光控深揭盖方式。
直接开窗方式：是将硬板芯板通过锣机将开窗部分揭掉，再进行压合，如图2所示，因为L1-L3厚度有0.3mm，挠性与硬板的落差较大，开窗的挠性外层线路的图形转移时需要采用填充物将落差填平，再进行生产，这种方式难度较大。
铜箔法：与直接开窗方式的加工难点相同，均是因为挠性与硬板落差较大，影响外层线路图形转移，如图3所示。
机械控深盲锣方式：先激光切割或者机械控深预锣盲槽，预留一定厚度连接筋，再正常加工，在表面处理之前，通过盲锣机控制深度锣掉开窗对应的硬板部分，如图4所示，因为硬板部分L1-L2厚度只有0.15mm，使用这种加工方式，对预切割连接筋的厚度、盲锣机控深的精度，以及产品平整度要求比较严格，很容易伤到挠性。
激光控深揭盖方式：挠性与硬板芯板正常压合，在表面处理之前，通过激光控制深度，将硬板芯板击穿，进行揭盖，如图5所示，为了防止激光伤到挠性，会在硬板芯板添加铜皮进行保护，与上述加工方式相比，这种加工方式操作流程简单，报废容易管控，同时加工成本较低。
2.2.2 加工结构选择
不对称型的刚挠结合板，L1-L2为硬板层（FR4材料），L3-L4为挠性层（PI材料），不同物料构成，在高温压合时，特别容易产生翘曲问题（包括弓曲和扭曲），加工结构要优先选择可以降低产品的不对称性，使产品结构尽量达到对称性，从而降低翘曲。
原产品结构：采用假层设计，L1-L2为硬板芯板，厚度：0.15mm 1/1OZ，L3-4层为挠性芯板，厚度：0.05mm，1/1OZ，通过106*1低流动半固化粘结在一起。（如图6所示）
改进后产品结构：将较薄的挠性芯板当作铜箔设计，硬板芯板采用厚度：0.1mm，产品的压合结构一致的对称结构，大大降低产品压合过程中出现的翘曲问题。（如图7所示）
2.2.3 翘曲问题
不对称型刚挠结合板最大技术难点是翘曲问题，聚酰亚胺（PI）与FR4材料热膨胀系数差异比较大，见表1，受到温度变化影响，挠性与FR4的涨缩比率不同，内部应力不一致，出现翘曲问题。
2.2.4 挠性外形公差
刚挠结合板外形主要采用模冲、激光切割机，硬板部分采用锣机加工，针对不对称型刚挠结合板中挠性部分内层含有金手指或者PAD，如何保证金手指或者PAD尺寸精度？
通过在L3添加四个光标点，在压合以后，通过X-Ray将其钻出，硬板部分及挠性部分通过这四个孔做定位，提高产品的精度。
2.2.5 低流胶半固化片开窗设计
挠性板在产品的外层，挠性板厚度只有0.10mm（含两面铜箔厚度），非常柔软，直接压合会有低流胶半固化片的落差，落差高0.12mm，压合时，通过覆型材料的作用，将落差直接体现在挠性上，在外层图形时，贴合干膜因为落差较大，会在落差位置影响干膜与铜面的结合力，直接影响后面流程生产品质。降低产品在开窗的落差，通过将2张或多张低流胶半固化片开窗的不同，缓解这种落差，提高开窗的铜箔与干膜结合力；
具体设计如下：覆盖膜伸入单元内1.0mm，需要使用单张低流胶半固化片填充覆盖膜的厚度，在原有基础上再平铺低流胶半固化片。低流胶半固化片采用大小开窗方式加工，靠近覆盖膜的半固化片开窗设计为1.25mm，做填充覆盖膜的作用；见图8。
三、结论
通过验证，将不对称结构刚挠结合板关键制作方法总结如下：
1、流程选择，通过揭盖方式选择流程，优化加工流程，降低产品报废率，降低加工成本；
2、加工结构，设计加工结构时，优先考虑产品对称性，通过调整加工结构，可以降低产品翘曲问题；
3、翘曲度，是不对称型刚挠结合板的关键控制难点，需要通过添加辅助的铜皮，调整覆盖膜贴合面积，延长压合时间，调整压合排版方式，增加压板曲方式，使翘曲度控制≤0.75%；
4、挠性外形公差，刚挠结合板外形加工采用机械加工和激光切割，需要通过相同的定位体系，使两类产品偏移在一定范围内；
5、低流胶半固化片开窗，主要通过固化片的厚度降低开窗的挠性落差，减少外层图形转移时，干膜与铜面贴合不牢，产生开路、缺口。
刚挠结合板融合了挠性板和刚性板的优点于一身，可挠曲、简化3D立体组装。近几年来，受到智能手机和平板电脑的市场推动，刚挠结合板产量增长速度非常快，2012年，全球刚挠结合板增长54.1%，见图1。随着终端产品的设计需求，刚挠结合板产品结构不断在变化，不对称型的刚挠结合板应用越来越广，但是加工难度较大，报废率偏高，增加了制作成本。本文从前期产品设计方面，提高产品良率。
二、不对称结构刚挠结合板技术难点研究
2.1 样品技术指标
以四层1阶HDI类型的刚挠结合板为例，板厚为0.4±0.05mm，L1-L2为硬板层，使用FR4材料；L3-L4为挠性层，使用PI（聚酰亚胺）材料；挠性层含有盲孔，盲孔孔径为0.1mm。
翘曲度≤0.75%，软硬板有精细线路连接；线路/线距：0.1mm/0.1mm；L3层挠性有金手指；对应L4层有PI补强片；挠性要求采用覆盖膜保护。
2.2 工艺难点分析与讨论
2.2.1 揭盖方式选择
刚挠结合板的加工流程主要围绕如何揭盖（即：将开窗对应硬板揭掉），目前行业内主要采用四种方式：直接开窗方式、铜箔法、机械控深盲锣方式，以及激光控深揭盖方式。
直接开窗方式：是将硬板芯板通过锣机将开窗部分揭掉，再进行压合，如图2所示，因为L1-L3厚度有0.3mm，挠性与硬板的落差较大，开窗的挠性外层线路的图形转移时需要采用填充物将落差填平，再进行生产，这种方式难度较大。
铜箔法：与直接开窗方式的加工难点相同，均是因为挠性与硬板落差较大，影响外层线路图形转移，如图3所示。
机械控深盲锣方式：先激光切割或者机械控深预锣盲槽，预留一定厚度连接筋，再正常加工，在表面处理之前，通过盲锣机控制深度锣掉开窗对应的硬板部分，如图4所示，因为硬板部分L1-L2厚度只有0.15mm，使用这种加工方式，对预切割连接筋的厚度、盲锣机控深的精度，以及产品平整度要求比较严格，很容易伤到挠性。
激光控深揭盖方式：挠性与硬板芯板正常压合，在表面处理之前，通过激光控制深度，将硬板芯板击穿，进行揭盖，如图5所示，为了防止激光伤到挠性，会在硬板芯板添加铜皮进行保护，与上述加工方式相比，这种加工方式操作流程简单，报废容易管控，同时加工成本较低。
2.2.2 加工结构选择
不对称型的刚挠结合板，L1-L2为硬板层（FR4材料），L3-L4为挠性层（PI材料），不同物料构成，在高温压合时，特别容易产生翘曲问题（包括弓曲和扭曲），加工结构要优先选择可以降低产品的不对称性，使产品结构尽量达到对称性，从而降低翘曲。
原产品结构：采用假层设计，L1-L2为硬板芯板，厚度：0.15mm 1/1OZ，L3-4层为挠性芯板，厚度：0.05mm，1/1OZ，通过106*1低流动半固化粘结在一起。（如图6所示）
改进后产品结构：将较薄的挠性芯板当作铜箔设计，硬板芯板采用厚度：0.1mm，产品的压合结构一致的对称结构，大大降低产品压合过程中出现的翘曲问题。（如图7所示）
2.2.3 翘曲问题
不对称型刚挠结合板最大技术难点是翘曲问题，聚酰亚胺（PI）与FR4材料热膨胀系数差异比较大，见表1，受到温度变化影响，挠性与FR4的涨缩比率不同，内部应力不一致，出现翘曲问题。
2.2.4 挠性外形公差
刚挠结合板外形主要采用模冲、激光切割机，硬板部分采用锣机加工，针对不对称型刚挠结合板中挠性部分内层含有金手指或者PAD，如何保证金手指或者PAD尺寸精度？
通过在L3添加四个光标点，在压合以后，通过X-Ray将其钻出，硬板部分及挠性部分通过这四个孔做定位，提高产品的精度。
2.2.5 低流胶半固化片开窗设计
挠性板在产品的外层，挠性板厚度只有0.10mm（含两面铜箔厚度），非常柔软，直接压合会有低流胶半固化片的落差，落差高0.12mm，压合时，通过覆型材料的作用，将落差直接体现在挠性上，在外层图形时，贴合干膜因为落差较大，会在落差位置影响干膜与铜面的结合力，直接影响后面流程生产品质。降低产品在开窗的落差，通过将2张或多张低流胶半固化片开窗的不同，缓解这种落差，提高开窗的铜箔与干膜结合力；
具体设计如下：覆盖膜伸入单元内1.0mm，需要使用单张低流胶半固化片填充覆盖膜的厚度，在原有基础上再平铺低流胶半固化片。低流胶半固化片采用大小开窗方式加工，靠近覆盖膜的半固化片开窗设计为1.25mm，做填充覆盖膜的作用；见图8。
三、结论
通过验证，将不对称结构刚挠结合板关键制作方法总结如下：
1、流程选择，通过揭盖方式选择流程，优化加工流程，降低产品报废率，降低加工成本；
2、加工结构，设计加工结构时，优先考虑产品对称性，通过调整加工结构，可以降低产品翘曲问题；
3、翘曲度，是不对称型刚挠结合板的关键控制难点，需要通过添加辅助的铜皮，调整覆盖膜贴合面积，延长压合时间，调整压合排版方式，增加压板曲方式，使翘曲度控制≤0.75%；
4、挠性外形公差，刚挠结合板外形加工采用机械加工和激光切割，需要通过相同的定位体系，使两类产品偏移在一定范围内；
5、低流胶半固化片开窗，主要通过固化片的厚度降低开窗的挠性落差，减少外层图形转移时，干膜与铜面贴合不牢，产生开路、缺口。