通常我們考慮多層電路板 PCB 設計時，往往會想到伺服器環境中的電路板機架或遊戲平台組合。但是如果我們的典型硬性電路板並不適合多層電路板使用的實體機殼怎麼辦？我們會願意付額外的價格來使用軟性電路板嗎？如果我們可以將這兩者的優點兼而有之呢？

本文中，我們將介紹軟硬結合板的優點、性質以及如何更好地滿足多層電路板的 PCB 設計需求。

什麼是軟硬板結合?

在標準多層電路板 PCB 設計中，我們採用電路板概念，將不同功能電路劃分到較小的電路板上，並採用各種互連線路將系統放進一個外殼內。

這種標準方法的問題在於無法保障互連線路的可靠性，（尤其是考慮電磁干擾/電磁相容性問題之後）。滿足我們尺寸要求的、具有良好導電性的標準插卡邊緣連接器並不總是存在；替代的最佳選擇則是電纜，但其實電纜並不實用，它們不太能夠滿足機殼的空間要求。

如果某個多層電路板設計要求我們在一個緊密的外殼內互連幾個硬性電路板，並使其具有高層數和高速連接要求，那麼軟硬板結合的組合便是最佳解決方案。

什麼是軟硬板結合？簡單地說，就是將兩塊或兩塊以上硬性電路板透過軟性部分進行電路連接。

單個軟性層通常由以下材料組成：

	軟性聚醯亞胺核心
	導電銅層
	粘合劑

導電銅層通過粘合劑夾在兩側軟性聚醯亞胺之間。聚醯亞胺層和粘合劑層通常視為一個單元（稱為覆蓋層），它可以透過熱和壓力在銅層上進行層壓。在任何規定設計中都可以有多個軟性層。

硬性部分透過標準 PCB 材料硬性層添加到軟性層上:

	用樹脂注入玻璃纖維的預浸材料，在加熱時會流動並粘結
	非導電玻璃纖維基層（通常為 FR-4）
	傳統綠色阻焊層
	絲網印刷標記和識別資訊

軟性聚醯亞胺層和導電銅層在整個電路板中通常是連續的（包括硬性層和軟性層）。但是有些設計限制了軟性聚醯亞胺的用量，用預浸材料填充了硬性層部分。

就設計而言，軟硬結合板被視為一塊可以折疊的電路板。這可減少系統中所需互連線路總數，並可避免諸如將扁平帶狀電纜焊接到硬性電路板之類的人工步驟。

常見軟硬結合板配置

現在來介紹一些軟硬板結合的常見配置。

	標準配置：
	在疊層中心上具有軟性層的對稱結構。它通常採用類似於標準多層 PCB 設計的均勻層計數。
	奇數層計數配置：
	雖然在傳統 PCB 設計中不常見，但奇數層計數能夠在軟性層兩側提供電磁干擾遮罩功能，從而滿足條線阻抗控制和電磁相容性要求。
	非對稱配置：
	如果軟性層不在疊層中心則視為非對稱配置。有時阻抗和介電厚度的要求變化很大，從而造成「頂部沉重」的設計。其它時候則可透過非對稱結構減少盲孔縱橫比。由於這樣容易使設計件發生變形和扭曲，因此可能需要壓緊夾具。
	盲孔和埋孔：
	軟硬結合板的電路支援盲孔，盲孔將 PCB 外層連接到一個或多個內層而不穿過整個電路板；而埋孔則連接一個或多個內層而不經過外層。在處理軟性層時，複雜的過孔結構往往要求非對稱結構。
	遮罩式軟性層：
	層壓在軟性層上的特殊遮罩膜（例如 Tatsuta 和 APlus）。帶有導電粘合劑的特殊覆蓋物開口使遮罩膜與地面接觸。這些薄膜可以在不顯著增加厚度的情況下遮罩軟性區域。

軟硬板結合有許多不同的配置可能。硬板和軟板部分之間的層數不需要匹配，從而讓我們可以實現完全自訂以使 PCB 設計適合密封外殼；只需確保設計遵循 IPC-2223C 中規定的品質標準。

結論

軟硬板結合可以幫助我們滿足複雜的幾何或電磁干擾要求，使我們可以在必要時採用軟性電路或堅固可靠的硬性電路板，盡可能降低製造和裝配成本。

由於硬板設計通常處理複雜的 3D 需求，因此擁有強大的、支持整體設計方法以彌合機電領域之間差距的 PCB 設計軟體是十分必要的。不妨來瞭解下 Cadence 的 PCB 設計和分析工具。

延伸閱讀

	快速瞭解軟板電路設計

原文出處

	how-is-a-multi-board-pcb-system-assembly-different-from-rigid-flex-assembly