第一部分 刚柔结合板

　　刚挠结合板并不是一种普通的电路板。将薄层状的挠性底层和刚性底层结合，再层压入一个单一组件中，这项工艺为我们带来了非同一般的挑战与机遇。当设计者开始设计第一块刚挠结合板印刷电路板（pcb）时，发现他们以前学到的大多数有关印刷电路板设计的知识都存在问题。他们设计的不再是两度空间的平面底层，而是三维立体的内部连线，可以弯曲折叠。我敢说，这将是一款性能更强的pcb。刚挠结合板的设计者利用单个组件替代由多个连接器、多条线缆和带状电缆连接成的复合印刷电路板，性能更强，稳定性也越高。他们将设计的范围限制在一个组件内，像叠纸天鹅一样通过弯曲、折叠线路来优化可用空间。

　　常用术语从字面上看，“挠性电路”给人的感觉就像是多重布线的带状电缆的替代品。在挠性扁平基底之上是线路层，它们彼此头尾相接。在喷墨打印机的打印头和控制板之间，常可以看到这种连接方式。在有关挠性电路的术语中，这种持续性的挠性被称作“动态挠性”(dynamic flex )。在动态挠性的应用中，挠性电路往往（但又不限于）单面板，目的是为了取得最好的效果和最强的可靠性。在各个子系统之间的互联，比如将打印头连接至控制板时，最好使用挠性电路。

　　在挠性电路的使用周期中，必须以最少的挠曲进行弯曲、折叠、组装，就称为“挠性安装”(flex-to-install )。挠性安装的结构有多种多样，从单层到多层，全凭应用的需求而定。在生命周期内有限的挠曲有利于限制导体所受到的应力，也有利于做更多的层数。

　　在挠性安装过程中，若要求进行单面组件安装，那么应对的策略就是，将刚性材料定位并层压入挠性电路中，用以加固特定的区域。此类型的挠性电路设计被称作“刚化挠性板”(rigidized flex )。刚性材料（典型的是fr4）不包含导体，主要用于加固组件的基底或连接区域。刚挠结合板兼具挠性电路和刚性材料的优点，但成本较高；刚化挠性板可以作为刚挠结合板的替代品。刚性材料无需蚀刻或电镀，只需要钻孔和按线路添加，便可减少印刷电路板的处理时间。

　　在挠性安装过程中，若要求进行双面组件安装，或者您需要超薄的印刷电路板，那么选择刚挠结合板可能是唯一可行的解决办法。刚挠结合板兼具刚性层与挠性层，是一种多层印刷电路板。典型的（四层）刚挠结合印刷电路板有一个聚酰亚胺核，它的上下两面都有覆着铜箔。外部刚性层由单面的fr4 组成，它们被层压入挠性核的两面，组装成多层的pcb。刚挠结合板应用广泛，但是由于多种材料的混合使用和多重的制作步骤，刚挠结合板的加工时间更长，制作成本更高。在制作多层刚挠结合板时，挠性层的加工工艺又与外部 fr4 层截然不同。由不同材料制作的各个层面必须通过层压聚集在一起，然后再钻孔、电镀。因此，制作一个典型的四层刚挠结合印刷电路板的时间，可能比制作一个标准的四层刚性印刷电路板长5至7倍

　　刚挠结合板的应用

　　刚挠结合板在消费类电子产品中常常能见到，比如数码相机、可携式摄相机和mp3 播放器。它还可以用于高端的飞机挂载武器导航系统。根据本人的研究，刚挠结合板最常用于制造军用飞机和医疗设备。刚挠结合板为军用飞机的设计带来了巨大的益处，因为它在提高连接可靠度的同时还减轻了重量。当然，由整体体积变小带来的收益也不可忽视。植入型医疗设备——比如起搏器和耳蜗植入——也因为刚挠结合板在狭小空间内的弯曲、折叠能力、以及它那大幅提高的可靠性而获益非浅。您不妨想象一下，如果起搏器因为连接电池的电线脱落而无法工作，那会是怎么的一个情景。有了刚挠结合板之后，电池可以直接连接至电路层，而且可以安装在组件的任何位置。

　　刚挠结合板的应用实例

　　刚挠结合板应用领域的设计师将刚挠结合板作为首选，因为它是实现产品目标唯一的方法。他们可能先以刚性设计为原型，用以检验自己的设计理念，然后再使用刚挠结合板创制出新产品。明尼苏达州普利茅斯的福禄克公司(fluke electronics)完成的项目便是很好的实例。。技术总监杰弗·魏斯泰德(jeff wisted)授命重新设计军用红外线显像技术。

　　红外系统将被安装在微型飞行器或无人的驾驶飞机上，要求该系统能覆盖一台5立方英寸、载荷不超过3盎司的手持型数码相机的监控范围。即在保持原有功能和可靠性水平的同时，减少50%的空间和减轻95%的重量。

　　其中最大的挑战是如何将总重量从3磅减少至3盎司以下。唯一的解决方案就是，撤下由多个连接器连接的刚性pcb组件，转用刚挠结合板。在设计过程的早期我就见到了杰弗，虽然这是他首次使用刚挠结合板，但每一步都做对了。在制作过程中，他将pcb设计项目外包给一位经验十足的刚挠结合板应用设计师，而且一早就让pcb制造商也参与进来。

　　权威人士认为:“刚挠结合板的成本尽管比传统刚性板昂贵，但是它为该项目提供了理想的解决方案。我们利用的是挠性基底的相互连接，而不是