本系列专栏首先要表明的观点就是刚挠结合板要比刚性电路板和挠性电路板的成本更高。读者可能会纳闷为什么要从这点开始，因为这正是我们在与OEM合作时被问到的主要问题。
作为一名电路板设计师，你知道有时刚性电路板是完美的解决方案，有时挠性电路是完美的解决方案。但也有一些时候，刚挠结合板能实现更好的性能，而且远远弥补了成本略高的不足。本专栏将介绍刚挠结合板优于其他电路板构建解决方案的最常见应用。
刚挠结合板的优点
刚挠结合板成本更高，那为什么要考虑将它们用作电路板的构建方法？
采用刚挠结合板的理由有5个：高冲击应用、高振动环境、高密度、节省空间和重量，以及必须将4个或更多刚性部分连接成连续单元的设计。
刚挠结合板这类构建方法最初是为应对高冲击环境而开发的解决方案。军用和航空应用需要系统能够承受极高重力，而刚挠结合板符合此特性。它最初用于武器制导系统、军用航空电子设备、导弹、卫星、引爆硬件和其他应用，其中的电子设备有时必须经受有时数万次重力的极端冲击，并且不能失效。传统的连接器和挠性电缆无法满足这种要求。
由于刚挠结合板的特性，在承受巨大的冲击的情况下仍能够正常运行。它是导弹、喷气式战斗机、坚固的军用摄像机以及包括常规步枪和迫击炮发射器光学装置在内的所有武器系统的首选电路板构建方法。最近，刚挠结合板被应用于无人汽车/无人战斗机、无人机、水下航行器、航空器的远程/无人值守地面传感器以及其他创新用途。
如果你没有考虑到产品会受高重力的影响，就很容易忽视刚性弯曲这个问题。几年前，有一个用于相机模块的商业应用——一个非常简单的刚挠结合板。该客户的一个关键测试载体的运行环境类似于衣服在甩干设备里翻滚，直到它失效。刚挠结合板从未失效，但传统的挠性电缆连接器最后却失效了。这种差异非常显著，为公司节省的费用远远超过了采用刚挠结合板的初始投入成本。
高振动环境也证明了刚挠结合板的价值。在导弹、空间系统和必须承受高冲击和高振动的武器中再次得到广泛应用，而且还被广泛用于直升机、飞机防抱死制动系统、抗震摄像机/红外摄像机、显示器、飞
机自动驾驶仪、航空电子设备和其他电子设备中。我们研究过的一些更不寻常的应用包括狗项圈、自行车电脑、抗震固态硬盘驱动器，以及用于机器人的一种非常薄的、重量很轻的12层板，这种机器人可爬上火山并可在能源耗尽前不断发回报告。
用于高密度应用的刚挠结合板分为两大类。第一类应用是，当没有更多的空间容纳连接器时，并且对于元器件来说每平方都很宝贵且都是必要之时。在植入式心脏起搏器/除颤器、糖尿病泵、助听器、照相机、摄像机、军用头盔显示器、护目镜和视觉系统中能看到很多这类应用。刚挠结合板更具创造性的用途之一是Medtronic Pill Cam胶囊内窥镜——一种像药丸大小的相机，吞下后，可以让医生诊断出克罗恩病和其他肠道疾病。
当仍然有足够的空间放置连接器和挠性电缆，但设计师想要使电子产品适合某种外形要求时，在高密度应用中也可采用刚挠结合板，这是第二类应用。在便携式医疗设备、机器人、无人驾驶汽车中，被设计用来检查管道的薄弱点和可穿戴电子设备的“管道检查机器人”中，这类应用非常常见。图1是一个主板的实例图，它有足够的空间容纳元器件，但是电子产品需要满足特定的外形要求。
刚挠结合板最容易忽略的一个方面是，它的组装成本通常比传统方法要低得多。无论何时，当你考虑一个有4个以上刚性板的设计时，明智的做法是至少考虑刚挠结合构建方法。刚挠结合板具有高可靠性电子产品中PCB构建方法的所有优势，且可以减少生产总成本中的组装成本。
当有4块以上的刚性板连接挠性电缆和连接器，或线束，或隔离连接器时，其他生产组件的成本会增加。在某一点，具有相同能力的刚挠设计将达到一个临界点，即组装同一组件，采用刚挠结合板的成本比完全使用传统工艺再进行组装的成本要低，同时组装工艺更容易、更快。刚挠结合板通常采取刚性阵列形式，其在组装期间可保持板稳定，然后在完成组装后将其移除。快速高效，并且不需要后续的手工组装操作。我们可在相机、机器人应用、胰岛素泵，以及需要将多个刚性板连接在一起的电子设备中经常看到这类应用。
图2:刚挠结合板适用于具有4个以上刚性板的应用，通常可以降低这类设计的成本
使用刚挠结合板的另一个优点是可节省空间和重量，但该优点往往容易被人们忽视。刚挠结合板可以制作得非常薄，通常可达0.020英寸以下，以尽可能低的重量提供高密度连接。这使得它非常适合无人机、航空电子设备和太空飞行应用。使用刚挠结合板还有一个电气优势：随着时钟频率越来越快，采用刚性层与挠性之间的集成互连刚挠结合板，通过消除可能发生大量损耗的连接器来可减少噪声损耗（衰减）。
设计师发现刚挠结合板构建方法是抗震型笔记本电脑、需要在不关机的情况下热插拔卡的服务器、汽车LED电子产品，以及如条形码扫描器等各种抗震型工业应用的适当解决方案。
刚挠结合板为电子设计工程师提供了独特的电路板构建方法，非常适用于高可靠性要求的产品。
Bob Burns是Printed Circuits公司销售和市场经理。
