多層PCB層壓工藝核心步驟,搞懂這4步就能提升良率
來源:捷配
時間: 2026/01/13 09:35:08
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很多新手技術員都會問,為什么同樣的材料,有的廠做的多層板層間結合力強、不易分層,有的廠卻頻頻出現起泡、偏移問題?其實關鍵就在層壓的每一步細節(jié)里。

問:什么是多層 PCB 層壓工藝?它在多層板生產中起到什么作用?
答:多層 PCB 層壓工藝,簡單說就是把內層芯板、半固化片(PP 片) 按照預設的疊層結構,在高溫、高壓、真空的條件下,壓合成一塊整體多層板的過程。半固化片是核心粘合材料,它的主要成分是環(huán)氧樹脂和玻璃纖維布,在層壓高溫下會融化流動,填充內層芯板之間的空隙,冷卻后固化,讓多層芯板緊密結合成一個整體。
答:多層 PCB 層壓工藝,簡單說就是把內層芯板、半固化片(PP 片) 按照預設的疊層結構,在高溫、高壓、真空的條件下,壓合成一塊整體多層板的過程。半固化片是核心粘合材料,它的主要成分是環(huán)氧樹脂和玻璃纖維布,在層壓高溫下會融化流動,填充內層芯板之間的空隙,冷卻后固化,讓多層芯板緊密結合成一個整體。
它在多層板生產中的作用可以用 “三大核心” 來概括:第一,實現層間粘合,把分散的內層線路板粘合成具備電氣連接功能的多層板;第二,保障層間絕緣,半固化片固化后形成穩(wěn)定的絕緣層,避免不同層線路之間短路;第三,控制板材厚度和平整度,通過調整半固化片的張數和層壓參數,精準控制成品多層板的厚度公差,滿足不同產品的使用要求。
問:多層 PCB 層壓工藝的核心步驟有哪些?每一步的關鍵控制點是什么?
答:完整的多層 PCB 層壓工藝分為 4 個核心步驟,每一步都有不能忽視的控制點,一步錯就可能導致整批板子報廢。
答:完整的多層 PCB 層壓工藝分為 4 個核心步驟,每一步都有不能忽視的控制點,一步錯就可能導致整批板子報廢。
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疊層準備:精準排版是基礎這一步的核心是按照疊層結構圖,準確擺放內層芯板和半固化片。首先要對經過蝕刻、AOI 檢測合格的內層芯板進行清潔,去除表面的油污、粉塵和氧化層 —— 如果芯板表面有雜質,層壓后會直接導致層間起泡。然后根據設計要求選擇半固化片的型號和張數,比如常見的 FR-4 多層板,常用的半固化片有 7628、2116 等規(guī)格,7628 的厚度更厚,適合做厚絕緣層,2116 則適合高密度互連的薄板。關鍵控制點:疊層對齊精度,內層芯板的定位孔必須和層壓工裝的定位銷精準匹配,偏移量要控制在 ±0.1mm 以內,否則會導致后續(xù)鉆孔、對位出現偏差;另外,半固化片的擺放要平整,不能有褶皺、缺角。
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工裝組裝:創(chuàng)造穩(wěn)定的層壓環(huán)境疊層完成后,需要將其放入層壓工裝中,工裝一般包括鋼板、隔熱板、緩沖墊、蓋板等組件。緩沖墊的作用是讓壓力均勻傳遞到板材表面,避免局部壓力不足導致的粘合不良;隔熱板則能保證層壓過程中溫度均勻。關鍵控制點:工裝清潔度和組裝順序,工裝表面如果殘留有樹脂殘膠,會壓傷板材表面;組裝順序必須嚴格按照 “鋼板→隔熱板→緩沖墊→疊層板→緩沖墊→隔熱板→鋼板” 的順序,顛倒順序會導致溫度或壓力分布不均。
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真空層壓:高溫高壓是核心這是層壓工藝的關鍵步驟,整個過程在真空層壓機中進行,分為升溫→保溫→降溫三個階段。
- 升溫階段:將層壓機溫度升高到 130-150℃,這個溫度下半固化片的環(huán)氧樹脂開始融化,變成流動態(tài),填充內層芯板的空隙。升溫速率要控制在 2-3℃/min,太快會導致樹脂流動過快,出現膠瘤或樹脂分布不均;太慢則會降低生產效率。
- 保溫階段:溫度保持在 170-180℃,壓力控制在 2.0-3.0MPa,保溫時間根據板材厚度調整,一般 30-60 分鐘。這個階段環(huán)氧樹脂會發(fā)生交聯(lián)反應,逐漸固化,形成穩(wěn)定的絕緣層。同時,真空環(huán)境會抽走層間的空氣和揮發(fā)物,避免產生氣泡。
- 降溫階段:在保持壓力的前提下,將溫度降到 50℃以下,讓固化后的樹脂穩(wěn)定成型。降溫速率要控制在 3-5℃/min,太快會導致板材內部產生應力,出現翹曲。
關鍵控制點:溫度、壓力、真空度的協(xié)同控制,真空度要保持在 - 0.095MPa 以上,確保層間無氣泡;壓力不能過高或過低,過高會導致樹脂被擠出,板材變薄,過低則層間結合力不足。
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后處理:消除應力,保證品質層壓完成后,需要對板子進行后處理,首先是拆工裝,小心取出壓合好的多層板,避免劃傷表面;然后進行裁邊,去除板子邊緣的多余樹脂和定位孔部分;最后進行烘烤處理,將板子放入烘箱,在 120℃下烘烤 2-4 小時,目的是消除層壓過程中產生的內部應力,防止板子后期翹曲。關鍵控制點:烘烤溫度和時間,溫度太高會導致樹脂老化,太低則無法有效消除應力;裁邊時要保證邊緣平整,無毛刺。
問:多層 PCB 層壓工藝中最常見的缺陷有哪些?如何避免?
答:層壓工藝最容易出現層間起泡、芯板偏移、板材翹曲、樹脂枯竭這 4 種缺陷,對應的避免方法如下:
答:層壓工藝最容易出現層間起泡、芯板偏移、板材翹曲、樹脂枯竭這 4 種缺陷,對應的避免方法如下:
- 層間起泡:核心原因是層間有空氣、雜質或半固化片含膠量不足。避免方法是加強內層芯板清潔,確保真空度達標,選擇含膠量穩(wěn)定的半固化片。
- 芯板偏移:主要是疊層時定位不準或層壓壓力不均。避免方法是使用高精度定位銷,定期檢查工裝定位孔的磨損情況,確保層壓壓力均勻。
- 板材翹曲:根源是降溫速率過快或內層芯板銅箔分布不均。避免方法是控制降溫速率,優(yōu)化內層疊層結構,讓銅箔分布盡量對稱。
- 樹脂枯竭:是壓力過大或半固化片張數不足導致樹脂被擠出。避免方法是嚴格按照設計要求選擇半固化片張數,合理設置層壓壓力。

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