PCB层压温度控制：基础原理与关键参数设计

PCB 层压是将多层基材、铜箔与树脂通过高温高压固化为一体的核心工序，温度控制直接决定树脂固化度、层间结合力与 PCB 尺寸稳定性（如板弯率、翘曲度）。不同于普通加热工艺，层压温度需遵循 “分段精准调控” 原则，匹配树脂的流动、交联反应特性，同时兼顾基材耐热极限，避免出现分层、气泡等缺陷。深入理解温度控制的基础原理与参数设计逻辑，是确保层压质量的核心前提。

一、层压温度控制的核心原理

PCB 层压树脂（如环氧树脂、聚酰亚胺树脂）的固化过程分为 “熔融流动 - 交联固化 - 冷却定型” 三个阶段，每个阶段对温度的需求不同，温度控制需精准匹配反应动力学规律：

温度从室温升至树脂熔点（如环氧树脂熔点 80-100℃），树脂从固态转为液态，填充基材与铜箔间隙，排除层间空气与挥发分（如树脂中的溶剂、低分子杂质）。此阶段温度需缓慢上升（升温速率 1-3℃/min），若升温过快（>5℃/min），树脂流动性突然增强，易包裹空气形成气泡；若升温过慢（<0.5℃/min），树脂流动时间过长，易出现树脂流失（流失率> 5%），导致层间结合力下降。

温度升至树脂固化温度（如 FR-4 用环氧树脂固化温度 170-190℃），树脂分子发生交联反应，形成三维网状结构，将多层基材紧密结合。恒温温度需根据树脂固化曲线（DSC 差示扫描量热曲线）确定，通常比树脂峰值放热温度低 5-10℃，避免局部过热导致树脂降解（如环氧树脂在 200℃以上易分解，产生小分子气体）；恒温时间需确保固化度≥90%（通过差示扫描量热法 DSC 检测），一般为 60-120 分钟，固化度不足（<80%）会导致 PCB 耐湿热性差（85℃/85% RH 测试 24h 后分层率> 3%）。

温度从固化温度降至室温，固化后的树脂定型，形成稳定的 PCB 结构。冷却速率需控制在 2-5℃/min，过快（>8℃/min）会导致层间热应力不均（热膨胀系数差异引发内应力），板弯率升至 > 0.5%；过慢（<1℃/min）会延长生产周期（每批次增加 30 分钟以上），降低效率。

二、层压温度关键参数设计依据

基材 Tg 值是温度参数设计的核心依据，层压恒温温度需低于基材 Tg 值 5-15℃（避免基材软化变形），同时高于树脂固化温度。例如：