服务器大尺寸 PCB 翘曲防控（基材与压合工艺）
来源：捷配
时间: 2025/11/25 10:15:21
阅读: 3
1. 引言?
随着服务器向 “高密度、大算力” 升级，主板 PCB 尺寸已从传统 244mm×180mm 扩展至 300mm×400mm 甚至更大，但大尺寸 PCB 因 “层间应力不均” 导致的翘曲问题愈发突出 —— 某服务器厂商曾因 300mm×400mm 主板翘曲度超 1.5%，导致 CPU 插座贴装良率仅 72%，返工成本增加 300 万元 / 月。服务器大尺寸 PCB 需符合IPC-6012F（印制板质量标准）第 2.6 条款，翘曲度要求≤0.75%（单块尺寸≥300mm 时）。捷配深耕大尺寸 PCB 定制 5 年，累计交付 60 万 + 片服务器大尺寸 PCB，翘曲合格率稳定在 99.2% 以上，本文拆解翘曲防控的基材选型、压合工艺及后期矫正方案，助力企业解决大尺寸 PCB 翘曲难题。?
2. 核心技术解析?
服务器大尺寸 PCB 翘曲的本质是 “层间应力失衡”，需聚焦三大核心影响因素，且需符合IPC-TM-650 2.4.22（PCB 翘曲测试标准） ：?
一是基材热膨胀系数（CTE），大尺寸 PCB 因面积大，CTE 差异导致的应力更显著 —— 普通 FR-4 基材 Z 轴 CTE（150℃以上）约 60ppm/℃，而生益 S1141 基材（专为大尺寸 PCB 设计）Z 轴 CTE≤45ppm/℃，捷配实验室测试显示，采用 S1141 的 300mm×400mm PCB，压合后翘曲度比普通 FR-4 低 40%；二是叠层对称性，大尺寸 PCB 需严格遵循 “对称叠层” 原则，若顶层与底层铜箔覆盖率差异超 15%，翘曲概率会增加 60%，符合IPC-2221 第 5.3.1 条款对大尺寸 PCB 叠层的要求；三是压合应力释放，大尺寸 PCB 压合后降温速度过快（＞5℃/min），会导致内部应力无法释放，翘曲度超标的风险上升 50%，按IPC-6012F 第 3.3 条款，降温速度需控制在 2℃~3℃/min。?
此外，服务器大尺寸 PCB 铜厚选择也关键，1oz 铜箔比 2oz 铜箔更易控制翘曲 —— 捷配数据显示，300mm×400mm PCB 用 1oz 铜箔时，翘曲合格率 98.5%，用 2oz 铜箔时需额外优化叠层，合格率才能达 97%。?
3. 实操方案?
3.1 基材与叠层设计?
- 基材选型：优先选用生益 S1141（Tg=170℃，Z 轴 CTE≤45ppm/℃，弯曲强度≥500MPa），若需高频性能（如服务器 PCIe 5.0 接口），选用罗杰斯 RO4535（Z 轴 CTE≤30ppm/℃，介电常数 3.66±0.05），需通过捷配 “基材 CTE 验证”（用热机械分析仪 JPE-TMA-300 测试，确保 Z 轴 CTE 达标）；?
- 对称叠层：以 8 层 300mm×400mm PCB 为例，叠层结构设计为 “信号层（铜覆盖率 40%）- 接地层（铜覆盖率 70%）- 电源层（铜覆盖率 70%）- 信号层（铜覆盖率 40%）- 信号层（铜覆盖率 40%）- 电源层（铜覆盖率 70%）- 接地层（铜覆盖率 70%）- 信号层（铜覆盖率 40%）”，顶层与底层铜覆盖率差异≤5%，用捷配叠层设计软件 JPE-Layer 5.0 自动校验对称性；?
- 铜箔管控：核心信号层用 1oz 铜箔（厚度 35μm），电源层可选用 2oz 铜箔（厚度 70μm），但需在电源层增加 “应力释放槽”（宽度 0.2mm，间距 5mm），避免铜箔过厚导致应力集中。?
3.2 压合工艺与后期矫正?
- 压合参数设定：采用捷配大尺寸专用压合机（JPE-Press-1000，最大压合面积 1200mm×800mm），压合曲线为 “升温（2℃/min 至 170℃）→保温（90min，压力 28kg/cm²）→降温（2.5℃/min 至 50℃）”，升温与降温速度严格控制在 ±0.5℃/min 内；?
- 应力释放处理：压合后将 PCB 放入恒温箱（JPE-TH-500），在 120℃下保温 60min，缓慢释放内部应力，处理后翘曲度可再降低 15%；?
- 翘曲矫正：对翘曲度 0.75%~1.0% 的 PCB，用捷配翘曲矫正机（JPE-Warp-300）进行机械矫正 —— 施加 15kg/cm² 压力，在 130℃下保温 30min，矫正后翘曲度≤0.75%，矫正合格率达 99%。?
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服务器大尺寸 PCB 翘曲防控需以 “基材低 CTE + 对称叠层 + 慢速压合” 为核心，关键在于平衡层间应力。捷配可提供 “大尺寸 PCB 全流程服务”：基材专属定制（与生益联合开发低 CTE 基材）、叠层对称性预审（JPE-Layer 5.0）、大尺寸压合专线（JPE-Press-1000），确保翘曲度可控。
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