真空压合与阶梯升温：铜基板核心工艺参数的品质影响
来源：捷配
时间: 2026/01/22 09:23:04
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在铜基板的生产中，有两个工艺参数是 “生命线”—— 真空压合的真空度≤10Pa，以及阶梯升温加压的精准控制。可以负责任地说：工艺参数不到位，再好的材料也做不出高品质铜基板。今天就给大家讲讲这两个核心工艺的原理，以及它们对铜基板品质的决定性影响。
先说说真空压合，这是铜基板层压的核心环节。铜基板的层压是将铜基材、导热绝缘层、铜箔线路层压合在一起，形成紧密的整体。这个过程中，最大的敌人就是气泡—— 绝缘层和铜基材之间如果有气泡，会直接导致两个严重问题：一是导热效率大幅下降，因为空气的导热系数只有 0.023W/m?K，远低于导热绝缘层的 2.5W/m?K；二是绝缘性能下降，气泡会成为绝缘层的 “薄弱点”，耐电压测试时容易被击穿。
要消除气泡，就必须控制真空度。行业标准要求真空度≤10Pa，这个数值是怎么来的？当真空度达到 10Pa 时，压合腔内的空气含量极低，绝缘层在加热软化后，内部的挥发物（比如环氧树脂中的溶剂）会被快速排出，不会形成气泡。如果真空度不够（比如只有 50Pa），压合腔内的空气无法完全排出，就会被困在绝缘层和铜基材之间，形成肉眼看不见的微小气泡。
我曾经做过一个对比实验：同样的材料，一组用 10Pa 真空度压合，另一组用 50Pa 真空度压合。测试结果显示，10Pa 组的导热系数是 2.8W/m?K，耐电压测试通过 2500V；50Pa 组的导热系数只有 1.5W/m?K，耐电压测试在 1200V 时就被击穿。这个实验充分证明了真空度的重要性。
再说说阶梯升温加压工艺，它和真空压合是 “黄金搭档”。层压不是简单的 “加热加压”，而是分三个阶段精准控制，每个阶段的目标都不同。
第一阶段是预热阶段：温度 80-100℃，压力 0.2MPa，时间 1-2min。这个阶段的作用是软化导热绝缘层的环氧树脂胶，让胶层开始流动，同时排出胶层中的挥发物。如果温度太高、压力太大，胶层会快速固化，挥发物来不及排出，就会形成气泡；如果温度太低，胶层软化不充分，后续压合时无法和铜基材紧密结合。
第二阶段是压合阶段：温度 160-180℃，压力 0.5-0.8MPa，时间 3-5min。这是层压的核心阶段，环氧树脂胶在高温高压下发生固化反应，将铜基材、绝缘层、线路层牢牢粘在一起。温度和压力的选择要根据绝缘层的厚度和类型调整：绝缘层越厚，温度越高、时间越长；陶瓷颗粒填充的绝缘层，压力要比普通绝缘层高 0.2-0.3MPa，才能保证胶层填充均匀。这个阶段的温度误差必须控制在 ±3℃以内，否则会导致胶层固化不均，局部结合力不足。
第三阶段是冷却阶段：温度从 180℃缓慢降至 50℃以下，压力保持 0.3MPa。这个阶段最容易被忽略，但却是防止铜基板翘曲的关键。铜基材和绝缘层的热膨胀系数不同，如果冷却速度太快，铜基材收缩快，绝缘层收缩慢，就会导致基板翘曲。我们通常采用 “阶梯降温”，每分钟降温 5-8℃，让两者同步收缩，保证基板的平整度（翘曲度≤0.5%）。
除了真空度和升温加压，压合设备的精度也很重要。我们选用的真空压合机，温度均匀性误差≤±2℃，压力均匀性误差≤±0.05MPa，这样才能保证每块基板的压合效果一致。
工艺参数的管控是一个系统工程。我们会在压合机上安装传感器，实时采集真空度、温度、压力数据，上传到 MES 系统。如果参数偏离设定值，系统会自动报警并停机，避免批量不良。这也是规模化生产中保证铜基板品质稳定的关键。
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