如何克服合后PCB板面皱折应？

在PCB（Printed Circuit Board，印刷电路板）制造过程中，铜皮的平整性对最终产品的质量至关重要。如果铜皮没有放平，就会导致皱折问题，这可能会影响电路板的性能和可靠性。本文将讨论如何避免PCB铜皮绉折问题，以确保高质量的电路板制造。

进阶：压合过程到底发生了什么

要理解皱折，先要理解压合。多层板的压合是把内层芯板、半固化片（PP）与铜箔叠在一起，在高温高压下让树脂熔融、流动并最终固化成一个整体：

关键结论是：皱折只可能发生在树脂处于流动状态的窗口内。一旦树脂凝胶固化，铜皮的位置就被固定下来。因此所有防皱措施，本质上都是在控制这个窗口内铜皮的相对位移。

• 升温速率决定窗口长度：升温越快，流动窗口越短；
• 压力决定流动方向：压力不均会让树脂带着铜皮横向移动；
• 载盘决定约束强度：约束越强，铜皮越不易滑动。

压合工艺要点见压合工艺：高多层PCB制造的灵魂；半固化片与叠构见PCB内层干膜和湿膜的区别。

铜皮平整性与电路板质量

PCB的平整性对于电路板的性能和可靠性至关重要。铜皮是PCB的导电层，负责连接各个元件和电路。如果铜皮出现绉折问题，可能会导致以下一系列问题：

1. 焊接问题： 绉折的铜皮可能导致焊接不良，影响焊点的质量和稳定性。
2. 信号完整性问题： 铜皮的绉折可能导致信号线路的不连续，从而影响信号的传输。
3. 电气性能问题： 绉折可能导致电路板的电气性能下降，包括电阻和电容的变化。
4. 可靠性问题： 绉折可能导致电路板的可靠性下降，缩短了其寿命。

因此，保持铜皮的平整性对于PCB的质量至关重要。

进阶：铜分布均衡——设计端最重要的一件事

原文提到「一边大铜面、一边大空区」最容易出皱折，这背后的原理是树脂流动的横向差异：

• 大铜面区域：树脂无处可去，被压在铜面之间，几乎不流动；
• 大空区区域：树脂大量汇集并横向流动，形成强烈的横向推力；
• 交界处：两种区域的流动状态突变，铜皮在这里被推挤、起皱。

解决办法在设计端就很明确：让铜分布尽量均匀。常用的三种手法是：

1. 加平衡铜：在空旷区域补充无电气连接的铜块或网格，让铜覆盖率趋于一致；
2. 改用网格铜：大面积铜面改为网格，既保留屏蔽作用又改善树脂流动；
3. 调整层叠顺序：让相邻层的铜分布互补，避免空区叠加在同一位置。

第 1 条需要注意，平衡铜必须是无网络连接、且不与其它铜皮形成天线结构的孤立铜块，并要避开高速信号区域，否则可能引入新的信号完整性问题。

覆铜注意事项见PCB覆铜需要注意的8个事项；铜箔特性见铜箔：PCB的生命线。

铜皮绉折的原因

铜皮绉折问题可能有多种原因，以下是一些常见的原因：

1. 基材空白区问题

如果在PCB的基材空白区存在问题，即在融熔过程中产生大量流动，就会导致铜皮支撑性差而滑动的可能性增加。多数电路板制造商会注意到内层基板线路配置问题，尽量避免让空区过度明显。绉折通常会发生在线路密度差异较大的区域，尤其是一边设计为大铜面一边却出现大空区的位置。

2. 胶片组合方式和热压参数

胶片的选择和热压参数也会对铜皮的绉折产生影响。如果胶片叠合移动或产生流胶不当，铜皮在融熔树脂表面会飘移，必然会产生绉折。要防止这类问题发生，压板用的载盘设计非常关键。目前，许多制造商使用的载盘设计采用了弹性高度调控的挡滑设计，这种设计可以在压板过程中完整防止钢板偏滑，从而减少绉折问题的发生。

3. 胶片的选择

在胶片选择方面，应尽量避免使用胶含量过高的类型，并在压合升温速率上采取较低的水平，只要能够确保填充完整即可。选择合适的胶片类型和参数可以降低绉折问题的发生。

进阶：半固化片选型与压合参数

原文强调避免使用胶含量过高的胶片，正是因为它会带来多余的流动树脂。选片的原则是「刚好填满」而非「越多越保险」：填胶不足会出现缺胶与空洞，填胶过量则增加流动与皱折风险，两端都要避开。

厚铜板特性见PCB覆铜需要注意的8个事项；压合难点见高多层线路板制造难点和关键工序控制。

如何避免PCB铜皮绉折问题

为了避免PCB铜皮绉折问题，以下是一些实用的建议：

1. 合理设计基板

在设计PCB时，应尽量避免在基材空白区域设置过大的空区，特别是在一边设计为大铜面一边却出现大空区的情况。合理的线路布局可以减少绉折问题的发生。

2. 选择合适的载盘设计

在PCB制造过程中，选择适用的载盘设计非常关键。弹性高度调控的挡滑设计可以有效防止钢板偏移，减少绉折问题的发生。

3. 注意胶片选择

选择胶片时，应避免使用胶含量过高的类型，并确保胶片叠合移动和流胶不会导致铜皮飘移。

4. 控制热压参数

合理控制热压参数，包括温度和压力，以确保融熔树脂和铜皮之间的黏合性良好，减少绉折问题的发生。

5. 定期检查制造过程

定期检查制造过程，包括胶片的叠合情况和载盘的使用情况。及时发现问题并采取纠正措施可以减少绉折问题的风险。

进阶：载盘设计与设备状态

压合用的载盘（钢板与托盘）决定了层间的约束条件。原文提到的弹性挡滑设计，目的就是防止叠层在压合过程中横向滑移：

• 钢板平整度：钢板变形会造成压力分布不均，直接导致局部皱折；
• 挡滑结构：限制叠层的横向位移，是最直接的防皱措施；
• 缓冲材料：缓冲垫的状态影响压力传递的均匀性，需定期更换；
• 叠板对齐：叠层时各层对位偏移本身就是一种位移源。

设备方面要关注两点：热盘温度的均匀性，以及真空系统的有效性。温度不均会让不同区域的树脂粘度不同步，真空不足则会让挥发分滞留形成气泡，两者都会加剧皱折与空洞。

1. 定期检测热盘温度分布：发现偏差及时校正；
2. 定期更换缓冲材料：按使用次数而非外观判断；
3. 记录每批压合参数：为异常追溯提供依据。

多层板压合问题见多层电路板分层出泡的原因和解决方法；翘曲标准见PCB线路板翘曲度的标准及测试方法。

结论

PCB铜皮绉折问题可能会对电路板的性能和可靠性造成严重影响，因此制造商和设计者需要采取措施来避免这些问题的发生。合理设计基板，选择适当的载盘设计，注意胶片选择，控制热压参数，以及定期检查制造过程都是减少绉折问题的关键步骤。通过采取这些措施，可以确保PCB的高质量制造。

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进阶：皱折、分层与气泡怎么区分

这四类缺陷的改进方向并不相同，切片判读时先确定类型再采取措施。值得一提的是，它们有时会同时出现——例如填胶不足既会形成空洞，也会因为局部压力不均诱发皱折。

• 目视与手感初判：皱折通常在表面可见；
• 切片确认：确定是层间结合问题还是铜皮位移问题；
• 超声扫描：适合批量检查层间结合状态。

信号完整性影响见PCB设计中信号完整性问题；可靠性要点见19个线路板可靠性和微切片技术要点。

常见问题解答

1. PCB铜皮绉折问题会对电路板的性能有何影响？

铜皮绉折问题可能导致焊接问题、信号完整性问题、电气性能问题和可靠性问题，从而影响电路板的性能和可靠性。

2. 为什么基材空白区问题会导致绉折？

基材空白区问题可能导致融熔过程中大量流动，使铜皮支撑性差而滑动，增加了绉折的可能性。

3. 载盘设计对PCB铜皮绉折有何影响？

合适的载盘设计可以防止钢板偏滑，减少绉折问题的发生。

4. 如何选择合适的胶片？

应尽量避免使用胶含量过高的胶片类型，并确保叠合移动和流胶不会导致铜皮飘移。

5. 为什么要控制热压参数？

控制热压参数可以确保融熔树脂和铜皮之间的黏合性良好，减少绉折问题的发生。

如果您需要更多信息或有其他问题，请随时咨询我们。

6. 薄板更容易皱折吗？

是的。薄板的铜皮与芯板刚性更低，在树脂流动时更容易被推动。因此薄型多层板对压合参数、载盘状态与铜分布均衡的要求更高，设计时尤其要注意避免大面积空区。

7. 平衡铜会影响电气性能吗？

有可能。平衡铜是孤立的铜块，若放置在高速信号附近会形成寄生耦合，改变局部阻抗。因此平衡铜应尽量远离关键高速走线与射频区域，并保持足够的间距。

8. 压合参数能通用吗？

不能。不同材料体系、不同叠构、不同板厚对应的最佳参数都不同。新材料导入时应做压合试验确定参数窗口，直接沿用旧参数是导致批量缺陷的常见原因。

9. 皱折能在后工序被发现吗？

多数可以。严重的皱折在外观检查中就能发现，轻微的则需要靠切片或超声扫描。因此除了目视检查，对高风险批次做切片抽检是必要的手段。

10. 设计端能做的最有效一件事是什么？

均衡铜分布。这是成本最低、效果最显著的措施，只需要在布线完成后做一次铜分布检查，在空旷区域补充平衡铜即可。相比之下，等到压合环节再去调参数，属于被动补救。

11. 皱折的板能不能返修？

基本不能。压合后的皱折意味着层间结构已经固化成形，无法通过重新压合恢复。因此这类缺陷只能报废，这也是为什么压合被视作多层板制造中风险最高的工序之一。

延伸阅读：PCB设计中信号完整性问题 · 高速PCB设计中的10个信号完整性问题