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:
| 阶段 | 树脂状态 | 皱折风险 |
|---|---|---|
| 升温 | 树脂开始软化 | 低 |
| 熔融流动 | 粘度下降,可以流动 | 最高,铜皮可随树脂移动 |
| 凝胶 | 粘度上升,逐渐失去流动性 | 中 |
| 固化 | 完全交联硬化 | 无 |
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:
- 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。
- 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。
- 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。
- 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:
- 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;
- 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;
- 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
| 参数 | 影响 | 调整方向 |
|---|---|---|
| 胶含量(RC) | 决定可流动的树脂量 | 过高易流动过度,按填充需求选择 |
| 树脂流动度 | 决定横向推力大小 | 选流动度适中的型号 |
| 凝胶时间 | 决定流动窗口长度 | 与升温速率配合 |
| 升温速率 | 影响树脂粘度变化过程 | 偏低更平稳,但周期变长 |
| 压力曲线 | 影响流动方向与填胶 | 分段加压,避免初期高压 |
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。
- 定期检测热盘温度分布:发现偏差及时校正;
- 定期更换缓冲材料:按使用次数而非外观判断;
- 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。
进阶:皱折、分层与气泡怎么区分
| 缺陷 | 形态 | 主要成因 |
|---|---|---|
| 铜皮皱折 | 表面可见起伏或皱纹 | 流动窗口内铜皮横向位移 |
| 分层 | 层间分离,结合力不足 | 压合参数不足或表面污染 |
| 气泡 / 空洞 | 层间存在空腔 | 挥发分未排出、填胶不足 |
| 缺胶 | 局部树脂不足 | 胶含量偏低或流动过度 |
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
