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从树脂流动到层间贴合:压合缓冲垫在提升品质中的全流程应用

在多层PCB制造工艺中,压合作为核心环节之一,直接影响成品板的尺寸稳定性、层间结合强度以及电气可靠性。而在这一流程中,很多工程人员往往聚焦于参数控制、温度曲线优化,却容易忽视一个“关键辅材”——压合缓冲垫(Cushion Pad)。事实上,从树脂的热熔流动、气体的释放排出,到多层结构的贴合固化,缓冲垫都发挥着至关重要的作用。一、缓冲垫辅助排气,避免“泡”在第一步压合流程的第一步是预热脱气。此阶段主

在多层PCB制造工艺中,压合作为核心环节之一,直接影响成品板的尺寸稳定性、层间结合强度以及电气可靠性。而在这一流程中,很多工程人员往往聚焦于参数控制、温度曲线优化,却容易忽视一个“关键辅材”——压合缓冲垫(Cushion Pad)。事实上,从树脂的热熔流动、气体的释放排出,到多层结构的贴合固化,缓冲垫都发挥着至关重要的作用。

一、缓冲垫辅助排气,避免“泡”在第一步

压合流程的第一步是预热脱气。此阶段主要任务是将多层板中的水汽、挥发物及残留空气排出,避免在升温与加压过程中形成气泡、黑点或树脂空洞。如果此阶段排气不彻底,后续高温高压下气体无法逃逸,极易导致成品板出现:树脂起泡、夹气;盲孔、埋孔处树脂空洞;分层、板内黑点等不良。而此时缓冲垫的核心作用在于:提供柔性导流路径,帮助气体在热压板与PCB叠层之间形成微排气通道;与脱模布配合使用,增强整体结构的通透性;表面纤维结构吸附微量挥发物,避免残留污染。

特别在盲孔HDI、高层埋盲孔板压合中,若未使用具有透气性能的缓冲垫,容易在孔口形成“密封层”,造成气体堆积,直接诱发成品起泡。小结:预热脱气阶段选用高柔性、微透气结构的缓冲垫,是第一道防泡关键。

反复用压合垫.jpg

二、提升热传导效率,让树脂真正“流”起来

进入升温热熔阶段,压合系统通过控制温度曲线,使PP(Prepreg,半固化片)中的树脂逐渐熔融并开始流动。这一阶段树脂的状态变化对后续贴合质量有决定性影响。

常见问题包括:树脂熔化不均匀,产生局部堆积;熔融过快但流动受限,导致线缝填充不足;热响应慢,导致部分区域固化前未能填满盲孔。此时缓冲垫的第二大作用体现在优化热传导路径:某些材质(如PI复合、导热型橡胶垫)具备良好热导率,能将热能均匀传递至每层板材;缓冲垫作为热板与板材之间的过渡界面,消除了局部热梯度,提高树脂熔融的一致性;对于结构不对称或存在铜厚差异的板型,缓冲垫能有效填补空隙,避免因热不均产生压痕或焦黄。合理配置缓冲垫,不仅使升温更快更均匀,还能缩短热压窗口时间,提升效率与良率。小结:导热性强的缓冲垫能让树脂“流得快”、“流得稳”、“流得准”。

高温缓冲垫.jpg

三、均压缓冲,保障树脂流动与层间贴合同步完成

当树脂进入最佳流动状态后,压合系统会进入压力保持阶段,在稳定温度和高压环境下维持一段时间,使树脂充分流动填充并完成初步固化。此阶段若压力不均,会导致:层间树脂厚薄不一;内应力残留导致贴合不牢;某些区域树脂被挤出,出现裸铜或空层。缓冲垫在该阶段的第三个关键作用是实现压力均衡与应力缓释:具备弹性的缓冲垫能自动适应多层板中的微小厚度差异,防止“局部硬压”;避免铜箔或BGA焊盘受压过重而变形、断裂;在盲孔或埋孔区域形成“柔性垫层”,保护微孔结构不被压裂。

在高阶HDI板、多次积层压合中,缓冲垫的作用尤为明显。选择高弹性材料(如氯丁橡胶、橡胶+PI复合)可明显降低盲孔缺陷率。小结:均压靠的是“弹性适配”,不是死板压力。缓冲垫=“可控应力调节器”。

红色硅胶垫.jpg

四、吸收热应力,降低翘曲与应力开裂

在热压完成后,多层PCB需迅速降温至常温以稳定结构。这一阶段会释放大量热应力,若无有效缓冲结构配合,极易出现板翘曲、层间分离、树脂开裂等现象。缓冲垫的第四项作用便是在冷却过程中起到吸应力、稳结构、降变形的辅助作用:弹性材料在冷却收缩过程中提供“跟随”性,缓解各层材料热胀冷缩系数不同带来的拉应力;降低刚性热板对成品板的“硬压收缩”,避免冷却压伤;特别适用于大板尺寸、异形板、高Tg树脂体系等热敏感结构。此外,高分子复合垫(如PI+硅胶)具备良好的尺寸稳定性,可提升冷却后的板件平整度与尺寸一致性,便于后续钻孔和贴装作业。小结:缓冲垫能把“冷却应力”变“缓和落地”,关键在材质与厚度配合。

五、选对垫材,成品率可提升5~15%

很多企业在初期导入缓冲垫时仅关注“成本”,但实际使用后却发现其带来的良率提升远超预期。根据多家PCB企业反馈,合理选择并规范使用压合缓冲垫后:多层板整体良率提升5~10%;HDI压合气泡缺陷下降约30~50%;压伤、翘曲、分层等报废率显著降低;工艺窗口控制更清晰,参数更易标准化。为了发挥缓冲垫在全流程中的最大价值,建议企业从以下几个方面入手:材料匹配结构:不同板型匹配不同材质(橡胶/芳纶/PI/复合);厚度合理规划:根据树脂流动速度、层数厚度、设备间隙灵活调整;使用寿命管理:可重复使用材料建立更换周期与追溯机制;参数联动控制:与升温速率、压力曲线、脱气时间协同匹配;建立SOP规范:将缓冲垫操作标准化、物料绑定、图纸标识,避免混用。

六、结语

从树脂流动到层间贴合,每一步压合工艺的细节,都是决定PCB品质的关键。而压合缓冲垫,作为支撑这一流程“张力与热力平衡”的隐性角色,正在成为制造良率背后的关键因素。别再低估这片“软材料”的力量——它既能稳住工艺窗口,也能撬动良率曲线。从今天开始,重新审视并科学使用压合缓冲垫,让你从根本上赢在成品品质的起点。


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