一、PCB压合的原理
PCB压合通过高温高压将多层板材粘合固化，形成一体化多层板。其关键材料是半固化片（PP胶片），由环氧树脂和玻璃纤维组成。在高温高压下，树脂软化流动，填充空隙，形成均匀粘结层，并通过大分子链的扩散和渗透，实现牢固的化学键合。
PP胶片结构特点：
结构类型 | 内容 | 说明 |
分子结构 |
等规聚丙烯(lsotactic PP) | 甲基基团沿聚合物主链方向一致排列，形成高度结晶的结构，具有较高的机械强度和热稳定性。 |
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间规聚丙烯(Syndiotactic PP) | 甲基基团交替排列，结晶度较低，性能介于等规和无规之间。 |
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无规聚丙烯(Atactic PP) | 甲基基团随机排列，无定形结构，通常呈现橡胶状特性，柔韧性好但强度较低。 |
物理结构 |
结晶区与非结晶区 | PP胶片由结晶区和非结晶区组成。结晶区提供机械强度和热稳定性，非结晶区赋予柔韧性。 |
微观结构 |
球晶(Spherulites) | PP胶片中常见的微观结构，球晶的大小和分布影响其透明度和物理性能。 |
加工结构(如BOPP) |
双向拉伸 | 经双向拉伸处理后，PP胶片在机器方向和横向同时拉伸，分子链沿拉伸方向取向，提高强度和透明度。 |
二、PCB压合的流程
PCB压合的流程主要包括以下几个关键步骤：
1.材料准备
- 芯板：提供机械支撑，是多层PCB的基础。
- PP材料：起到粘合作用，是连接各层的关键材料。
- 铜箔：用于形成外层电路，需要具有良好的导电性能和稳定性。
2. 堆叠与定位
- 按设计要求将内层芯板、PP材料和外层铜箔依次堆叠。
- 使用热熔或铆合方法进行精确定位，确保各层之间的对齐。
3.层压与加热
- 将堆叠好的板材放入压合机中。
- 在高温和高压的条件下，PP中的树脂开始软化并流动，填充芯板之间的空隙，实现各层之间的紧密结合。
压合机内部结构示意图说明：
部件名称 | 功能描述 |
加热板 | 上下加热板用于提供均匀的热量，使半固化片熔化并与铜箔紧密结合 |
压力装置 | 包括液压缸、液压泵和压力传感器，用于对上模板施加精确的压力。 |
真空系统 | 通过真空泵抽真空，排出材料间的空气，确保压合过程中无气泡 |
控制系统 | 包括PLC控制器、人机界面和传感器，用于精确控制温度、压力和时间 |
工作台 | 固定待压合的材料，确保其在压合过程中的稳定性。 |
冷却系统 | 用于压合完成后快速冷却材料，确保成型效果。 |
4.冷却与固化
- 压合完成后，将板材冷却至室温，使树脂固化，形成稳定的多层结构。
- 冷却过程需要严格控制温度和压力，以避免因不均匀冷却导致的翘曲或分层。
5.后处理
- 检测：进行尺寸检测、电路连接测试和外观检查。
- 修整：对板材进行修剪和打磨，确保尺寸符合设计要求。
三、压合工艺的重要性
1.增强结构强度与稳定性
- 压合工艺通过高温高压将各层紧密结合，增强多层板的机械强度和稳定性。
- 防止翘曲与变形，确保电路板在后续组装和使用中的可靠性。
2.影响电气性能与阻抗特性
- 层压工艺直接影响信号传输线路的几何结构和特性阻抗。
- 合理的压合工艺可以确保信号的完整性和传输质量，避免信号衰减和失真。
3.关乎热管理与散热性能
- 层压工艺选择的材料和层压后的密实度会影响PCB的热导性。
- 优质的层压工艺能够提供更好的热传导性，确保热量从发热元件有效传递到PCB表面。
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