一种厚铜电源板压合加工方法及厚铜电源板与流程

本发明涉及印制电路板制造，具体涉及一种厚铜电源板压合加工方法及厚铜电源板。

背景技术：

1、随着高性能计算和人工智能技术的快速发展，对电源板的通流能力和集成度要求日益提高。为满足大电流传输需求，电源板通常需要采用厚度较大的铜箔作为内层导电层，例如采用6oz厚度的铜箔，并通过多层堆叠形成高层次板，如36层板，其总铜厚可达200oz以上。此类厚铜多层板在压合加工过程中面临普通工艺无法解决的技术难题。

2、在传统的多层板压合工艺中，相邻的铜层之间铺设半固化片作为层间绝缘粘结材料。压合程式通常设定最高温度在200℃至210℃之间，高温保温时长为100分钟至120分钟，以确保树脂充分熔融流动并固化。然而，当此传统工艺应用于全部内层均为6oz厚铜的36层叠板时，会产生严重的发黑和分层缺陷。

3、分析其失效机理，主要源于三个因素的耦合作用。其一，6oz全铜面相当于在每一层半固化片的上下表面铺设了巨大的储热板。升温时铜快速吸热使半固化片被迅速加热至超过其玻璃化转变温度的状态；保温时铜持续放热，实际树脂温度高于压机设定值5℃至15℃；降温时铜的储热无法快速散出，半固化片被持续焖烤。其二，此类电源板为全铜面设计，残铜率极高，仅在少量过孔处有绝缘环。全铜面的半固化片夹层在压合时，层间微缝隙截留的空气在高温下与树脂发生氧化反应，该反应速率随温度和时间呈指数级增长。其三，传统采用的1027型半固化片为扁平编织结构，不利于树脂的充分流动，且其自身的热氧老化抗性有限。在焖烤与氧气的双重作用下，树脂发生不可逆的热氧老化，宏观表现为截面发黑和层间分层。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种厚铜电源板压合加工方法及厚铜电源板，以解决现有技术中厚铜多层板在压合过程中易出现发黑和分层的问题。

2、为实现上述目的，本发明的技术方案如下：一种厚铜电源板压合加工方法，包括：提供一多层叠板，其内层包含厚铜层；在所述多层叠板的非功能区设置沿层叠方向延伸的树脂填缝；在相邻内层之间铺设树脂流动度在压合条件下高于1027型半固化片的高流动性半固化片；将所述多层叠板在全程真空状态下进行压合，压合程式中包含升温至固化温度的升温阶段，在该升温阶段中温度与压力同步上升，并在固化温度下保温一缩短的预设时长后降温。本发明的上述方法，通过在叠构侧设置树脂填缝以消除空旷区的压力松弛，采用高流动性半固化片从材料端改善树脂的填充和排气能力，并在压合程式中将全程真空、温压同步上升、缩短高温保温时长三个工艺特征有机协同。全程真空持续移除氧化反应所需的氧气；温压同步上升使高流动性树脂能够随着温度升高、粘度降低而逐步被挤入铜面缝隙，同时将残余气体从边缘挤出，实现边排气边填充；由于填充充分且气体已排除，核心固化保温时长得以从传统的120分钟量级大幅缩短，从而直接压缩了热氧老化反应的时间窗口。这些特征的协同作用，形成了从消除催化剂到限制反应条件的完整闭环，最终达成无发黑无分层的技术效果。

3、在上述方法中，优选地，所述多层叠板为36层，所述内层厚铜层为6oz规格，所述高流动性半固化片为1060型半固化片，所述缩短的预设时长为60分钟，所述固化温度为200℃。本优选方案将各上位概念具体化为经过实践验证的最优参数组合。36层6oz厚铜的叠层是本方法所要解决的技术问题最突出的应用对象；1060型半固化片具有行业标准的树脂流动度和胶含量，其流动特性与6oz铜面缝隙尺寸相匹配；200℃固化60分钟，是在确保树脂完全固化的前提下，能够最大程度抑制热氧老化的精确平衡点。

4、在上述方法中，优选地，所述升温阶段中温度与压力同步上升，是从起始温度100℃与起始压力80psi开始，分阶段同步上升至固化温度200℃与全压380psi。本优选方案将同步上升进一步细化为具有工程可行性的多段温压平台。从100℃/80psi起步，经过135℃、160℃、180℃等中间平台的阶梯式爬升，使得树脂在不同粘度区间均能获得与之匹配的填充驱动力，避免因压力过大导致树脂流失或压力过小导致填充不足。

5、在上述方法中，优选地，在所述固化温度下保温后，执行降温降压阶段，在该降温降压阶段中温度与压力同步下降。本优选方案将温压同步的理念延伸至降温段。在降温过程中，厚铜与树脂因热膨胀系数差异产生界面应力，若不及时释放将导致微裂纹和分层。同步降压能够补偿树脂体积收缩，维持界面结合强度大于收缩应力，实现全流程的应力管理。

6、在上述方法中，优选地，所述降温降压阶段，是从200℃与全压状态，同步降至100℃与100psi，随后卸压并自然冷却。本优选方案给出了降温降压的具体终点参数。100℃以下树脂已完全进入玻璃态，此时卸除剩余压力并自然冷却，可使板件在无外力状态下释放残余应力，避免翘曲变形和层间微分层。

7、在上述方法中，优选地，在压合过程中监控料温，确保峰值温度不超过205℃，且180℃以上的总驻留时间不超过70分钟。本优选方案引入了料温监控作为工艺可靠性的保障。由于厚铜的储热效应，压机设定温度与板件实际温度存在偏差，设置205℃的峰值温度和70分钟的高温驻留时间上限，可有效防止厚铜蓄热导致的二次焖烤超限，确保工艺窗口的稳定性。

8、在上述方法中，优选地，所述全程真空状态，是指在压合程式中，从开始升温直至完成固化的全过程中持续抽真空。本优选方案明确了全程真空的时间边界。区别于仅在排气阶段抽真空的传统模式，本发明将真空维持至固化完成，确保在保温阶段亦无空气回吸，彻底杜绝热氧反应的氧气来源。

9、在上述方法中，优选地，所述非功能区为板边区域，所述树脂填缝在压合前预制并置入该区域。本优选方案将非功能区界定为板边的工艺边区域，该区域在成品成型时将被切除，因此填缝结构不影响产品的电气性能和最终外形。预制置入的方式便于标准化作业，提高生产效率。

10、在上述方法中，优选地，所述高流动性半固化片的树脂流动度，在压合条件下高于1027型半固化片。本优选方案为高流动性这一功能性限定提供了明确的参照标准和比较基准，使得权利要求的保护范围具有可验证性和确定性。

11、一种由上述任一项所述方法直接制造的厚铜电源板，其层间绝缘层由高流动性半固化片固化而成，且其非功能区具有贯穿各内层的树脂填缝。本发明还提供由上述方法直接获得的产品。该产品的层间绝缘层由高流动性半固化片固化形成，其微观结构区别于传统1027型半固化片固化的产品，具有更均匀的胶层厚度和无气隙的致密界面。同时，其板边非功能区保留了贯穿各内层的树脂填缝结构，该结构是本发明方法在产品上的独特痕迹特征，可作为侵权判定的直观依据。

12、与现有技术相比，本发明的有益效果在于：

13、1.本发明通过在叠板非功能区设置沿层叠方向延伸的树脂填缝，预先占据压合空旷区域，在压合时作为刚性支撑体将压机施加的全压力均匀传递至内部各叠层界面，确保铜面下方也能获得充足且均匀的树脂填充，从物理根源上消除分层诱因。

14、2.本发明采用高流动性半固化片替代传统1027型扁平玻纤布半固化片，在压合温度下熔融粘度更低，能够顺着铜面缝隙和玻纤布孔隙充分浸润填充，大幅减少甚至消除层间微气泡和气隙，切断热氧老化的氧气来源，从根源消除发黑所需的催化剂。

15、3.本发明将全程真空、温压同步上升、缩短高温保温时长三个工艺特征有机协同。全程真空持续移除层间残留空气和挥发物；升温阶段温度与压力同步上升使得树脂在逐渐软化的同时压力逐渐增大，以最优速率将树脂挤入缝隙并同时排出气体；由于前期已实现充分填充和排气，核心固化保温时长可从传统的100分钟以上缩短至60分钟，直接减少了树脂在高温有氧环境下的暴露时间，大幅降低了热氧老化反应速率。

16、4.本发明的上述特征并非简单叠加，而是存在紧密的协同关系。高流动性半固化片是温压同步填充效果最大化的物质基础，温压同步填充是实现全程无气隙的工艺保障，无气隙的达成使得缩短高温保温时长成为可能，全程真空则贯穿始终为整个填充和固化过程提供普遍防护。本领域技术人员在申请日前，基于对厚铜板二次焖烤效应的常规认识，通常会认为采用更高流动性的半固化片会加剧树脂在降温段的蓄热老化风险，因而缺乏动机将高流动性半固化片与缩短保温时长组合使用。本发明克服了这一技术偏见，取得了预料不到的无发黑无分层的技术效果。

17、5.本发明在降温阶段同步执行温度与压力的下降，使得外部压力的递减与树脂体积收缩的速率相匹配，补偿了热收缩产生的应力，避免了界面微裂纹和分层的产生。这一特征与升温段的温压同步形成前后呼应的全程应力管理闭环，进一步强化了无分层的技术效果。