AI PCB制造环节之压合(设备篇)

2026-05-05 19:52:302

在AI PCB的所有制造环节中,压合(Lamination)往往是最容易被忽略、却最决定“生死”的工序。
如果把PCB比作一栋大楼,那么压合就是把每一层楼板(芯板)、水泥(半固化片PP)和墙面(铜箔)牢牢粘合在一起的核心工序。对于AI服务器用的18层以上高阶板、甚至Rubin架构的78层正交背板来说,压合不仅仅是“粘合”,更是决定信号传输稳定性、层间对准精度以及最终良率的关键命门。
今天我们就继曝光之后,把压合环节从工艺、难点到核心公司彻底拆透,给大家做个深度参考。
一、 压合环节到底是干啥?全流程拆解
压合的核心目的是将内层芯板、半固化片(Prepreg/PP片)、外层铜箔在高温高压下压合成一个整体,形成多层PCB的实体结构。
以一块AI服务器常用的18层板为例,全流程如下:
1. 内层板棕化(Brown Oxidation):对已经完成线路制作的内层板进行表面氧化处理,形成微观粗糙面,增加与半固化片(PP片)的结合力,防止后期分层。
2. 叠板(Lay-up):这是最考验细心和技术的环节。按照“铜箔→PP片→芯板→PP片→芯板……→铜箔”的顺序,在洁净环境下堆叠。AI PCB对灰尘零容忍,一颗微米级灰尘就会导致层间气泡,整板报废。
3. 冷压(Pre-press):先进行冷压,排出层间空气,防止气泡产生。这一步对M9 Q布这类硬度高、空气难排出的材料尤为重要。
4. 热压(Heat Press):在高温(通常180℃-220℃)和高压下,让PP片完全熔融并浸润芯板,固化后形成牢固的绝缘层。
5. 冷却(Cooling):控制降温速率,防止由于热胀冷缩不一致导致板子翘曲变形。
6. 拆板与X射线钻靶(X-ray Drilling):压合完成后,板子会收缩变形。通过X射线透视内层靶标,精准定位钻孔位置,为后续钻孔工序提供基准。
📌 高阶板难点:如果是Rubin架构的78层正交背板,不是一次压合就能搞定的。需要采用“分次压合”工艺(如3次以上压合),先压内层子板,再与外部层压合,每多一次压合,对位误差风险就成倍增加。
二、 压合环节的“三座大山”:技术壁垒与急需解决的问题
AI PCB向超高多层(78层)、超厚板(8mm以上)、新材料(M9 Q布)演进,压合环节遇到了前所未有的挑战。
1. 层间对位精度:误差不能超过25μm
这是压合环节最核心的生死线。18层以上的AI PCB,层间线路对位偏差必须控制在25μm以内。一旦偏差过大,后续钻孔就会打偏,线路互连失败,整个价值数千元的板子直接报废。
- 难题:Rubin Ultra的78层正交背板需要3次以上压合,每次压合都会产生微米级的涨缩。累计误差控制极难。
- 现状:高端压合设备必须配备高精度X射线钻靶系统(X-ray Drill),实现自动对准。但国内设备在应对超高层板的多层对准算法上,还在追赶德国Schmoll等海外龙头。
2. 材料适配难度:M9 Q布让压合“压力山大”
英伟达Rubin架构导入M9 Q布(石英布),SiO₂含量高达99.99%,硬度极高,热膨胀系数(CTE)极低。
- 工艺难点:M9材料“又硬又脆”,传统压合的温度和压力曲线不适用。温度偏差超过5℃,或者压力不均,就会导致板子内部出现微裂纹、分层(Delamination)或气泡。据行业反馈,一旦工艺失控,良率可能直接掉10个点以上。
- 急需解决:国内设备商正在攻克适用于M9材料的高端压合设备,需要更精准的温控系统(多温区独立控制)和压力控制系统。
3. 效率与良率的平衡:最耗时的“瓶颈”
压合是PCB生产中最耗时的单工序,单次压合周期长达1-2小时。
- 痛点:对于18层以上需要多次压合的板子,压合耗时占总生产时间的20%-25%,甚至能到30%。
- 急需解决:如何在保证M9材料压合良率的前提下,通过快速升降温技术(Fast Press)缩短周期,是设备商的核心竞争力。
三、 压合设备市场格局:外资守高端,国产追核心
压合设备占PCB设备总投资的8%-10%。单台高端冷/热压机价格在100-300万元不等。
- 海外龙头:德国Schmoll(施密特)、中国台湾大量科技(Plotech)。它们在高阶载板、78层超厚板压合设备上占据主导地位,交货周期长,服务响应慢。
- 国内龙头:大族数控(301200.SZ)。作为全球PCB设备龙头,其压合设备已经覆盖全品类,在国内中高阶市场市占率领先,正在向Rubin架构所需的超高层压合设备突破。
四、 核心公司深度拆解:谁在压合环节真正有壁垒?
1. 大族数控(301200.SZ):全球PCB设备龙头,压合全品类覆盖
主营业务
公司是全球领先的PCB专用设备龙头,产品覆盖钻孔、曝光、压合、检测等全工序。根据2024年财报,公司压合类设备收入占比2.45%(2025H1数据),虽然占比不如钻孔设备(62.84%),但技术含量高,是高端板不可或缺的环节。
技术壁垒
- 全品类覆盖:具备从普通多层板到IC载板、78层正交背板的全系列压合设备供应能力。
- 精准控制:高端压合设备采用多区独立温控技术,温控精度可达±1℃,压力控制精度高,能够适配M7/M8甚至M9材料的加工需求。
- X射线集成:压合后配套的X射线钻靶设备技术成熟,能够自动识别内层靶标,解决高层板对位难题。
研发能力与订单管理
- 研发投入:2025年前三季度研发投入持续加码,公司在高阶HDI、高多层板设备上的技术迭代速度极快。
- 订单情况:受益于AI PCB扩产潮,公司2025年前三季度营收39.03亿元(同比+66.53%),归母净利润4.92亿元(同比+142.19%)。下游PCB厂(胜宏、沪电等)的扩产计划(总计超600亿元投资)中,压合设备作为核心资产,订单需求旺盛。
东吴证券2026年2月9日估值表,公司2025E归母净利润8.36亿元,2026E 15.4亿元,对应PE 83倍、45倍,作为设备龙头享受高估值溢价。
2. 德国Schmoll(非上市)/ 台湾大量科技(非上市):传统压合霸主
- 技术地位:在高阶IC载板、超大尺寸背板压合领域,德系和台系设备仍占据高端市场主导地位。其设备的稳定性、温控均匀性在78层以上板子加工中仍有优势。
- 局限:价格昂贵(高端机型超300万元),交货周期长(6-8个月),且售后响应不如国产厂商灵活,给了大族数控等国产厂商弯道超车的机会。
五、 总结
1. 压合是不可绕过的“隐形关卡”:在Rubin架构带来78层正交背板需求爆发的背景下,压合设备的精度直接决定了高多层板的良率。
2. 材料升级倒逼设备迭代:M9 Q布的导入,对压合设备的温控、压力控制提出了苛刻要求,只有掌握核心工艺的设备商才能吃到这波红利。
3. 国产替代加速:虽然高端压合目前外资仍占优,但以大族数控为首的国产设备商,凭借快速响应、高性价比和不断突破的技术,正在加速导入英伟达供应链的PCB厂商。
⚠️ 风险提示:AI服务器需求不及预期、Rubin架构量产进度推迟、国产设备技术突破不及预期、行业竞争加剧导致价格战。
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