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中國(guó)PCB專用材料企業(yè)的現(xiàn)狀與發(fā)展調(diào)查 ——鉆孔用蓋墊板

2019-08-10 10:30:38

pcb在線：  印制電路板用蓋板和墊板（簡(jiǎn)稱為蓋/墊板）是PCB機(jī)械鉆孔加工必備的重要輔助材料。由于PCB生產(chǎn)中的需要大量的蓋墊板，并且近些年隨著印制電路板鉆孔技術(shù)快速發(fā)展，生產(chǎn)PCB用蓋墊板已成為一個(gè)有一定規(guī)模的制造行業(yè)。我國(guó)是世界上最大的生產(chǎn)制造、消費(fèi)PCB用蓋墊板的國(guó)家。


一、蓋/墊板產(chǎn)品的發(fā)展史
        PCB用蓋墊板幾乎是與PCB同時(shí)誕生。剛開(kāi)始使用的是酚醛樹(shù)脂蓋板，而普通酚醛樹(shù)脂Tg較低，逐漸出現(xiàn) 鉆污等問(wèn)題。出于這一原因，在PCB業(yè)界中一度曾開(kāi)始使用環(huán)氧玻纖板，但是它不能完全解決鉆污的問(wèn)題，而且由于鉆速越來(lái)越高，產(chǎn)生的熱量也越來(lái)越多，在80年代后期對(duì)蓋板又有了導(dǎo)熱的要求，而環(huán)氧樹(shù)脂的導(dǎo)熱系數(shù)很低，不利于散熱，故不能滿足生產(chǎn)的要求，同時(shí)環(huán)氧玻纖板的成本也較高，因此這種環(huán)氧玻纖板使用的歷史并不很長(zhǎng)，就被遺棄。
        20世紀(jì)90年代初，木纖板由于具有價(jià)格便宜、穩(wěn)定性、鉆污少及耐熱性能相對(duì)較好等優(yōu)勢(shì)開(kāi)始用作于鉆孔墊板。早期出現(xiàn)的低密度木纖板表面硬度低，鉆孔時(shí)易出現(xiàn)毛刺現(xiàn)象，適合于較大孔徑的鉆孔；隨著鉆孔孔徑縮小及鉆速提高，為了很好的減少鉆孔毛刺，在90年代末期，先后出現(xiàn)了中、高密度木纖板，其表面硬度逐步提高；為了進(jìn)一步提高木纖板表面平整性和厚度均勻性，近幾年木纖板還出現(xiàn)表面砂光工藝。同時(shí)90年代初還出現(xiàn)瓦楞墊板等新型概念產(chǎn)品。 
        20世紀(jì)90年代中后期，PCB鉆孔加工中用的蓋/墊板品種選擇上還同時(shí)開(kāi)始采用另一類具有更好導(dǎo)熱性的品種，即金屬蓋板。起初使用的是普通軟鋁，鋁導(dǎo)熱系數(shù)遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于樹(shù)脂的，鉆頭最高溫度可由200℃多降至100℃多，但是它的材質(zhì)太軟，易產(chǎn)生劃傷，導(dǎo)致鉆頭打滑而出現(xiàn)孔位精度不佳、斷針等異常。于是，它的更好加工性能的替代品合金鋁蓋板就問(wèn)世，并成為至今仍為普遍使用的蓋/墊板品種之一。
        21世紀(jì)初，為適應(yīng)更細(xì)小孔徑(0.3mm以下)的鉆孔和更高鉆的孔品質(zhì)要求，蓋墊板生產(chǎn)廠家又開(kāi)發(fā)和改良了原有的酚醛樹(shù)脂紙墊板產(chǎn)品，其材料特性、密度、表面硬度、平整性、厚度均勻性、材質(zhì)等都得到改進(jìn)。同時(shí)，為了解決合金鋁蓋板表面太硬，也容易導(dǎo)致打滑的問(wèn)題，開(kāi)發(fā)出了潤(rùn)滑鋁片。它還在提高孔位精度、解決鉆頭加工中鉆頭散熱問(wèn)題上，起到重要的功效。在近年潤(rùn)滑鋁片的應(yīng)用市場(chǎng)得到了迅速的擴(kuò)大，可以預(yù)測(cè)在未來(lái)多年，它是微孔鉆孔加工中很理想的輔助材料之一。
        隨著PCB技術(shù)高端化、功能化、特殊化發(fā)展，作為PCB鉆孔輔材蓋/墊板技術(shù)也逐步朝著多樣化、精細(xì)化、功能化發(fā)展。蓋/墊板品質(zhì)、品種，對(duì)確保PCB鉆孔加工質(zhì)量、成品率、生產(chǎn)效率、鉆頭使用壽命、PCB的可靠性起到重要作用。


二、蓋/墊板功效、品種與標(biāo)準(zhǔn)
2.1蓋板定義及功效
 

        電路板鉆孔時(shí)在PCB鉆孔加工時(shí),放置在被加工的覆銅板上的板,稱為“蓋板”（Entry Material）。它是一種在印制板機(jī)械鉆孔時(shí)置于待加工板的上面，以滿足加工工藝要求的材料（見(jiàn)圖1）。

中國(guó)PCB專用材料企業(yè)的現(xiàn)狀與發(fā)展調(diào)查 ——鉆孔用蓋墊板

 

圖1 蓋板和墊板產(chǎn)品及在PCB鉆孔加工中應(yīng)用示意圖

   
        作為PCB鉆孔加工的輔助材料，蓋板有五個(gè)主要功效：① 保護(hù)板面（保護(hù)覆銅板的銅箔面，或基板鍍銅導(dǎo)電層面）,防止壓力腳壓傷板面 ； ②固定鉆頭，減少鉆孔時(shí)鉆頭搖擺幅度、偏移，使鉆頭能準(zhǔn)確定位；提高孔位精度，防止折斷鉆頭；③防止基板發(fā)生上毛頭、披峰; 減少入口性毛刺；④協(xié)助鉆針散發(fā)熱量；、降低鉆頭溫度；⑤協(xié)助清掃鉆孔針溝槽的作用；防止膩污孔；減少鉆頭的磨損和斷鉆等。
        對(duì)蓋板性能要求主要有：軟度要夠；厚度公差優(yōu)；平整及不易變形；耐高溫；吸濕性低；表面無(wú)雜質(zhì)、異物、明顯缺陷；板的厚度均勻等。 


2.2墊板定義及功效
        鉆孔時(shí)墊在電路板下，與機(jī)器臺(tái)面直接接觸的板狀墊料，稱為墊板(Back-up board)。它是一種在印制板機(jī)械鉆孔時(shí)置于待加工板的下面，以滿足加工工藝要求的材料。
        墊板的主要功效是：① 抑制下毛頭（減少出口性毛刺）；②對(duì)貫穿PCB板的鉆孔加工，起到保護(hù)鉆孔機(jī)臺(tái)面的作用；防止PCB板底面的出口性毛刺；③降低鉆頭溫度，減少鉆頭磨損；④在一定程度的清掃鉆頭上的鉆污；⑤在一定程度上發(fā)揮其定位功效，提高鉆孔精度。
        為確保基板的孔加工質(zhì)量，要求墊板具有如下特性：需求在于平整性要佳、尺寸公差優(yōu)、切削容易、表面要求硬且平、材料高溫不產(chǎn)生黏性或釋放出化學(xué)物質(zhì)污染孔壁或鉆針，以及鉆屑要求細(xì)且粉，易于排屑。硬度適宜、樹(shù)脂含量或其它雜質(zhì)成份含量少、固化程度好、不會(huì)產(chǎn)生粘性或釋放出化學(xué)物質(zhì)污染孔壁或鉆頭。 


2.3蓋/墊板產(chǎn)品品種
        根據(jù)材料的不同，市場(chǎng)上通常將蓋板分為四大類：酚醛紙蓋板(包含酚醛紙蓋板和冷沖板)、涂樹(shù)脂鋁蓋板（又稱為潤(rùn)滑鋁片）、普通鋁片(即鋁箔蓋板)、環(huán)氧玻璃布蓋板。酚醛紙蓋板業(yè)界用量較少，而冷沖板主要用于撓性板鉆孔，由木漿紙和酚醛樹(shù)脂構(gòu)成；涂樹(shù)脂鋁蓋板，用于HDI板、密集BGA、IC載板等微小孔鉆孔和撓性板鉆孔，由樹(shù)脂和鋁箔構(gòu)成；普通鋁片即鋁箔蓋板，用于普通及精細(xì)線路板鉆孔，由合金鋁箔構(gòu)成；環(huán)氧玻纖布蓋板，由環(huán)氧樹(shù)脂和玻纖布構(gòu)成，目前市面上用量極少。另外，以前也出現(xiàn)過(guò)一種復(fù)合鋁蓋板，由木漿紙（芯）和鋁箔構(gòu)成，目前已不多見(jiàn)，業(yè)已退出市場(chǎng)。
        根據(jù)材料的不同，市場(chǎng)上一般將墊板分為以下三大類：酚醛紙層壓墊板、蜜胺木墊板(含蜜胺木墊板、復(fù)合木墊板、涂膠木墊板、UV木墊板)、木纖板。酚醛紙層壓墊板，是由牛皮紙或木漿紙浸漬酚醛樹(shù)脂熱壓制成；蜜胺木墊板則是通過(guò)脲醛或酚醛或其它樹(shù)脂與木纖板經(jīng)過(guò)不同工藝制成不同類型的墊板；墊板中的木纖板，可分為中密度木纖維墊板和高密度木纖維墊板，由木質(zhì)纖維或其它植物纖維與脲醛樹(shù)脂或其它合成樹(shù)脂混合，經(jīng)熱壓制成。
        表1、表2分別所示了中國(guó)印制電路行業(yè)協(xié)會(huì)在2010年發(fā)布的印制板鉆孔用蓋板與印制板鉆孔用墊板的標(biāo)準(zhǔn)（CPCA 4403—2010）中的蓋/墊板品種分類。
 

表1  蓋板分類
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