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中國PCB專用材料企業的現狀與發展調查 ——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（簡稱為蓋/墊板）是PCB機械鉆孔加工必備的重要輔助材料。由于PCB生產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快速發展，生產PCB用蓋墊板已成為一個有一定規模的制造行業。我國是世界上最大的生產制造、消費PCB用蓋墊板的國家。


一、蓋/墊板產品的發展史
        PCB用蓋墊板幾乎是與PCB同時誕生。剛開始使用的是酚醛樹脂蓋板，而普通酚醛樹脂Tg較低，逐漸出現 鉆污等問題。出于這一原因，在PCB業界中一度曾開始使用環氧玻纖板，但是它不能完全解決鉆污的問題，而且由于鉆速越來越高，產生的熱量也越來越多，在80年代后期對蓋板又有了導熱的要求，而環氧樹脂的導熱系數很低，不利于散熱，故不能滿足生產的要求，同時環氧玻纖板的成本也較高，因此這種環氧玻纖板使用的歷史并不很長，就被遺棄。
        20世紀90年代初，木纖板由于具有價格便宜、穩定性、鉆污少及耐熱性能相對較好等優勢開始用作于鉆孔墊板。早期出現的低密度木纖板表面硬度低，鉆孔時易出現毛刺現象，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，先后出現了中、高密度木纖板，其表面硬度逐步提高；為了進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表面砂光工藝。同時90年代初還出現瓦楞墊板等新型概念產品。 
        20世紀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開始采用另一類具有更好導熱性的品種，即金屬蓋板。起初使用的是普通軟鋁，鋁導熱系數遠遠大于樹脂的，鉆頭最高溫度可由200℃多降至100℃多，但是它的材質太軟，易產生劃傷，導致鉆頭打滑而出現孔位精度不佳、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世，并成為至今仍為普遍使用的蓋/墊板品種之一。
        21世紀初，為適應更細小孔徑(0.3mm以下)的鉆孔和更高鉆的孔品質要求，蓋墊板生產廠家又開發和改良了原有的酚醛樹脂紙墊板產品，其材料特性、密度、表面硬度、平整性、厚度均勻性、材質等都得到改進。同時，為了解決合金鋁蓋板表面太硬，也容易導致打滑的問題，開發出了潤滑鋁片。它還在提高孔位精度、解決鉆頭加工中鉆頭散熱問題上，起到重要的功效。在近年潤滑鋁片的應用市場得到了迅速的擴大，可以預測在未來多年，它是微孔鉆孔加工中很理想的輔助材料之一。
        隨著PCB技術高端化、功能化、特殊化發展，作為PCB鉆孔輔材蓋/墊板技術也逐步朝著多樣化、精細化、功能化發展。蓋/墊板品質、品種，對確保PCB鉆孔加工質量、成品率、生產效率、鉆頭使用壽命、PCB的可靠性起到重要作用。


二、蓋/墊板功效、品種與標準
2.1蓋板定義及功效
 

        電路板鉆孔時在PCB鉆孔加工時,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械鉆孔時置于待加工板的上面，以滿足加工工藝要求的材料（見圖1）。

中國PCB專用材料企業的現狀與發展調查 ——鉆孔用蓋墊板

 

圖1 蓋板和墊板產品及在PCB鉆孔加工中應用示意圖

   
        作為PCB鉆孔加工的輔助材料，蓋板有五個主要功效：① 保護板面（保護覆銅板的銅箔面，或基板鍍銅導電層面）,防止壓力腳壓傷板面 ； ②固定鉆頭，減少鉆孔時鉆頭搖擺幅度、偏移，使鉆頭能準確定位；提高孔位精度，防止折斷鉆頭；③防止基板發生上毛頭、披峰; 減少入口性毛刺；④協助鉆針散發熱量；、降低鉆頭溫度；⑤協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。
        對蓋板性能要求主要有：軟度要夠；厚度公差優；平整及不易變形；耐高溫；吸濕性低；表面無雜質、異物、明顯缺陷；板的厚度均勻等。 


2.2墊板定義及功效
        鉆孔時墊在電路板下，與機器臺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械鉆孔時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對貫穿PCB板的鉆孔加工，起到保護鉆孔機臺面的作用；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在一定程度上發揮其定位功效，提高鉆孔精度。
        為確?；宓目准庸べ|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、切削容易、表面要求硬且平、材料高溫不產生黏性或釋放出化學物質污染孔壁或鉆針，以及鉆屑要求細且粉，易于排屑。硬度適宜、樹脂含量或其它雜質成份含量少、固化程度好、不會產生粘性或釋放出化學物質污染孔壁或鉆頭。 


2.3蓋/墊板產品品種
        根據材料的不同，市場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)、涂樹脂鋁蓋板（又稱為潤滑鋁片）、普通鋁片(即鋁箔蓋板)、環氧玻璃布蓋板。酚醛紙蓋板業界用量較少，而冷沖板主要用于撓性板鉆孔，由木漿紙和酚醛樹脂構成；涂樹脂鋁蓋板，用于HDI板、密集BGA、IC載板等微小孔鉆孔和撓性板鉆孔，由樹脂和鋁箔構成；普通鋁片即鋁箔蓋板，用于普通及精細線路板鉆孔，由合金鋁箔構成；環氧玻纖布蓋板，由環氧樹脂和玻纖布構成，目前市面上用量極少。另外，以前也出現過一種復合鋁蓋板，由木漿紙（芯）和鋁箔構成，目前已不多見，業已退出市場。
        根據材料的不同，市場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脂熱壓制成；蜜胺木墊板則是通過脲醛或酚醛或其它樹脂與木纖板經過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，由木質纖維或其它植物纖維與脲醛樹脂或其它合成樹脂混合，經熱壓制成。
        表1、表2分別所示了中國印制電路行業協會在2010年發布的印制板鉆孔用蓋板與印制板鉆孔用墊板的標準（CPCA 4403—2010）中的蓋/墊板品種分類。
 

表1  蓋板分類

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