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                    印刷電路板鉆孔蓋墊板

                    發表時間:2018-08-28     責任編輯:恒天偉業科技

                      【內容摘要】隨著電子工業的迅猛發展,作為電子產品重要原件的印刷電路板,也隨之快速發展。而蓋板和墊板作為印制電路板的鉆孔輔助材料,在優化孔的質量、降低刀具磨損、提高鉆頭壽命以及提高加工效率等方面起著關鍵作用,特別是PCB 高端產品對蓋墊板的依賴性日益增強。本文對PCB 微孔鉆削用蓋墊板、其國內外發展現狀及蓋墊板微孔鉆削工藝的研究進行綜述。

                      

                      一、印制電路板微孔鉆削用蓋、墊板

                      鉆削印制電路板微孔時的大致結構: 即最上層為蓋板,中間是PCB 板,下層為墊板。在現代的印制電路板加工過程中,為保證板材具有較高的鉆孔質量和鉆孔效率,蓋板及墊板的使用及正確搭配尤為重要。目前,在業內較為常用的蓋板包括: 多種鋁片、復合鋁蓋板、酚醛蓋板、環氧玻璃布板及冷沖板等; 常用墊板包括: 高密度木墊板、酚醛木墊板、密胺木墊板、酚醛紙墊板、高密度纖維板及鋁箔復合木墊板等。

                      鉆削印制電路板微孔時,所使用的墊板應滿足: 要有合適的表面硬度,既能減少孔面毛刺,又能避免因過硬而導致鉆頭磨損; 成分中未包含樹脂,以避免產生鉆污; 要有較大的導熱系數,以便迅速傳導鉆削熱從而降低鉆溫; 要具有足夠的彈性以減小下鉆時的阻力,使鉆頭能夠精準定位,從而提高孔位精確度,同時又要保證剛度以避免產生提鉆振動。因此,選擇合適的蓋板對于鉆孔過程至關重要。

                      同時,墊板的作用也至關重要。在PCB 鉆削過程中,所使用的墊板位于待加工板下方,以發揮保護板件及鉆床、鉆穿板件以及改善微孔質量的作用。為確??准庸べ|量,墊板要具有良好平整性及優異的尺寸公差性,切削容易,表面要求硬且平,在高溫下內孔表面或鉆頭,同時鉆削要細且為粉末狀,易于排屑。

                      在印制電路板微孔鉆削過程中,選擇適合的蓋墊板與各種印刷電路板進行搭配鉆削,不但能夠改善鉆孔質量、提升成品率,還能夠延長鉆頭壽命、降低生產成本。因此,研制新型性能優越、成本合理、能夠滿足高端PCB 鉆孔需要的蓋墊板成為了蓋墊板生產企業的重要研究目標。

                      二、蓋、墊板的國內外發展現狀

                      PCB 鉆削用蓋墊板幾乎是與PCB 板同時出現的,在鉆孔過程中需在PCB 板上下各加入蓋板和墊板,以保護PCB 板,同時提高孔位精度。剛開始使用的是酚醛樹脂蓋板,在一定度上能滿足常規鉆孔要求。出于易出現鉆污這一原因,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,故不能滿足生產的要求,同時環氧玻纖板的成本也較高,因此其使用的歷史并不很長,就被遺棄。

                      在20 世紀90 年代初期,由于木纖板的低價格、高穩定性、少鉆污及相對較好的耐熱性能等優勢開始用作于鉆孔墊板。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2 000℃多降至1 000℃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,具有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,隨著孔徑逐漸減小( 0. 3mm 以下) 以及對鉆孔品質的要求不斷提高,生產蓋、墊板的商家開始開發和改良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。

                      根 據材料成分不同,行業內往往將蓋板分成四大類別:潤滑鋁片、普通鋁片、酚醛紙蓋板以及環氧玻璃布蓋板。墊板主要分為三大類別: 木墊板、木纖板以及酚醛紙墊板。目前國內的蓋板使用品種主要是鋁片,它約占82. 2%; 墊板使用品種主要是木漿板,它約占59. 1%。

                      隨著PCB 技術高端化、功能化、特殊化發展,蓋墊板作為印刷電路板鉆孔的輔助材料,也朝著精細化、多樣化以及功能化發展。蓋墊板的類型及質量對于印刷電路板鉆孔的孔質量、加工效率、成品率、鉆頭壽命以及印刷電路板的最終可靠性都起著至關重要的作用。

                      三、蓋、墊板微孔鉆削工藝的研究

                      孔質量的評價標準為孔位精度、毛刺、釘頭、孔壁粗糙度、孔壁沾污和撕裂。影響PCB 孔加工質量的因素有很多,有鉆床性能、鉆針、電路板材料以及蓋墊板的類型、厚度,還包括鉆削工藝參數和鉆削環境等。PCB 鉆削過程中,不同板材會產生不同的問題,因此必須對每種PCB 的鉆孔缺陷進行研究,以便找到合適的蓋墊板進行搭配。目前,針對不同種類的PCB 板材的鉆孔問題,有學者進行了若干探索。

                      ( 一) 在剛性印刷電路板方面。

                      由于剛性印制電路板材料硬度較大,在鉆削過程中的鉆削溫度以及對鉆頭的磨損嚴重,是目前剛性板的關鍵問題。

                      ( 二) 在柔性板鉆孔方面。

                      柔性板鉆孔時會導致產生鉆屑難排出和釘頭等問題以及這些問題對鉆孔品質所造成的影響; 王四華等人用正交試驗的方法分

                      析了對柔性板鉆孔質量產生影響的關鍵因子是輔材的搭配,

                      接著是銅箔的類型。柔性電路板由于其材料剛性差,鉆孔過

                      程中極易出現釘頭問題,此類板材鉆孔的蓋板和墊板可盡量

                      選擇酚醛型的。張欣分析了柔性印制電路板微孔鉆削及鉆

                      削質量的研究等。

                      ( 三) 在剛撓結合板方面。

                      鋼板是FR4 材質,軟板是PI 或者PET 類材質,由于二者材料的差別會存在接合、熱壓收縮率不同等問題,因此產品的穩定性較難把握。

                      目前,在不同PCB 板鉆孔時所選用蓋墊板的優化組合方面的研究文獻還很少,國內的研究尚屬于起步階段,僅有少數企業人事出于生產實際的需要而進行了部分的研究和探索。

                      PCB 鉆孔用涂膠鋁基板的制備及其性能進行了分析,指出涂膠鋁板的吸熱性及水溶性較好,從而可以降低鉆削溫度;

                      基于以上研究,目前,墊板在PCB 鉆削過程中的具體功效還很少涉及; 針對不同PCB 鉆削用蓋墊板的組合搭配方面研究較少; 此外,不同PCB 板材的鉆削特征尚未有對比分析,這些都還需要進一步的研究。


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