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(xiàn) 鉆污等問題。出于這一原因,在PCB業(yè)界中一度曾開始使用環(huán)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(chǎn)生的熱量也越來越多,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)廠家又開發(fā)和改良了原有的酚醛樹脂紙墊板產(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)致打滑的問題,開發(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(見圖1)。
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,由木漿紙和酚醛樹脂構(gòu)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(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,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(jīng)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(zhì)纖維或其它植物纖維與脲醛樹脂或其它合成樹脂混合,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。
型 號(hào) |
名 稱 |
構(gòu) 成 |
推薦適用范圍 |
EB-01 |
酚醛紙蓋板 |
由木漿紙和酚醛樹脂構(gòu)成 |
用于撓性板鉆孔 |
EB-02 |
涂樹脂鋁蓋板 |
由樹脂和鋁箔構(gòu)成 |
用于HDI板等微小孔鉆孔 |
EB-03 |
復(fù)合鋁蓋板 |
木漿紙(芯)和鋁箔構(gòu)成 |
用于厚銅板、背板、PTFE板等特殊板鉆孔 |
EB-04 |
鋁箔蓋板 |
由鋁箔構(gòu)成 |
用于普通線路板及精細(xì)線路板鉆孔 |
型號(hào) |
名 稱 |
構(gòu) 成 |
推薦適用范圍 |
BB-01 |
酚醛紙層壓墊板 |
由牛皮紙或木漿紙浸漬酚醛樹脂熱壓制成 |
用于厚銅板、HDI板、PTFE、撓性板或孔徑不大于0.20 mm的鉆孔 |
BB-02 |
纖維板·三聚氰胺 脲醛樹脂·紙復(fù)合木墊板(蜜胺木墊板) |
由纖維板、脲醛、三聚氰胺樹脂及木漿紙構(gòu)成 |
用于HDI、背板或孔徑不大于0.20 mm的鉆孔 |
BB-03 |
樹脂涂層·紙·纖維板復(fù)合木墊板(復(fù)合木墊板) |
由木漿紙、纖維板、樹脂層構(gòu)成 |
用于HDI、孔徑不大于0.30 mm的鉆孔 |
BB-04-01 |
雙面涂膠木墊板 (涂膠木墊板) |
由纖維板、樹脂凃?qū)訕?gòu)成 |
用于孔徑不大于0.30 mm的鉆孔 |
BB-04-02 |
紫外光固化樹脂涂層木墊板 (UV木墊板) |
由纖維板、紫外光固化樹脂凃?qū)訕?gòu)成 |
|
BB-05-01 |
中密度木纖維墊板 |
由木質(zhì)纖維或其它植物纖維與脲醛樹脂或其它合成樹脂混合,經(jīng)熱壓制成 |
用于孔徑不小于0.30 mm的中低檔板鉆孔 |
BB-05-02 |
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脂或其它合成樹脂混合,經(jīng)熱壓制成 |
用于孔徑0.25 mm及以上的中低檔板鉆孔 |
類型 |
蓋板 |
總計(jì) |
墊板 |
總計(jì) |
||||
鋁片 |
覆膜鋁片 |
冷沖板 |
木纖板 |
蜜胺板 |
酚醛板 |
|||
需求量 |
126.48 |
32.07 |
18.80 |
177.35 |
41.29 |
19.74 |
27.65 |
88.67 |
類型 |
蓋板 |
總計(jì) |
墊板 |
總計(jì) |
||||
鋁片 |
覆樹脂 鋁片 |
冷沖板 |
木纖板 |
蜜胺板 |
酚醛板 |
|||
需求量 |
1164.42 |
1965.01 |
300.95 |
3430.39 |
344.31 |
345.88 |
896.44 |
1586.63 |
地區(qū) |
美國(guó) |
歐洲 |
日本 |
中國(guó) |
亞洲(中日除外) |
總計(jì) |
蓋板 |
3.95 |
3.85 |
13.69 |
109.74 |
46.12 |
177.35 |
墊板 |
1.97 |
1.93 |
6.85 |
54.87 |
23.06 |
88.67 |
表6 2012年不同地區(qū)PCB鉆孔用蓋/墊板市場(chǎng)金額
地區(qū) |
美國(guó) |
歐洲 |
日本 |
中國(guó) |
亞洲(中日除外) |
總計(jì) |
蓋板 |
75.85 |
59.22 |
518.88 |
1683.93 |
1092.51 |
3430.39 |
墊板 |
32.03 |
24.81 |
227.64 |
799.14 |
503.01 |
1586.63 |
總計(jì) |
107.87 |
84.02 |
746.52 |
2483.08 |
1595.52 |
5017.02 |
從表7 的2012年不同地區(qū)PCB鉆孔用不同類型蓋墊板需求量可以看到,每個(gè)地區(qū)使用的蓋墊板在不同類型產(chǎn)品的需求存在著差異,這主要由于每個(gè)地區(qū)各種類型PCB板分布比例不同所致。
地區(qū) |
蓋板 |
墊板 |
||||||
鋁片 |
覆樹脂 鋁片 |
冷沖板 |
總計(jì) |
木漿板 |
蜜胺板 |
酚醛板 |
總計(jì) |
|
美國(guó) |
2.88 |
0.77 |
0.29 |
3.95 |
0.86 |
0.74 |
0.38 |
1.97 |
歐洲 |
3.17 |
0.46 |
0.23 |
3.85 |
1.38 |
0.28 |
0.27 |
1.93 |
日本 |
6.04 |
5.64 |
2.01 |
13.69 |
0.29 |
0.29 |
6.27 |
6.85 |
中國(guó) |
88.80 |
12.67 |
8.28 |
109.74 |
32.67 |
12.42 |
9.77 |
54.87 |
亞洲(中日除外) |
25.59 |
12.54 |
7.98 |
46.12 |
6.09 |
6.01 |
10.96 |
23.06 |
合計(jì) |
126.48 |
32.07 |
18.80 |
177.35 |
41.29 |
19.74 |
27.65 |
88.67 |
目前,境外生產(chǎn)PCB用蓋/墊板廠家主要有:日本的三家生產(chǎn)規(guī)模較大的廠家利昌工業(yè)公司、三菱瓦斯化學(xué)公司、NIHON DECOLUXE公司;臺(tái)灣主要有鉅橡企業(yè)股份有限公司、欣岱實(shí)業(yè)股份有限公司、臺(tái)山市中辰人造板科技有限公司等;印度的Golden Laminate公司,美國(guó)的Laminating Company of America(LCOA)公司,韓國(guó)有柳源公司。
目前在國(guó)內(nèi)的蓋墊板生產(chǎn)廠家較多,但專業(yè)生產(chǎn)廠家并不多,而且規(guī)模不大。國(guó)內(nèi)規(guī)模較大的廠家主要是深圳市柳鑫實(shí)業(yè)有限公司、哈爾濱中科電材制造有限公司、江陰市滬澄絕緣材料有限公司、廣東中晨實(shí)業(yè)集團(tuán)有限公司,另外還有深圳市東方鑫電子有限公司、深圳永昌德貿(mào)易有限公司、宜昌武星材料科技有限責(zé)任公司等一些中小型蓋墊板生產(chǎn)企業(yè)。
國(guó)內(nèi)最大的蓋墊板生產(chǎn)企業(yè)是深圳市柳鑫實(shí)業(yè)有限公司。它于1996年創(chuàng)立,是國(guó)內(nèi)最早專業(yè)經(jīng)營(yíng)、生產(chǎn)PCB鉆孔用輔助材料的企業(yè)之一。目前該公司在深圳、山東煙臺(tái)、湖南醴陵、江蘇昆山設(shè)有生產(chǎn)、加工基地。2011年該公司在國(guó)內(nèi)率先開發(fā)成功并推向市場(chǎng)覆樹脂鋁片(潤(rùn)滑鋁片)新型蓋板產(chǎn)品。目前柳鑫實(shí)業(yè)有限公司在國(guó)內(nèi)蓋/墊板市場(chǎng)占有率高達(dá)到12%左右,居國(guó)內(nèi)生產(chǎn)廠家首位。
Tags: 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 ,