PCB机械钻孔加工必备的重要辅助材料

印制电路板用盖板和垫板(简称为盖/垫板)是PCB机械钻孔加工必备的重要辅助材料。由于PCB机械钻孔加工生产中的需要大量的盖垫板，并且近些年随着印制电路板钻孔技术快速发展， PCB用盖垫板产业已成为PCB原辅材料行业中有相当规模的重要组成部分。

1.盖/垫板产品的发展史

PCB用盖垫板在上世纪四五十年代几乎是与PCB同时诞生。刚开始使用的是酚醛树脂盖板，而普通酚醛树脂Tg较低，逐渐出现钻污等问题。出于这一原因，在PCB业界中一度曾开始使用环氧玻纤板，但是它不能完全解决钻污的问题，而且由于钻速越来越高，产生的热量也越来越多，在80年代后期对盖板又有了导热的要求，而环氧树脂的导热系数很低，不利于散热，故不能满足生产的要求，同时环氧玻纤板的成本也较高，因此这种环氧玻纤板使用的历史并不很长，就被遗弃。

20世纪90年代初，木纤板由于具有价格便宜、稳定性、钻污少及耐热性能相对较好等优势开始用作于钻孔垫板。早期出现的低密度木纤板表面硬度低，钻孔时易出现毛刺现象，适合于较大孔径的钻孔;随着钻孔孔径缩小及钻速提高，为了很好的减少钻孔毛刺，在90年代末期，先后出现了中、高密度木纤板，其表面硬度逐步提高;为了进一步提高木纤板表面平整性和厚度均匀性，近几年木纤板还出现表面砂光工艺。同时90年代初还出现瓦楞垫板等新型概念产品。

20世纪90年代中后期，PCB钻孔加工中用的盖/垫板品种选择上还同时开始采用另一类具有更好导热性的品种，即金属盖板。起初使用的是普通软铝，铝导热系数远远大于树脂，钻头最高温度可由200℃多降至100℃多，但是它的材质太软，易产生划伤，导致钻头打滑而出现孔位精度不佳、断针等异常。于是，它的更好加工性能的替代品合金铝盖板就问世，并成为至今仍为普遍使用的盖/垫板品种之一。

21世纪初，为适应更细小孔径(0.3mm以下)和更高速的钻孔品质要求，盖垫板生产厂家又开发和改良了原有的酚醛树脂纸垫板产品，其材料特性、密度、表面硬度、平整性、厚度均匀性、材质等都得到改进。同时，为了解决合金铝盖板表面太硬，及容易导致钻头打滑的问题，开发出了润滑铝片。这种铝片还在提高孔位精度、解决钻头加工中钻头散热问题上，起到重要的作用。在近年润滑铝片的应用市场得到了迅速的扩大，可以预测在未来多年，它是微孔钻孔加工中很理想的辅助材料之一。

随着PCB技术高端化、功能化、特殊化发展，作为PCB钻孔辅材盖/垫板技术也逐步朝着多样化、精细化、功能化发展。盖/垫板品质、品种，对确保PCB钻孔加工质量、成品率、生产效率、延长钻头使用寿命、PCB的可靠性起到重要作用。

2.盖/垫板产品的概述

2.1盖板的定义

电路板钻孔时在PCB钻孔加工时,放置在被加工的覆铜板上的板,称为“盖板”(Entry Material)。它是一种在印制板机械钻孔时置于待加工板的上面，以满足加工工艺要求的材料(见图1)。

图1 盖板和垫板产品及在PCB钻孔加工中应用示意图

2.2盖板的主要功效

作为PCB钻孔加工的辅助材料，盖板有五个主要功效:

① 保护板面(保护覆铜板的铜箔面，或基板镀铜导电层面),防止压力脚压伤板面 ;

②固定钻头，减少钻孔时钻头摇摆幅度、偏移，使钻头能准确定位;提高孔位精度，防止折断钻头;

③防止基板上产生孔口毛刺;

④协助钻头散发热量、降低钻头温度;⑤协助清扫钻头沟槽;防止腻污孔;减少钻头的磨损和断钻等。

对盖板性能要求主要有:软度要够;厚度公差小;平整及不易变形;耐高温;吸湿性低;表面无杂质、异物、明显缺陷等。

2.3垫板的定义

钻孔时垫在电路板下，与机器台面直接接触的板状垫料，称为垫板(Back-up board)。它是一种在印制板机械钻孔时置于待加工板的下面，以满足加工工艺要求的材料。

垫板的主要功效是:

① 减少基材钻孔口毛刺);

②对贯穿PCB板的钻孔加工，起到保护钻孔机台面的作用;

③降低钻头温度，减少钻头磨损;

④清扫钻头上的部分钻污;

⑤在一定程度上发挥其定位功效，提高钻孔精度。

2.4垫板的主要要求

为确保基板的孔加工质量，对垫板具有要求是:平整性要好、尺寸公差小、切削容易、表面要求硬且平、材料高温不产生黏性或释放出化学物质污染孔壁或钻针，以及钻屑要求细且粉，易于排屑。硬度适宜、树脂含量或其它杂质成份含量少、固化程度好、不会产生粘性或释放出化学物质污染孔壁或钻头。

2.5盖/垫板产品品种

根据材料的不同，市场上通常将盖板分为四大类:酚醛纸盖板(包含酚醛纸盖板和冷冲板)、涂树脂铝盖板(又称为润滑铝片)、普通铝片(即铝箔盖板)、环氧玻璃布盖板。酚醛纸盖板业界用量较少，而冷冲板(俗称，属酚醛纸盖板类)主要用于挠性板钻孔;涂树脂铝盖板，用于HDI板、密集BGA、IC载板等微小孔钻孔和挠性板钻孔，由树脂和铝箔构成;普通铝片即铝箔盖板，用于普通及精细线路板钻孔，由合金铝箔构成;环氧玻纤布盖板，由环氧树脂和玻纤布构成，目前市面上用量极少。另外，以前也出现过一种复合铝盖板，由木浆纸(芯)和铝箔构成，目前已不多见，业已退出市场。

根据材料的不同，市场上一般将垫板分为以下三大类:酚醛纸层压垫板、蜜胺木垫板(含蜜胺木垫板、复合木垫板、涂胶木垫板、UV木垫板)、木纤板。酚醛纸层压垫板，是由牛皮纸或木浆纸浸渍酚醛树脂热压制成;蜜胺木垫板则是通过脲醛或酚醛或其它树脂与木纤板经过不同工艺制成不同类型的垫板;垫板中的木纤板，可分为中密度木纤维垫板和高密度木纤维垫板，由木质纤维或其它植物纤维与脲醛树脂或其它合成树脂混合，经热压制成。  

审核编辑 ：李倩