CN104228157A - 一种pcb钻孔用垫板及其制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明所提供的一种PCB钻孔用垫板及其制造方法，所述垫板包括蜂窝型芯材层和设置在蜂窝型芯材层上表面和下表面的硬度面板层。由于垫板中间设置有蜂窝型芯材，因此可以减小钻针的摩擦生热，冷却钻嘴温度和降低其磨损，提高钻针的使用寿命，并且使得粘附在钻咀排屑槽中的钻屑随着钻咀的高速旋转而被甩离钻咀，使其滞留在垫板的蜂窝结构内，且蜂窝型结构还可以使得的重量比常用到的层压垫板更加轻盈，更易于储存、裁切和使用，而且独特的蜂窝结构使得板材内聚力较小，变形率较小，脆性减小，从而为PCB钻孔工艺操作提供方便。

Description

一种PCB钻孔用垫板及其制造方法

技术领域

本发明涉及PCB加工制造技术领域，尤其涉及一种PCB钻孔用垫板及其制造方法。  

背景技术

PCB制造过程中的钻孔工艺中经常会用到垫板，主要指标是厚度及其公差、硬度、翘曲度等，垫板厚度一般控制在1-4mm，过薄，则入钻深度一般达不到设计要求，造成排屑不良，若需达到其设计的入钻深度，则垫板只能使用单面，造成材料浪费；过厚，则又出现钻孔时因为叠板层数多，造成生产效率低下。厚度公差控制在<±0.5mm，这是为了在钻孔时能紧密贴合垫板与PCB板，防止出现衔接空隙而导致出口披锋增大或钻针扭力过大断掉的现象。 

目前业界的垫板硬度用穿刺法表征，依据使用条件不同划分为高、中、低三档，高档垫板控制为SH D85以上，中端品种控制在SH D75以上，低端垫板为SH D75以下，一般认为板材的硬度越高，其抑制出口披锋的效果越好，但这种穿刺法表征的硬度与出口披锋产生的原因有理解出入，出口披锋的产生原因往往被理解为垫板表面硬度不足，导致铜层在钻针的高速旋转的切屑力作用下凸出于PCB板而出现，与垫板整体的刺穿硬度关系不大。翘曲度是PCB厂家较为重视的关注点，一般在垫板使用前的裁切料要求为零。 

目前市场上使用的垫板主要是浸胶树脂层压板或复合木垫板。浸胶树脂板主要是用特制纸张浸酚醛树脂或脲醛树脂或以其为基材的改善性树脂，经过做胶、浸渍、压制等工序形成的密实层压板，其缺陷主要是在储存使用过程中容易出现因内应力的释放而翘曲变形的现象，而在钻孔过程中因其硬度高、强度大和脆性大，对钻嘴的磨损相对大，钻嘴温度升高而致使钻针的使用率低、断针率高，同时也可能会出现因钻屑排屑不畅，使得其孔壁质量变差的隐患。 

复合木垫板主要是上述浸胶纸做面或铝片等与木芯板贴合、压制成型，在设计生产时，考虑到木芯板的承压能力，一般要求浸胶纸的胶水容易固化、粘结、成型，造成其硬度较低，而铝面的材质相对也较软，使得其垫板制品品质一般处于中低端阶段，同时由于芯材在钻针的高速切屑力作用下产生木屑，使得钻孔孔位品质较差，不能应用于高档PCB板的生产。 

有鉴于此，现有技术还有待于改进和发展。  

发明内容

鉴于上述现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种PCB钻孔用垫板及其制造方法，旨在解决现有技术中钻孔用垫板不能应用于高档PCB板生产的问题。 

本发明解决技术问题所采用的技术方案如下： 

一种PCB钻孔用垫板，其中，包括：蜂窝型芯材层和设置在蜂窝型芯材层上表面和下表面的硬度面板层。

所述PCB钻孔用垫板，其中，所述硬度面板层为单层或者多层特制纸叠加浸入树脂胶以后，经过热压形成；所述特制纸为平衡纸、木浆纸、牛皮纸或者非植物纤维材料。 

所述PCB钻孔用垫板，其中，所述树脂胶为酚醛树脂、脲醛树脂和环氧树脂三者其中的一种或者以上述三者中的一种为基本材料经过改性过的热固性树脂胶。 

所述PCB钻孔用垫板，其中，所述蜂窝型芯材层为经过拉伸、裁切及打毛加工处理后形成的具有蜂窝结构的芳香族聚酰胺纤维。 

所述述PCB钻孔用垫板，其中，还包括将所述蜂窝型芯材层与硬度面板层粘结复合在一起的胶黏剂层；所述胶黏剂层为环氧树脂胶黏剂、聚氨酯树脂胶黏剂、酚醛树脂胶黏剂、脲醛树脂胶黏剂或三聚氰胺树脂胶黏剂。 

所述PCB钻孔用垫板的制造方法，其中，以蜂窝型芯材作为中间材料的蜂窝型芯材层，将蜂窝型芯材层的上表面和下表面分别与硬度面板层复合热压后形成所述垫板。 

所述PCB钻孔用垫板的制造方法，其中，所述硬度面板为单层或者多层特制纸浸入树脂胶以后，经过热压形成；所述特制纸为平衡纸、木浆纸、牛皮纸或者非植物纤维材料。 

所述PCB钻孔用垫板的制造方法，其中，所述硬度面板层包括第一硬度面板层和第二硬度面板层； 

将胶黏剂分别涂覆在所述第一硬度面板层的下表面和第二硬度面板层的上表面，将所述第一硬度面板层、蜂窝型芯材层、第二硬度面板层依次叠加放置后，复合热压形成所述垫板。

有益效果，本发明所提供的一种PCB钻孔用垫板及其制造方法，所述垫板由于中间设置有蜂窝型芯材，因此可以减小钻针的摩擦生热，冷却钻嘴温度和降低其磨损，提高钻针的使用寿命，并且使得粘附在钻咀排屑槽中的钻屑随着钻咀的高速旋转而被甩离钻咀，使其滞留在垫板的蜂窝结构内，且中空结构还可以使得的重量比常用到的层压垫板更加轻盈，更易于储存、裁切和使用，而且独特的蜂窝结构使得板材内聚力较小，变形率较小，脆性减小，从而为PCB钻孔提供方便。 

附图说明

图1为本发明的一种PCB钻孔用垫板的结构示意图。  

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚、明确，以下参照附图并举实施例对本发明进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，并不用于限定本发明。 

本发明提供了一种PCB钻孔用垫板，如图1所示，所述垫板包括：蜂窝型芯材层2，设置在蜂窝型芯材层上表面和下表面的硬度面板层1。 

所述硬度面板层1为单层或者多层特制纸叠加浸入树脂胶以后，经过热压形成；所述特制纸为平衡纸、木浆纸、牛皮纸或者非植物纤维材料。 

非植物纤维材料包括无纺布、玻璃纤维布或者其他非植物纤维基纸片状材料。所述树脂胶为酚醛树脂、脲醛树脂和环氧树脂三者其中的任意一种，或者以上述三者中的一种为基本材料经过改性过的热固性树脂胶，由于树脂在交联固化后，其基本材料的特征不再随着加工，使用环境的变化而变化，因此其具有较强的稳定性。 

所述蜂窝型芯材层2为经过拉伸、裁切或打毛加工处理后形成的具有蜂窝结构的芳香族聚酰胺纤维。 

具体的，所述蜂窝型芯材是指具有一定蜂窝状结构的材料经过拉伸、成型及后处理等方法得到的热固性塑料蜂窝状芯材。蜂窝状结构是指材料的二维形状为六边形、斜方形、三角形、正方形、X性或其他复合形状的多空材料构型（图1中所示为六边形状）。拉伸是指材料经过一定的措施方法使得其材料构型达到设计尺寸的过程。成型指材料裁切到符合制作垫板厚度的过程，一般的裁切平均厚度为0.2-3.8mm，厚度公差±0.1mm。上述后处理指清洁芯材或对蜂窝材料的二维面进行打毛处理的过程。 

热固性塑料蜂窝状芯材指以间苯二胺与间苯二甲酸或间苯二氯代甲酸为基础制造的、或以邻苯二胺与邻苯二甲酸或邻苯二氯代甲酸为基础制造的、或以上述化学品为基础进行性能改性过的材料经过浸胶、叠板、定型及固化过程形成的芳香族聚酰胺纤维芯材。 

优选的为了减小所述蜂窝型芯材层与硬度面板层之间的空隙，在所述蜂窝型芯材层与硬度面板层之间通过胶黏剂层3粘结复合在一起。 

所述胶黏剂层3为环氧树脂胶黏剂、聚氨酯树脂胶黏剂、酚醛树脂胶黏剂、脲醛树脂胶黏剂或三聚氰胺树脂胶黏剂。 

优选的，所述垫板的厚度为0.1mm-0.4mm，厚度公差为±0.05mm。若厚度过大则会导致生产率低，过薄则会造成排屑不良等问题。 

具体的，上述硬度是指把几张材料叠加在一起，用硬度计穿刺法得到的邵氏D的硬度表征，一般得到的数据较实际值小，但因材料较为均质，刺针刺入时所遇到的阻力基本相同，故可以表示单张面板的硬度，通常的其值控制在SH D75以上。 

本发明提供的一种PCB钻孔用垫板，由于其中间设置为具有蜂窝结构的蜂窝型芯材，因此其可以很好抵消因胶水粘结固化作用而产生的内应力和面板应力释放所累加的合力，保持PCB板在长时间储存和使用不过程中会产生翘曲、变形，而其蜂窝型结构可以使钻咀在入钻后减少磨损，并在其高速旋转的条件下甩出粘附在钻咀处的残胶，达到清洁钻咀，降低钻咀温度效果，具有提高钻针使用率、减少断针率的作用，同时，其良好的表面平整性和表面硬度，可以减少印制电路板的出口毛刺，提高孔位精度及孔壁质量。 

在上述PCB钻孔用垫板的基础上，本发明还公开了一种PCB钻孔用垫板的制造方法，其中，以蜂窝型芯材作为中间材料的蜂窝型芯材层，将蜂窝型芯材层的上表面和下表面分别与硬度面板层复合热压后形成所述垫板。 

所述硬度面板为单层或者多层特制纸浸入树脂胶以后，经过热压形成；所述特制纸为平衡纸、木浆纸、牛皮纸或者非植物纤维材料。 

在制造过程中，先制造出硬度面板层，再将所述硬度面板层上涂覆有胶黏剂，在将硬度面板和蜂窝型芯材进行复合热压，从而制造出所述垫板。具体的，即是，所述硬度面板层包括第一硬度面板层和第二硬度面板层； 

将胶黏剂分别涂覆在所述第一硬度面板层的下表面和第二硬度面板层的上表面，将所述第一硬度面板层、蜂窝型芯材层、第二硬度面板层依次叠加放置后，复合热压形成所述垫板。

为了对上述PCB钻孔用垫板的制造方法进行更加详细的解释，下面以所述垫板制造的具体实施例对其进行说明： 

1.把浸入用密胺改性过的脲醛树脂胶的平衡纸2张叠在一起，放入热压压机中在140℃,20MPa的压力下压制1h，形成厚度为0.15mm、厚度公差为±0.05mm、表面整洁、硬度为SH D90的表面材料，把环氧树脂胶粘剂均匀的涂覆在表面材料，形成0.05mm的胶黏剂层，与1.83*48（空格边长mm*公称密度kg/m³）的厚度为1.8mm芳纶窝芯在60℃，1MPa的压力下复合压制30min，成型，形成厚度为2.0mm厚度的制品，制品物性检测：厚度公差为<0.1mm，粘结不分层，放置1周无翘曲现象；钻孔性能测试：钻咀磨损小、无崩缺口、无残胶粘连，孔位精度2.1，孔壁粗糙度<16μm，披锋<5μm，钉头可忽略。

2.把浸入酚醛树脂胶的漂白木浆纸3张叠在一起，放入热压机中在145℃，15MPa的压力下压制1h，形成厚度为0.3mm、厚度公差为<0.05mm、表面整洁、硬度为SH D85的表面材料，把聚氨酯树脂胶粘剂均匀的涂覆在表面材料，形成0.05mm的胶黏剂层，用毛刷打毛1.83*55（空格边长mm*公称密度kg/m³）的厚度为3mm芳纶窝芯的二维面，在60℃,2MPa的压力下复合压制30min，成型，形成厚度为3.5mm厚度的制品，制品物性检测：厚度公差为<0.5mm，粘结不分层，放置1周无翘曲现象；钻孔性能测试：钻咀磨损相对较小、无崩缺口、无残胶粘连，孔位精度2.5，孔壁粗糙度<25μm，披锋<15μm，钉头可忽略。 

3.把浸入腰果酚改性的酚醛树脂胶的漂白木浆纸4张叠在一起，放入热压机中在150℃,20MPa的压力下压制1h，形成厚度为0.4mm、厚度公差为<0.05mm、表面整洁、硬度为SH D93的表面材料，把环氧树脂胶粘剂均匀的涂覆在表面材料，形成0.05mm的胶黏剂层，用毛刷打毛1.83*24（空格边长mm*公称密度kg/m³）的厚度为3mm芳纶窝芯的二维面，在65℃,1.5MPa的压力下复合压制30min，成型，形成厚度为3.8mm厚度的制品，制品物性检测：厚度公差为<0.05mm，粘结不分层，放置1周无翘曲现象；钻孔性能测试：钻咀磨损小、无崩缺口、无残胶粘连，孔位精度2.0，孔壁粗糙度<15μm，披锋<10μm，钉头可忽略。 

4.浸入脲醛树脂胶的牛皮纸2张叠在一起，放入热压机中在140℃,17MPa的压力下压制1h，形成厚度为0.2mm、厚度公差为<0.05mm、表面整洁、硬度为SH D75的表面材料，把环氧树脂胶粘剂均匀的涂覆在表面材料，形成0.05mm的胶黏剂层，复合1.83*72（空格边长mm*公称密度kg/m³）的厚度为0.8mm芳纶窝芯材，在80℃,0.8MPa的压力下复合压制30min，成型，形成厚度为1.1mm厚度的制品，制品物性检测：厚度公差为<0.2mm，粘结不分层，放置1周无翘曲现象；钻孔性能测试：钻咀磨损小、无崩缺口、无残胶粘连，孔位精度2.8，孔壁粗糙度<10μm，披锋<10μm，钉头可忽略。 

5.用无纺布浸环氧胶水，放入热压机中在170℃,30MPa的压力下压制30min，形成厚度为0.1mm、厚度公差为<0.01mm、表面整洁、硬度为SH D95的表面材料，把环氧树脂胶粘剂均匀的涂覆在表面材料，形成0.05mm的胶黏剂层，复合3.67*32（空格边长mm*公称密度kg/m³）的厚度为0.8mm芳纶窝芯材，在160℃,0.8MPa的压力下复合压制30min，成型，形成厚度为1.0mm厚度的制品，制品物性检测：厚度公差为<0.01mm，粘结不分层，放置1周无翘曲现象；钻孔性能测试：钻咀磨损小、无崩缺口、无残胶粘连，孔位精度3.35，孔壁粗糙度<5μm，披锋<10μm，钉头可忽略。 

6.用平衡纸浸酚醛树脂，复合、压制成厚度为0.2mm、厚度公差为<0.05mm、表面整洁、硬度为SH D78的表面材料的酚醛树脂板，把酚醛树脂胶粘剂均匀的涂覆在酚醛树脂板表面，形成0.05mm的胶黏剂层，与用毛刷打毛二维面的2.75*48（空格边长mm*公称密度kg/m³）的厚度为3mm芳纶窝芯材，复合压制成型，形成厚度为4.0mm厚度的制品，制品物性检测：厚度公差为<0.5mm，粘结不分层，放置1周无翘曲现象；钻孔性能测试：钻咀磨损小、无崩缺口、无残胶粘连，孔位精度2.2，孔壁粗糙度<15μm，披锋可忽略，钉头可忽略。 

7.用棕色平衡纸浸脲醛树脂，复合、压制成厚度为0.3mm、厚度公差为<0.05mm、表面整洁、硬度为SH D75的脲醛树脂板，把脲醛树脂胶粘剂均匀的涂覆在脲醛树脂板表面，形成0.05mm的胶黏剂层，与用毛刷打毛二维面的2.75*48（空格边长mm*公称密度kg/m³）的厚度为2mm芳纶窝芯材，复合压制成型，形成厚度为2.5mm厚度的制品，制品物性检测：厚度公差为<0.2mm，粘结不分层，放置1周无翘曲现象；钻孔性能测试：钻咀磨损小、无崩缺口、无残胶粘连，孔位精度2.0，孔壁粗糙度<20μm，披锋<10μm，钉头可忽略。 

8.用漂白木浆纸浸脲醛树脂，复合、压制成厚度为0.15mm、厚度公差为<0.05mm、表面整洁、硬度为SH D82的脲醛树脂板，把含三聚氰胺树脂胶粘剂均匀的涂覆在脲醛树脂板上，形成0.05mm的胶黏剂层，与用毛刷打毛二维面的3.67*64（空格边长mm*公称密度kg/m³）的厚度为1.5mm芳纶窝芯材，复合压制成型，形成厚度为1.8mm厚度的制品，制品物性检测：厚度公差为<0.15mm，粘结不分层，放置1周无翘曲现象；钻孔性能测试：钻咀磨损小、无崩缺口、无残胶粘连，孔位精度2.4，孔壁粗糙度<17μm，披锋<12μm，钉头可忽略。 

9.用三聚氰胺改性脲醛树脂，形成改性脲醛树脂，用棕色平衡纸浸脲醛树脂，复合、压制成厚度为0.3mm、厚度公差为<0.05mm、表面整洁、硬度为SH D80的脲醛树脂板，把环氧胶粘剂均匀的涂覆在其表面，形成0.05mm的胶黏剂层，与3.67*48（空格边长mm*公称密度kg/m³）的厚度为2mm芳纶窝芯材，复合压制成型，形成厚度为2.5mm厚度的制品，制品物性检测：厚度公差为<0.3mm，粘结不分层，放置1周无翘曲现象；钻孔性能测试：钻咀磨损小、无崩缺口、无残胶粘连，孔位精度2.6，孔壁粗糙度<10μm，披锋<10μm，钉头可忽略。 

10.用本色木浆纸浸酚醛树脂，复合、压制成厚度为0.2mm、厚度公差为<0.05mm、表面整洁、硬度为SH D85的酚醛树脂板，把环氧胶粘剂均匀的涂覆在表面，形成0.05mm的胶黏剂层，与2.29*48（空格边长mm*公称密度kg/m³）的厚度为2mm芳纶窝芯材，形成厚度为2.0mm厚度的制品，制品物性检测：厚度公差为±0.05mm，硬度SH D 81，放置1周无翘曲现象；钻孔性能测试：钻咀磨损小、无崩缺口、无残胶粘连，孔位精度2.3，孔壁粗糙度<15μm，披锋<10μm，钉头可忽略。 

11.用两张厚度为0.1mm的玻纤布浸环氧胶，放入热压压机中在170℃,30MPa的压力下压制30min，形成厚度为0.15mm、厚度公差为<0.01mm、表面整洁、硬度为SH D96的表面材料，把环氧树脂胶粘剂均匀的涂覆在表面，形成0.05mm的胶黏剂层，复合1.83*56（空格边长mm*公称密度kg/m³）的厚度为2mm芳纶窝芯材，在60℃,1MPa的压力下复合压制30min，成型，形成厚度为2.2mm厚度的制品，制品物性检测：厚度公差为<0.2mm，粘结不分层，放置1周无翘曲现象；钻孔性能测试：钻咀磨损小、无崩缺口、无残胶粘连，孔位精度3.2，孔壁粗糙度<8μm，披锋<5μm，钉头可忽略。 

本发明所提供的一种PCB钻孔用垫板及其制造方法，由于垫板中间设置有蜂窝型芯材，因此可以减小钻针的摩擦生热，冷却钻嘴温度和降低其磨损，提高钻针的使用寿命，并且使得粘附在钻咀排屑槽中的钻屑随着钻咀的高速旋转而被甩离钻咀，使其滞留在垫板的蜂窝结构内，且中空结构还可以使得的重量比常用到的层压垫板更加轻盈，更易于储存、裁切和使用，而且独特的蜂窝结构使得板材内聚力较小，变形率较小，脆性减小，从而为PCB钻孔提供方便。 

可以理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，而所有这些改变或替换都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。  

Claims (8)

1.一种PCB钻孔用垫板，其特征在于，包括：蜂窝型芯材层和设置在蜂窝型芯材层上表面和下表面的硬度面板层。

2.根据权利要求1所述PCB钻孔用垫板，其特征在于，所述硬度面板层为单层或者多层特制纸叠加浸入树脂胶以后，经过热压形成；所述特制纸为平衡纸、木浆纸、牛皮纸或者非植物纤维材料。

3.根据权利要求2所述PCB钻孔用垫板，其特征在于，所述树脂胶为酚醛树脂、脲醛树脂和环氧树脂三者其中的一种或者以上述三者中的一种为基本材料经过改性过的热固性树脂胶。

4.根据权利要求1所述PCB钻孔用垫板，其特征在于，所述蜂窝型芯材层为经过拉伸、裁切及打毛加工处理后形成的具有蜂窝结构的芳香族聚酰胺纤维。

5.根据权利要求1所述述PCB钻孔用垫板，其特征在于，还包括将所述蜂窝型芯材层与硬度面板层粘结复合在一起的胶黏剂层；所述胶黏剂层为环氧树脂胶黏剂、聚氨酯树脂胶黏剂、酚醛树脂胶黏剂、脲醛树脂胶黏剂或三聚氰胺树脂胶黏剂。

6.如权利要求1所述PCB钻孔用垫板的制造方法，其特征在于，以蜂窝型芯材作为中间材料的蜂窝型芯材层，将蜂窝型芯材层的上表面和下表面分别与硬度面板层复合热压后形成所述垫板。

7.根据权利要求6所述PCB钻孔用垫板的制造方法，其特征在于，所述硬度面板为单层或者多层特制纸浸入树脂胶以后，经过热压形成；所述特制纸为平衡纸、木浆纸、牛皮纸或者非植物纤维材料。

8.根据权利要求6所述PCB钻孔用垫板的制造方法，其特征在于，所述硬度面板层包括第一硬度面板层和第二硬度面板层；

将胶黏剂分别涂覆在所述第一硬度面板层的下表面和第二硬度面板层的上表面，将所述第一硬度面板层、蜂窝型芯材层、第二硬度面板层依次叠加放置后，复合热压形成所述垫板。