CN104862691B - 一种高强度抗磨损镜板 - Google Patents

Abstract

本案公开了一种高强度抗磨损镜板，其以不锈钢板为基材，在不锈钢板的表面设置有涂层，涂层包括：25～27重量份的氧化钡、25～27重量份的氧化镁、25～27重量份的碳化硅、4～6重量份的氧化镨、4～6重量份的氧化铜、2～4重量份的氧化钯和2～4重量份的氧化铋。本案以不锈钢板为基材，其外表面的涂层以氧化钡、氧化镁和碳化硅为核心，通过引入了多种具有协效作用的氧化物，有效提高了镜板涂层在高压强下的整体强度、表面平整度、耐热压及抗磨损性能；通过在涂层中添加磷化硼、钛酸钙和氧化铌，有效改善了涂层自身对较大温差和压差的膨胀幅度，从而能够有效克服镜板整体的胀缩对其自身使用效果和使用寿命所带来的恶劣影响。

Description

一种高强度抗磨损镜板

技术领域

本发明涉及一种绝缘板，具体涉及一种表面包覆有改性涂层的高强度抗磨损镜板。

背景技术

在制造生产线路板(PCB)的主体基材时，需要使用电压机来将多层不同的材料进行压合，这种电压机的工作原理是通过铜箔(或铝箔)导电加热被加工的胶粘树脂材料，并通过施加一定压力将多层材料压合至少半小时，从而制得线路板基材，而在使用电压机压合过程中，出于成本考虑，单次压合操作往往需要同时压合多片线路板基材，而为了使多片线路板基材在压合时，彼此不被影响，需要将它们叠合，并在它们之间插入一种特制的金属板，它具有绝缘，传热，支撑及分离的作用，这种特制的具有超高平整度的金属板被称作为镜板。

镜板与普通绝缘板最大的区别就是其表面有一种特殊的涂层，该涂层对镜板的性能有着极大的影响，在压合工艺中，对镜板的性能要求十分高，电压机在操作时，既产生高温热量(大于300℃)，又有很强的压力(大于50MPa)，这就需要镜板具备出色的耐热压性能，即镜板需要具有很高的极限耐受温度和极限耐受压强，并且，更为重量的是，镜板的表面须在经过多次热压后依然能保持十分的平整光滑，表面没有凹陷，不发生胀缩，而目前在现有技术中还无法实现这一要求，现有技术的镜板一般在常温下约能使用150次左右后，其表面就开始出现凹陷，导致镜板失效，而在高温下也仅能使用约60次就已失效。

发明内容

针对现有技术的不足之处，本发明的目的在于提供一种高强度抗磨损镜板，其能够实现在高温高压强条件下保证镜板的长期使用，不胀缩，表面平整耐磨，不凹陷。

本发明的技术方案概述如下：

一种高强度抗磨损镜板，其以不锈钢板为基材，在所述不锈钢板的表面设置有涂层，所述涂层包括以下重量份的材料：

优选的是，所述的高强度抗磨损镜板，其中，所述涂层还包括2～4重量份的氧化钐。

优选的是，所述的高强度抗磨损镜板，其中，所述涂层还包括2～4重量份的磷化硼。

优选的是，所述的高强度抗磨损镜板，其中，所述涂层还包括2～4重量份的氧化锑和2～4重量份的氧化铊。

优选的是，所述的高强度抗磨损镜板，其中，所述涂层还包括2～4重量份的钛酸钙。

优选的是，所述的高强度抗磨损镜板，其中，所述涂层还包括2～4重量份的氧化铌。

优选的是，所述的高强度抗磨损镜板，其中，所述不锈钢板的线性热膨胀系数为12～16ppm/℃。

优选的是，所述的高强度抗磨损镜板，其中，所述不锈钢板的厚度为0.2～3mm。

本发明的有益效果是：本案涉及的镜板以不锈钢板为基材，其外表面的涂层以氧化钡、氧化镁和碳化硅为核心，通过引入了多种具有协效作用的氧化物，有效提高了镜板涂层在高压强下的整体强度、表面平整度、耐热压及抗磨损性能；通过在涂层中添加磷化硼、钛酸钙和氧化铌，有效改善了涂层自身对较大温差和压差的膨胀幅度，从而能够有效克服镜板整体的胀缩对其自身使用效果和使用寿命所带来的恶劣影响。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。

本案提出一实施例的高强度抗磨损镜板，其以不锈钢板为基材，在该不锈钢板表面设置有涂层，该涂层包括以下重量份的细粉状材料：

本案所用材料可优选选用纳米级的粉末或微米级粉末。

作为本案另一实施例，其中，涂层还包括2～4重量份的氧化钐。氧化钐可提高涂层的强度、硬度和耐高温性能，但需要注意的是，氧化钐的添加量应被限制，若氧化钐的添加量小于2重量份，则无法激活其协效作用，无法有效提高涂层的强度、硬度和耐高温性能；若氧化钐的添加量大于4重量份，则氧化钐在煅烧时又会加快水分的流失速率，增加涂层的表面刚性，从而使得涂层变脆，耐候性变差，在涂层厚度不均时易开裂或凹陷，从而严重影响了涂层的使用寿命。

作为本案又一实施例，其中，涂层还包括2～4重量份的磷化硼。实验发现，磷化硼可减小镜板涂层对温差和压差的敏感度和膨胀幅度，从而能够降低镜板的胀缩率，但同样的，磷化硼的添加量也须被限制，若磷化硼的添加量小于2重量份，则无法激活其协效作用，无法有效抑制镜板的胀缩率，从而使得镜板在使用50次后就出现涂层表面起皱、有划痕或凹陷；若磷化硼的添加量大于4重量份，则磷化硼在煅烧时易发生排异现象，它会使得氧化镨和氧化铋沉积在涂层的底部，造成涂层内部的各组分混合不均，从而影响了涂层原有的结构稳定性。

作为本案又一实施例，其中，涂层还包括2～4重量份的氧化锑和2～4重量份的氧化铊。实验发现，当氧化锑和氧化铊同时存在时，两者可彼此产生协效作用，共同提高涂层在高温下，特别是大于450℃后的耐磨损性能和表面抗凹陷性能，但若当这两者仅存其一时，则发现对涂层性能的提升几乎没有。并且，氧化锑和氧化铊的添加量须被严格限制，若偏离优选的数值范围，则会造成两者对涂层性能的提升无法达到最优值。

作为本案又一实施例，其中，涂层还包括2～4重量份的钛酸钙，它可以控制涂层粉体在煅烧时水分的流失速率，从而可以改善涂层的内部应力，提高涂层的强度和耐高温性能，不仅如此，钛酸钙还可抑制涂层内部对温差、压差的胀缩敏感幅度，从而使涂层表面更稳定更耐用。但实验数据也同样表明，钛酸钙的添加量应被限制，不合适的添加量反而会形成负面作用。

作为本案又一实施例，其中，涂层还包括2～4重量份的氧化铌。通过实验意外发现，氧化铌也能单独或协同磷化硼和钛酸钙改善镜板的胀缩幅度，从而可以获得更为理想的结果。同理，作为一种作用显著的微量添加剂，其添加量应得到限制，不合适的添加量反而会导致氧化铌的作用失效。

作为本案又一实施例，其中，不锈钢板的线性热膨胀系数为12～16ppm/℃。因镜板主要用于制造PCB板，而在PCB板中的一个重要主材就是铜板，铜的线性热膨胀系数为16.7ppm/℃，因此为了防止铜板在热压时发生挤压起皱或断裂，在理论上镜板的线性热膨胀系数应尽量接近铜的线性热膨胀系数，但通过实验意外发现，事实并非如此，在热压时，高温是通过通电实现加热功能，在高温通电的情况下，不同的金属的线性热膨胀系数发生偏差，不同的金属材质，其偏离的程度也不同，因此对于本案的技术方案来说，选择线性热膨胀系数为16.1～17ppm/℃的不锈钢板不是最优选择，不锈钢板的线性热膨胀系数优选为12～16ppm/℃，更优选的是13～15ppm/℃，最优选的是14ppm/℃。因不锈钢的材料组成十分复杂，市场上有不同的型号，不同的具体成分有着不同的线性热膨胀系数，本案无需对不锈钢板的具体成分做出限定，只需限定其线性热膨胀系数即可。若不锈钢板的线性热膨胀系数小于12ppm/℃，则会导致与镜板相接触的PCB板的表面起皱；若不锈钢板的线性热膨胀系数大于16ppm/℃，则在热压时，与镜板相接触的PCB板的表面会出现裂纹。

作为本案又一实施例，其中，不锈钢板的厚度为0.2～3mm。不锈钢板的厚度主要决定着镜板整体的牢固程度，若不锈钢板的厚度小于0.2mm，则导致镜板本身抗压性过低，在热压时，容易发生断裂；若不锈钢板的厚度大于3mm，则导致涂层的表面张力过大，在热压时，涂层易产生裂纹，同时过厚的厚度亦使得在采用叠合方式生产PCB主板时，单次叠合的数量减少，由此增加了生产成本。

镜板的制备方法是：首先，按上述各材料按比例称取并用水混匀各个材料粉体，随后刷涂于不锈钢板的表面，刷涂厚度以能全覆盖钢板表面为准，一般为10～30μm，在惰性气体氛围中、800℃下煅烧2小时，在200℃下保温1小时，即制得镜板。

表一列出不同实施例的具体组成及其制得镜板的性能参数：

表一

表二列出不同对比例涂层的具体组成及其制得镜板的性能参数：

表二

尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本发明的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节。

Claims (8)

1.一种高强度抗磨损镜板，其以不锈钢板为基材，在所述不锈钢板的表面设置有涂层，所述涂层包括以下重量份的材料：

2.根据权利要求1所述的高强度抗磨损镜板，其特征在于，所述涂层还包括2～4重量份的氧化钐。

3.根据权利要求1所述的高强度抗磨损镜板，其特征在于，所述涂层还包括2～4重量份的磷化硼。

4.根据权利要求1所述的高强度抗磨损镜板，其特征在于，所述涂层还包括2～4重量份的氧化锑和2～4重量份的氧化铊。

5.根据权利要求1所述的高强度抗磨损镜板，其特征在于，所述涂层还包括2～4重量份的钛酸钙。

6.根据权利要求1所述的高强度抗磨损镜板，其特征在于，所述涂层还包括2～4重量份的氧化铌。

7.根据权利要求1所述的高强度抗磨损镜板，其特征在于，所述不锈钢板的线性热膨胀系数为12～16ppm/℃。

8.根据权利要求1所述的高强度抗磨损镜板，其特征在于，所述不锈钢板的厚度为0.2～3mm。