研磨产品在PCB制造业的新技术发展.pdf

2 0 1 0 秋季国际P C B 技术信息论坛图形转移I m a g i n g研磨产品在P CB$1 J 造业的新技术发展P a p e rC o d e：A-12 3叶东泉周健平3 M 中国有限公司摘要不织布磨刷和尼龙针刷是目前P C B 生产过程中磨板流程主要使用的磨刷，但这两种产品都存在一些缺点，本文将介绍几款市场上用于去毛刺和去树脂的新产品，该产品能更好地满是客户的需求关键词P C B；磨刷；不织布；3 M中图分类号：仆1 4 1 文献标谀码：A 文薯鳊号：1 0 0 9-0 0 9 6(2 0 1 0)增干I k l 3 C 目_ H i l l i n gp r o d u c tn e wt e c h n o l o g yd e v e l o p m e n ti nP C Bm a n u f a c t u r i n gY ED o n g-q u a nZ H O U J i a n-p i n gA b s t r a c tC u r r e n t l y,n o n w o v c nb r u s ha n dN y l o nb r u s ha r ct h et w om o s tp o p u l a ra b r a s i v eb r u s h e sf o rP C Bm a n u f a c t u r ei n d u s t r y H o w e v e r,t w ob r u s h e sh a v es o m ed e f e c tm o r eo rl e s s I nt h i sa r t i c l e，w ew i l li n t r o d u c t i o ns o m en e wp r o d u c tw h i c ha p p l i e sf o rd e b u r ra n dr e s i nr e m o v a l T h ep r o d u c tc o u l db e t t e rs a t i s f yc u s t o m e r Sd e m a n d K e yw o r d sP C B；b r u s h；n o n w o v e n；3 M1前言2 1 世纪人类进入了高度信息化社会，在信息产业中，印刷线路板(P C B)是一个不可缺少的重要支柱产品。信息化促使电子工业领域掀起了技术革命和产业结构的变化，同时也给印刷线路板制造业带来了新的挑战。顺应技术革命的潮流，P C B 产品也向着高密度，小型化和轻量化的方向发展。其中，高密度指的是提高P C B 单位面积上的器件装载量和布线密度，采用的方法是线路精细化，微d q L 径化和多层化。这也就对线路板制造过程中的研磨工艺及技术提出了更高，更新的要求。2 研磨应用分析我们知道，P C B 板制造流程中一般都有这么几道制程是有磨板工序，包括：绿油前处理；外层干膜前处理；去毛刺；对于有塞孔设计的多层P C B，还需要去除塞孔树脂。对于绿油前处理和干膜前处理，磨板的目的是清洁表面以及粗化铜表面，为下一步涂覆防焊层或贴膜做好准备：对于去除塞孔树脂和去毛刺，制造商更多的是考虑磨刷的切削性能，考虑哪款磨刷能够更快，更好地去除坚硬的树脂和毛刺。万方数据图形转移I m a g i n g2 0 1 0 秋季国I 碌P C B 技术，信息论坛从上面的应用分析可得知，如何加强磨刷的切削力，是各个磨刷生产商重点关注的问题。然而，在P C B 制造业微小孔径化和多层化迅速发展的今天，单单拥有高切削力产品，并不能在市场上一统天下。另一个磨刷生产商需要关注的问题是：如何减少塞孔率。本文将从如何加强磨刷的切削力，如何减少塞孔率这两个主要问题作简单分析，并介绍目前市场上的一些主要产品。3 磨刷切削力应用分析让我们先来关注如何提高磨刷切削力的问题在P C B 发展的早期，尼龙针刷曾经是P C B$1 J 造商们磨板的不二选择。在那个时代，P C B$1 J 造商普遍产能压力不大，线路最小线宽都在2 5 4g m 以上。尼龙针刷具有价廉，寿命长等优点。然而，随着线路精细化的发展以及客户对货期的要求，尼龙针刷开始满足不了客户对于切削力以及表面一致效果的要求。事实上，尼龙针刷已不能满足较高磨削的要求。在这种需求背景下，诞生了不织布磨刷。简单来说，不织布磨刷是通过把一定数量的片状不织布，整齐插在长木芯里面并用胶水固定，呈放射状，最后将不织布磨刷浸入特别的树脂胶里面，固化得出成品。和尼龙针刷相比，不织布磨刷结构里面具有研磨能力的除了矿砂以外，还有不织布纤维以及树脂胶。不织布磨刷具有以下的优点：切削力强，粒度选择多，表面一致性好。不织布磨刷由于选用的不织布材料不一样，产地不一样，切削力表现也会有很大的分别。为了提高不织布磨刷的切削力，业界一直在研究选用不同的不织布材料以及树脂胶配方，以求获得最好的切削效果。目前已发展成普通不织布辊刷和高切削不织布辊刷两大类。下面为大家介绍一下美国3 M 公司在高切削不织布磨刷方面的新产品(1)3 M 高效研磨刷该磨刷改良了树脂胶配方，特别加强了树脂胶的切削能力(2)3 M 卷紧式磨刷该磨刷使用了加强型树脂胶，并选用了一种特别设计的，具有更好的耐磨性，更均匀的不织布纤维材料。如下图所示。3 1 0 万方数据2 0 1O 秋季国际P C B 技术信息论坛图形转移I m a g i n g除此以外，3 M 卷紧式磨刷还特别对不织布的缠绕方式做了一定的改良。如我们前面提到的，一般的不织布磨刷是把片状不织布，整齐插在长木芯攀面，呈放射状的结构。而3 M 卷紧式磨刷使用的是卷紧式的结构。这种结构做出来的磨刷表面硬度更高，切削效率更高。如下图所示：3 M 卷紧式磨刷是目前市场上不织布磨刷里面切削能力非常强的产品，它广泛应用于去除塞孔树脂以及去除严重毛刺，表面铜粒。一般情况下，使用3 M 卷紧式4 0 0#磨刷磨两次，就基本可以把坚硬的塞孔树脂去除干净。不织布磨刷虽然具有如此好的切削力，然而它并不是切削力最强的磨刷。目前市场还有一种陶瓷类磨刷，比不织布产品拥有更强的切削力。然而，陶瓷磨刷目前仅应用在塞孔树脂去除方面，对于其他磨板流程，其超强的切削力会损坏表面线路或者过度切削表匠铜，导致表面铜厚过薄。另外，较高的成本也是阻碍其广泛使用的一个原因。4 磨刷塞孔问题分析众所周知，对于精密的P C B，其板面上大量的机械孔直径是非常小的。目前机械钻孔能够达到的最小孔径一般在0 2n l n l 左右。这些直径如此小的孔还要进行孔金属化，如果小孔里面残留有磨板时掉下来的碎屑，将会影响电镀药水进入孔壁，继而造成孔无铜，最后演变成开路的缺陷。对于不织布磨刷，纤维碎屑在磨板过程中掉落是不可避免的事实，如何令不织布磨刷减少对塞孔的影响呢?在目前的技术条件下，通过添加发泡型树脂是一个行之有效的方法。通过显微镜的微观分析，我们发现，普通不织布磨刷的碎屑其实是因研磨而断裂的纤维以及喷附在其表面的矿砂的混合物，这些混合物的一般直径范围是0 1m m 0 8 咖。如果研磨机的喷水系统水压不够或者出现喷嘴堵塞问题，那么就比较容易出现塞孔问题。3 1 1 万方数据图形转移I m a g i n g2 0 1 0 秋季国E,Y P C B 技术信息论坛要有效解决这个问题，可以通过添加发泡型树脂，使多条纤维，矿砂和发泡型树脂结合成一个相对较大的碎屑而掉落，从而有效减少碎屑掉入小孔的几率。在市场上面，添加了发泡型树脂的不织布磨刷品牌并不多。美国3 M 公司是其中一间拥有数款添加发泡型树脂的不织布磨刷的知名磨刷制造商，例如3 MF D 高密度发泡型磨刷，3 MW D 卷紧式发泡型去毛刺专用磨刷，3 MF T 卷紧式发泡型磨刷是其中的代表。(1)3 MF D 高密度发泡型磨刷采用的是和高效研磨刷相似的纤维材料，通过添加特有的发泡型树脂，使F D 磨刷在保持原有切削力的同时，有效减少塞孔率。根据实验得出的数据，使用了F D 磨刷，塞孔率能控制在2 以内。(2)3 MW D 卷紧式发泡型去毛刺专用磨刷，这是一款卷紧和发泡工艺相结合的全新产品。其致密的结构能有效防止塞孔现象的发生。是一款去毛刺专用磨刷。并且其具表面粗糙度低，去毛刺性能良好的特点。使用了W D 磨刷，塞孔率能控制在1 以内。(3)3 MF T 卷紧式发泡型磨刷采用的是和卷紧式磨刷相似的纤维材料以及结构，同样添加了特有的发泡型树脂，使F T 磨刷在保持原有切削力的同时，有效减少塞孔率。根据实验得出的数据，使用T F T 磨刷，塞孔率能控制在4 以内。而且，F T 磨刷比卷紧式磨刷拥有更好的表面效果以及更长的寿命。3 1 2 万方数据2 0 10 秋季国I 碌,P C B 技术信息论坛图形转移I m a g i n g(4)当然，诚如前面所说的，添加发泡型树脂的不织布磨刷能有效改善不织布磨刷的塞孔比率，但不能做到完全根治塞孔问题。那么，市场上有没有一种磨刷能够完全杜绝塞孔问题，又有足够的切削力，成为最适合在以上两个磨板流程应用的刷子呢?下面，为您介绍市场上另一款新的磨刷：3 M 公司的F H 磨刷。3 M 公司的F H 磨刷拥有多项技术专利。简单来说，它通过特殊的注塑工艺，令研磨片产生特别的切削力，并且不会有任何纤维碎屑掉落，没有塞孔的潜在危险。所以，它是一款集合了不织布磨刷和尼龙针刷各自优点的新型的P C B 磨刷。F I-I 磨刷的切削力来源于其坚实的B r i s t l e 碟片，碟片高速旋转产生切削力。另外，均匀的矿砂令铜板表面效果更一致，更适合在研磨后热贴干膜。F H 磨刷的结构独特，矿砂均匀植入压缩的B r i s t l e 碟片上，所以，随着研磨的进行，掉下来的只是矿砂的细小碎屑，这些矿砂碎屑的直径只有不织布碎屑的十分之一或者更小，所以说，F H 磨刷在研磨过程中不会造成塞孔。同时，F H 拥有足够的切削能力，可以满足客户去除毛刺的要求。3 1 3 万方数据图形转移I m a g i n g2 0 1O 秋季国I 啄P C B 技术信息论坛5 综还针对P C B 磨板流程，经过特殊处理的不织布尼龙辊刷将成为新的主角3 M 公司能提供完整的解决方案在提高切削力方面以及杜绝塞孔方面均有行业领先的优势产品，能为P C B 制造商提供优越的磨板效果以及更高性价比的磨刷。团作者简介叶东泉，技术工程师。周健平，技术工程师。T e l：0 2 0-3 2 1 1 3 7 6 0F a x：0 2 1 6 2 0 9 6 1 0 0 X 2 5 3 3 2E-m a i l：l y e r e t u r n c o m3 1 4 万方数据研磨产品在PCB制造业的新技术发展研磨产品在PCB制造业的新技术发展作者：叶东泉，周健平，YE Dong-quan，ZHOU Jian-ping作者单位：3M中国有限公司刊名：印制电路信息英文刊名：PRINTED CIRCUIT INFORMATION年，卷(期)：2010，(z1)被引用次数：0次 相似文献(2条)相似文献(2条)1.会议论文 王东华.苏培涛 图形转移前处理方式对精细线路制作的影响 2003 随着线路密度的增加,线宽间距的不断减小,图形转移前处理方式也日益显示其重要的地位,板件表面的前处理效果直接影响着精细线路的良品率.本文通过SEM分析和表面微观粗糙度的测量,分别对火山灰磨板、化学微蚀法,以及不织布磨刷磨板等几种前处理方式对板面的处理效果进行了考察,并从AOI良品率角度比较了几种前处理方式的效果,最终确定精细线路制作的最佳前处理方式.2.会议论文 赵其平 怎样选购刷板机 2005 刷板机与研磨刷辊组合的好坏在PCB制造的各个工序中至关重要。从GSH研磨刷辊制造者的角度谈了对刷板机选择的看法，重点是将刷板机按使用稳定性划分为三大类，即重研磨刷板机中研磨刷板机轻研磨刷板机，并从PCB制造中的各个工序的特点给出了他的刷板机选择建议，内容有数据支持。本文链接：授权使用：广州兴森快捷电路科技有限公司(jszx01)，授权号：59658939-3c18-4471-8726-9eb7009861e1下载时间：2011年3月31日