印制電路板用蓋板和墊板(簡稱為蓋/墊板)是PCB機械鉆孔加工必備的重要輔助材料。由于PCB生產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快速發展,生產PCB用蓋墊板已成為一個有一定規模的制造行業。我國是世界上最大的生產制造、消費PCB用蓋墊板的國家。一、蓋/墊板產品的發展史 PCB用蓋墊板幾乎是與PCB同時誕生。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 鉆污等問題。出于這一原因,在PCB業界中一度曾開始使用環氧玻纖板,但是它不能完全解決鉆污的問題,而且由于鉆速越來越高,產生的熱量也越來越多,在80年代后期對蓋板又有了導熱的要求,而環氧樹脂的導熱系數很低,不利于散熱,故不能滿足生產的要求,同時環氧玻纖板的成本也較高,因此這種環氧玻纖板使用的歷史并不很長,就被遺棄。 20世紀90年代初,木纖板由于具有價格便宜、穩定性、鉆污少及耐熱性能相對較好等優勢開始用作于鉆孔墊板。早期出現的低密度木纖板表面硬度低,鉆孔時易出現毛刺現象,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,先后出現了中、高密度木纖板,其表面硬度逐步提高;為了進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表面砂光工藝。同時90年代初還出現瓦楞墊板等新型概念產品。 20世紀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開始采用另一類具有更好導熱性的品種,即金屬蓋板。起初使用的是普通軟鋁,鋁導熱系數遠遠大于樹脂的,鉆頭最高溫度可由200℃多降至100℃多,但是它的材質太軟,易產生劃傷,導致鉆頭打滑而出現孔位精度不佳、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世紀初,為適應更細小孔徑(0.3mm以下)的鉆孔和更高鉆的孔品質要求,蓋墊板生產廠家又開發和改良了原有的酚醛樹脂紙墊板產品,其材料特性、密度、表面硬度、平整性、厚度均勻性、材質等都得到改進。同時,為了解決合金鋁蓋板表面太硬,也容易導致打滑的問題,開發出了潤滑鋁片。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。在近年潤滑鋁片的應用市場得到了迅速的擴大,可以預測在未來多年,它是微孔鉆孔加工中很理想的輔助材料之一。 隨著PCB技術高端化、功能化、特殊化發展,作為PCB鉆孔輔材蓋/墊板技術也逐步朝著多樣化、精細化、功能化發展。蓋/墊板品質、品種,對確保PCB鉆孔加工質量、成品率、生產效率、鉆頭使用壽命、PCB的可靠性起到重要作用。二、蓋/墊板功效、品種與標準2.1蓋板定義及功效 電路板鉆孔時在PCB鉆孔加工時,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械鉆孔時置于待加工板的上面,以滿足加工工藝要求的材料(見圖1)。

圖1 蓋板和墊板產品及在PCB鉆孔加工中應用示意圖
作為PCB鉆孔加工的輔助材料,蓋板有五個主要功效:① 保護板面(保護覆銅板的銅箔面,或基板鍍銅導電層面),防止壓力腳壓傷板面 ; ②固定鉆頭,減少鉆孔時鉆頭搖擺幅度、偏移,使鉆頭能準確定位;提高孔位精度,防止折斷鉆頭;③防止基板發生上毛頭、披峰; 減少入口性毛刺;④協助鉆針散發熱量;、降低鉆頭溫度;⑤協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。
對蓋板性能要求主要有:軟度要夠;厚度公差優;平整及不易變形;耐高溫;吸濕性低;表面無雜質、異物、明顯缺陷;板的厚度均勻等。
2.2墊板定義及功效
鉆孔時墊在電路板下,與機器臺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械鉆孔時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對貫穿PCB板的鉆孔加工,起到保護鉆孔機臺面的作用;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在一定程度上發揮其定位功效,提高鉆孔精度。
為確保基板的孔加工質量,要求墊板具有如下特性:需求在于平整性要佳、尺寸公差優、切削容易、表面要求硬且平、材料高溫不產生黏性或釋放出化學物質污染孔壁或鉆針,以及鉆屑要求細且粉,易于排屑。硬度適宜、樹脂含量或其它雜質成份含量少、固化程度好、不會產生粘性或釋放出化學物質污染孔壁或鉆頭。
2.3蓋/墊板產品品種
根據材料的不同,市場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(又稱為潤滑鋁片)、普通鋁片(即鋁箔蓋板)、環氧玻璃布蓋板。酚醛紙蓋板業界用量較少,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,由樹脂和鋁箔構成;普通鋁片即鋁箔蓋板,用于普通及精細線路板鉆孔,由合金鋁箔構成;環氧玻纖布蓋板,由環氧樹脂和玻纖布構成,目前市面上用量極少。另外,以前也出現過一種復合鋁蓋板,由木漿紙(芯)和鋁箔構成,目前已不多見,業已退出市場。
根據材料的不同,市場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,由木質纖維或其它植物纖維與脲醛樹脂或其它合成樹脂混合,經熱壓制成。
表1、表2分別所示了中國印制電路行業協會在2010年發布的印制板鉆孔用蓋板與印制板鉆孔用墊板的標準(CPCA 4403—2010)中的蓋/墊板品種分類。
表1 蓋板分類
型 號 | 名 稱 | 構 成 | 推薦適用范圍 |
EB-01 | 酚醛紙蓋板 | 由木漿紙和酚醛樹脂構成 | 用于撓性板鉆孔 |
EB-02 | 涂樹脂鋁蓋板 | 由樹脂和鋁箔構成 | 用于HDI板等微小孔鉆孔 |
EB-03 | 復合鋁蓋板 | 木漿紙(芯)和鋁箔構成 | 用于厚銅板、背板、PTFE板等特殊板鉆孔 |
EB-04 | 鋁箔蓋板 | 由鋁箔構成 | 用于普通線路板及精細線路板鉆孔 |
表2 墊板分類
型號 | 名 稱 | 構 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·纖維板復合木墊板(復合木墊板) | 由木漿紙、纖維板、樹脂層構成 | 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、樹脂凃層構成 | 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、紫外光固化樹脂凃層構成 |
BB-05-01 | 中密度木纖維墊板 | 由木質纖維或其它植物纖維與脲醛樹脂或其它合成樹脂混合,經熱壓制成 | 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 | 由木質纖維或其它植物纖維與脲醛樹脂或其它合成樹脂混合,經熱壓制成 | 用于孔徑0.25 mm及以上的中低檔板鉆孔 |
2.4 境內外使用蓋/墊板品種的現況
根據調查,目前(以2012年為例)國內的蓋板使用品種主要是鋁片,它約占82.2%。國內的墊板使用品種主要是木漿板,它約占59.1%(見圖2)。

圖2 國內的不同品種蓋板、墊板需求比例情況
目前,在日本的PCB鉆孔加工中,所用的蓋板一般為鋁片、涂樹脂鋁蓋板、冷沖板,墊板幾乎達到100%使用酚醛紙墊;在韓國的PCB鉆孔加工中,使用的蓋板品種一般為鋁片、涂樹脂鋁蓋板、冷沖板為主,墊板使用蜜胺木墊板和酚醛紙墊板。在臺灣,目前的PCB鉆孔加工中,選用蓋板鋁片、涂樹脂鋁蓋板、冷沖板為主,墊板主要使用酚醛紙墊板及少量蜜胺木墊板、木纖板。
三、國內外蓋/墊板市場情況
3.1 全球及中國內地不同類型蓋墊板市場
根據世界電子電路理事會(WECC)和結合2012年全球PCB產量的數據統計,以及我們對相關蓋墊板市場調查的數據,從中可推算出了2012年全球PCB鉆孔用蓋墊板的市場情況(詳見表3:2012年PCB鉆孔用不同類型蓋墊板市場量和表4:2012年PCB鉆孔用不同類型蓋墊板市場金額。全球PCB鉆孔用蓋板的總體需求量為177.35百萬平方米,總銷售額為34.30億元人民幣,其中鋁片126.48百萬平方米,金額為11.64億元人民幣;覆膜鋁片32.07百萬平方米,金額為19.65億元人民幣;冷沖板18.80百萬平方米,金額為3.00億元人民幣。隨著PCB技術的發展,PCB產品結構的不斷升級,主要用于高端硬板鉆孔方面的覆膜鋁片和用于撓性板鉆孔方面的冷沖板需求量將會進一步增多。
墊板方面,012年全球PCB鉆孔用墊板的總體需求量為88.67百萬平方米,總金額為15.87億元人民幣,其中木漿板41.29百萬平方米,金額為3.44億元人民幣;密胺板19.74百萬平方米,金額為3.46億元人民幣 ;酚醛板27.65百萬平方米,金額為8.96億元人民幣。木漿板主要用于低階PCB鉆孔加工,隨著技術的不斷升級,滿足于中高端PCB鉆孔需求的蜜胺板及酚醛板的用量將會明顯增多。
表3 2012年PCB鉆孔用不同類型蓋墊板市場量
單位:百萬平方米
類型 | 蓋板 | 總計 | 墊板 | 總計 |
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 |
表4 2012年PCB鉆孔用不同類型蓋墊板市場金額
單位:百萬元人民幣
類型 | 蓋板 | 總計 | 墊板 | 總計 |
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 |
3.2全球不同地區蓋墊板市場
從世界生產PCB的國家、地區分布來看,蓋墊板市場量最大的毫無疑問是中國地區,其中蓋板市場量109.74百萬平方米,金額約為16.84億元人民幣;墊板市場量為54.87百萬平方米,金額為7.99億元;鉆孔用蓋墊板總金額約為24.83億元人民幣(見表5、表6)。
表5 2012年不同地區PCB鉆孔用蓋墊板市場量
單位:百萬平方米
地區 | 美國 | 歐洲 | 日本 | 中國 | 亞洲(中日除外) | 總計 |
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PCB鉆孔用蓋/墊板市場金額
單位:百萬元人民幣