涂层盖板对孔位精度提升的研究

1 前言
客户对PCB板钻孔的精度要求越来越高，这需要我们通过技术提升来符合客户的需求，可以通过更改钻孔的盖板的方法来提升钻孔精度。
现在PCB业界使用最广泛的钻孔盖板为铝盖板，为厚度在0.13mm~0.2mm之间的铝箔，各公司根据自身产品特性选择对应的厚度，铝盖板使用为在钻孔时盖在PCB板上方，主要作用为：提升孔位精度，散热，防止产生毛刺。
2 新型PCB盖板介绍
（1）新型PCB盖板为在铝箔的表面再涂覆上一层表面涂层，因此业界一般都称之为涂层铝片，如图1所示。

涂层盖板主要作用：有利于入钻，防止打滑；降低钻咀磨损；润滑与清洁钻咀；降低钻头温度。
（2）表面涂层材料，一般为特殊树脂组成，树脂需具备特性为：润滑性：具备润滑特性；热熔性：具备低熔点，遇高温可快速挥发；水溶性：容易溶水，涂层不粘于孔壁；支撑性: 需具备较高硬
度，能在钻孔中防止钻针偏移。
（3）涂层盖板对PCB板加工的优势。使用相同条件加工后的板件的孔位测试精度结果，涂层盖板的CPK较普通铝片大大提升。
使用相同条件加工后的板件在电镀后的孔壁切片，涂层盖板的孔壁凹凸度较普通铝片大大提升。
3 涂层盖板提高钻孔精度的机理分析
3.1 钻头下钻钻头下钻接触涂层盖板时，盖板上涂层可以在钻头接触板面瞬间稳住钻针，减少偏斜，被钻头切削后转化为粉尘被吸走。
图2为国内某C厂家，通过高速摄像机拍摄钻孔下钻的过程进行比较，分别拍摄了普通铝片和涂层铝片下钻过程，从播放录像可以清晰看到在使用涂层铝片时，下钻过程中钻头被涂层对其的套定作用让钻头垂直下钻。

3.2 钻头进入板面
涂层材料具备低溶的特性，具有很强的散热能力，当钻头接触板面所产生的热通过铝片传导，再被涂层大量吸收，从而降低钻头及板材孔内的温度，如图3所示。

图4为国内某C厂家利用红外热像仪的热像测温技术对钻孔时的钻针温度进行跟踪测试，其中红线为使用普通铝片的钻针温度，黑色代表使用涂层铝片的钻针温度。
从图4中可以清晰地比较出：使用涂层铝片的钻头温度要远低于使用普通铝片的钻头温度。钻头在温度越低时，其刚性越强，越不容易产生弯曲，因此使用涂层铝片提升了钻头下钻过程中的刚性，从而提升了钻孔的精度。

3.3 排屑
涂层表面的涂层在预热后会变成气态挥发，挥发过程中加快粉屑的排屑，因此增加了钻孔过程中的排屑。从而减少了钻孔过程中的下钻阻力，提升钻孔的精度。
图5使用普通铝片和涂层铝片加工PTFE板材后的钻头残丝比较，从图5中可以明显地看出，使用涂层铝片后钻头的残丝明显较少。

4 小结
涂层盖板能提升钻孔精度，特别在加工一些高厚径比板时对孔位精度的提升效果显著。然而，涂层盖板为一种新型的盖板，其购买成本也是普通铝片的数倍，可以通过提高钻头的使用寿命、提升磨次、增加钻孔叠板数等来降低使用涂层盖板的综合使用成本。