PCB鉆孔加工用蓋墊板行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀與特點(diǎn)

楊 柳（深圳市柳鑫實(shí)業(yè)有限公司，廣東 深圳 518106）

YANG Liu

PCB鉆孔加工用蓋墊板行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀與特點(diǎn)

楊 柳
（深圳市柳鑫實(shí)業(yè)有限公司，廣東 深圳 518106）

文章介紹了蓋墊板的用途、技術(shù)發(fā)展情況、市場規(guī)模及產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，蓋墊板行業(yè)的機(jī)遇與挑戰(zhàn)等。

蓋墊板；技術(shù)發(fā)展；市場規(guī)模和產(chǎn)品結(jié)構(gòu)；機(jī)遇與挑戰(zhàn)

YANG Liu

1 蓋墊板作為PCB原輔材料在PCB加工中起到重要作用

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 Board）。它是一種在印制電路板機(jī)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（圖1）。

圖1 蓋板和墊板產(chǎn)品及在PCB鉆孔加工中應(yīng)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(hù)板面（保護(hù)覆銅板的銅箔面，或基板鍍銅導(dǎo)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(zhǔn)確定位；提高孔位精度，防止折斷鉆頭；（3）防止基板發(fā)生上毛頭、披峰；減少入口性毛刺；（4）協(xié)助鉆針散發(fā)熱量；降低鉆頭溫度；（5）協(xié)助清掃鉆針溝槽的作用；防止膩污孔；減少鉆頭的磨損和斷鉆等。

鉆孔時墊在電路板下，與機(jī)器臺面直接接觸的板狀墊料，稱為墊板（Back-up board）。它是一種在印制電路板機(jī)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(hù)鉆孔機(jī)臺面的作用；防止PCB板底面的出口性毛刺；（1）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(fā)揮其定位功效，提高鉆孔精度。

印制電路板用蓋板和墊板（簡稱為蓋/墊板）是PCB機(jī)械鉆孔加工必備的重要輔助材料。它在PCB鉆孔加工中，無論是確保產(chǎn)品品質(zhì)、工藝的實(shí)施，還是經(jīng)濟(jì)效益，都起到重要的作用。

近年來，隨著印制電路板鉆孔技術(shù)的發(fā)展，蓋/墊板得到越來越多的重視，蓋/墊板的鉆孔輔助功效不斷被挖掘、改進(jìn)，現(xiàn)有蓋/墊板技術(shù)已逐步呈現(xiàn)了細(xì)分化、功能化、多元化發(fā)展，但同時也面臨著印制電路板的成本降低控制，對蓋/墊板的技術(shù)提出新的要求。

2 PCB鉆孔技術(shù)的發(fā)展

發(fā)展到≤50 μm。這些鉆孔技術(shù)的要求變更主要出現(xiàn)在近幾年發(fā)展和更新比較快的幾種印制電路板上，如HDI、IC載板、BGA板、撓性板、剛撓結(jié)合板等。

隨著印制電路板技術(shù)發(fā)展，印制電路板的鉆孔技術(shù)呈現(xiàn)了微孔化、密集化、高精度化和品質(zhì)化、應(yīng)用多元化的發(fā)展趨勢。在未來幾年，隨著智能手機(jī)、平板電腦、Ultrabook（超輕薄筆記本電腦）等電子產(chǎn)品的發(fā)展推動，微孔化的印制電路板如HDI和IC載板、撓性板及軟硬結(jié)合板等仍保持較好的發(fā)展前景。因而用于微孔鉆孔加工的覆膜鋁片、冷沖板、密胺板、酚醛板也將有著更好的發(fā)展，其市場份額會進(jìn)一步擴(kuò)大，成為未來幾年蓋墊板的發(fā)展主流。

隨著印制電路板在各個領(lǐng)域多元化發(fā)展，尤其是電子行業(yè)的迅猛發(fā)展，推動了印制電路板技術(shù)的發(fā)展，由早期的單/雙面板、多層板等發(fā)展成多種印制電路板產(chǎn)品如高多層板、HDI板、IC載板、撓性板、軟硬結(jié)合板、背板、密集BGA板、特種板等，印制電路板設(shè)計(jì)與制造的多層化、積層化、功能化、集成化和輕、薄、短、小的趨勢越來越明顯。這些發(fā)展趨勢，促使了印制電路板鉆孔的孔徑越來越小、分布越來越密集、精度越來越高、應(yīng)用多元化，對其孔的加工技術(shù)要求也相應(yīng)提高。

隨著印制電路板技術(shù)發(fā)展，孔徑和孔環(huán)越來越小、孔數(shù)越來越多，對應(yīng)的鉆孔技術(shù)也在不斷的發(fā)展。最小孔徑由原來的0.15 mm發(fā)展到0.03 mm，相當(dāng)人的發(fā)絲的1/3；單位面積孔的數(shù)量增長1.27～2.9倍；最小鉆針由原來0.15 mm發(fā)展到0.05 mm，最新日本技術(shù)已研發(fā)出0.03 mm的鉆針；鉆機(jī)轉(zhuǎn)速由原來20萬rpm提升到現(xiàn)在的35 rpm。

隨著印制電路板的發(fā)展和鉆孔技術(shù)的發(fā)展，印制電路板對鉆孔技術(shù)的要求也越來越高。鉆孔孔位精確度由≤75 μm發(fā)展到≤50 μm，對0.1 mm以下孔徑甚至要求到≤30 μm；孔壁粗糙度由≤25 μm發(fā)展到≤15 μm；披鋒由10 μm到發(fā)展≤5 μm；滲銅由≤75 μm

3 近年蓋墊板市場規(guī)模與品種結(jié)構(gòu)上的變化

3.1 市場總述

2014年全球PCB鉆孔用蓋墊板的市場規(guī)模達(dá)到291.9百萬平方米，預(yù)測在2017年將為335.7百萬平方米。按銷售額統(tǒng)計(jì)，2014年為58.75億元（人民幣，下同），2017年將增長到71.7億元。

但需要注意的是，等離子手術(shù)對病例篩選嚴(yán)格，術(shù)前需通過相關(guān)檢查全力分期病變，對侵犯較廣的和分化較低的病理類型仍應(yīng)選擇開喉手術(shù)，以降低復(fù)發(fā)率；且低溫等離子微創(chuàng)手術(shù)熱效率低，其止血效果有限，遇到動脈性出血時必須謹(jǐn)慎處理。

中國大陸是PCB鉆孔用蓋墊板全球需求量最大的國家/地區(qū)，當(dāng)前它的年消費(fèi)蓋墊板量約占整個全球的46%，其次是亞洲其他國家/地區(qū)（不含日本、中國大陸），它約占全球總需求量的39%。

3.2 蓋板市場規(guī)模與品種結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

根據(jù)CPCA調(diào)查，全球PCB鉆孔用蓋板在2012年總體需求量為177.35百萬平方米。其中鋁片126.48百萬平方米，金額為11.64億元；覆膜鋁片32.07百萬平方米，金額為19.65億元；冷沖板18.80百萬平方米，金額為3.00億元。2013年、2014年的PCB用蓋板市場規(guī)模分別增加到186.2百萬平方米、194.6百萬平方米。預(yù)測2017年將增加到219.9百萬平方米（見圖2）。全球PCB鉆孔用蓋板的銷售額，由2012年的34.3億元增加到2014年的39.1億元。預(yù)測2017年將增至46.2億元。

圖2 全球2011年~2017年P(guān)CB鉆孔用蓋板市場需求量統(tǒng)計(jì)及預(yù)測

在PCB鉆孔用蓋板的市場產(chǎn)品結(jié)構(gòu)上，隨著PCB技術(shù)的發(fā)展，PCB產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的不斷升級，以及PCB鉆孔工藝技術(shù)的提升。主要用于剛性高技術(shù)、微孔PCB和FPC鉆孔加工的覆膜鋁片需求量在近年逐步增多。根據(jù)統(tǒng)計(jì)，2012年覆膜鋁片的市場需求占全球整個蓋板量的18.1%，到2014年其市場比例已增加到21.3%，預(yù)測2017年比例將擴(kuò)大到25.6%（見圖3）。用于撓性板鉆孔方面的冷沖板需求量也會呈一定的增長趨勢。它由在2012年占全球整個蓋板量的比例為10.6%，2014年增加到11.4%。

圖3 PCB鉆孔用各種品種的蓋板市場需求比例的變化

3.3 蓋板市場規(guī)模與品種結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

在PCB鉆孔用墊板市場方面，2012年全球PCB鉆孔用墊板的總體需求量為88.67百萬平方米。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。2013年、2014年的PCB用墊板市場規(guī)模分別增加到93.54百萬平方米、97.28百萬平方米。預(yù)測2017年將增加到115.8百萬平方米（見圖4）。全球PCB鉆孔用墊板的銷售額，由2012年的15.87億元增加到2014年的19.65億元。預(yù)測2017年將增至25.5億元。

在PCB用墊板中目前用量最大的是木漿板品種。它主要用于低階PCB鉆孔加工。隨著技術(shù)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。并且，多樣、個性的微孔加工的發(fā)展，對特殊結(jié)構(gòu)的墊板需求在不斷擴(kuò)大。圖4表明了近年P(guān)CB鉆孔用各種品種的墊板市場需求比例的變化。

圖4 全球2011年~2017年P(guān)CB鉆孔用墊板市場需求量統(tǒng)計(jì)及預(yù)測

4 蓋墊板行業(yè)面臨的機(jī)遇與挑戰(zhàn)

印制電路板設(shè)計(jì)與制造的多層化、功能化、集成化和輕、薄、短、小的趨勢，對印制電路板設(shè)計(jì)與制造提出了更多要求與挑戰(zhàn)。鉆孔加工工序是印制電路板制造工序中不可缺少的一道工序，也是極其重要的工序，其加工品質(zhì)不但影響成品板的電氣連接、元器件的插件與定位等，還影響到成品板的測試、加工、應(yīng)用的可靠性。印制電路板的鉆孔區(qū)域是整個印制電路板中相對薄弱一個區(qū)域，尤其密集孔區(qū)，在后加工工序、測試與應(yīng)用（如除膠電鍍、熱沖擊測試、回流焊、CAF等）中易產(chǎn)生品質(zhì)問題。

圖5 近年P(guān)CB鉆孔用各種品種的墊板市場需求比例的變化

近些年來，隨著印制電路板技術(shù)和鉆孔技術(shù)的提升需求，印制電路板制造廠家們不斷加強(qiáng)印制電路板技術(shù)改進(jìn)或升級，同時也加強(qiáng)了鉆孔加工技術(shù)的提升研究。新購高轉(zhuǎn)速的數(shù)控鉆孔機(jī)、現(xiàn)有數(shù)控鉆孔機(jī)的升級、優(yōu)化鉆孔參數(shù)及提高對鉆針、蓋/墊板等鉆孔輔材的要求。但受金融危機(jī)、人工成本增加、環(huán)保升級等因素影響，印制電路墊板利潤不斷下滑，廠家們不得不紛紛加大生產(chǎn)成本降低的控制與管理。鉆孔加工工序作為印制電路板制造中的一道重要工序，隨著鉆孔技術(shù)的微孔化、高精度和高品質(zhì)化、多元化發(fā)展，進(jìn)一步增加了鉆孔加工成本。因此，也提出了鉆孔加工工序的成本降低，采取了諸多措施如提高鉆孔效率、降低鉆孔物料成本等。蓋/墊板行業(yè)也面臨印制電路板成本降低的要求。

近些年來，隨著鉆孔技術(shù)的微孔化、高精度和高品質(zhì)化、多元化發(fā)展升級，蓋/墊板也面臨了新的需求與挑戰(zhàn)：

4.1 低成本化

印制電路板制造競爭激烈、環(huán)保升級、人工成本增加等，造成了制造利潤的不斷下滑，一些企業(yè)的生存空間深受影響，尤其一些利潤低的中低端印制電路板生產(chǎn)廠家或代加工廠家，紛紛加大成本控制力度，對鉆孔用的蓋/墊板也提出了成本降低的需求。目前一些低端鉆孔用的普通蓋/墊板如鋁片、木纖板獲利微薄，甚至有些幾乎零利潤；中、高端應(yīng)用的蓋/墊板如冷沖板、密胺板、酚醛板也很大程度受到成本壓制。蓋/墊板的低成本化大大影響了其產(chǎn)品和技術(shù)的開發(fā)與改進(jìn)。

4.2 細(xì)分化

諸多種類印制電路板的鉆孔技術(shù)差異化、不同加工孔徑和成本控制的需求，使得蓋/墊板也出現(xiàn)了細(xì)分化，蓋板有普通鋁片、冷沖板、覆膜鋁片等，根據(jù)不同孔徑的需求，還出現(xiàn)了蓋板不同厚度要求的細(xì)分，甚至覆膜鋁片還有不同厚度、配方的搭配細(xì)分；墊板有木纖板、密胺板、酚醛板等，木纖板可分為中、高密度木纖板，密胺板可分為涂膠或貼合密胺板、快壓密胺板、熱壓密胺板，酚醛板可分常規(guī)酚醛板和細(xì)小孔鉆孔用的特制酚醛板。

4.3 功能化

隨著印制電路板技術(shù)發(fā)展，出現(xiàn)了多種類型印制電路板，不同類型印制電路板的規(guī)格、鉆孔加工方式和要求、孔徑等都存在差異；同時也隨著鉆孔技術(shù)和要求的提高，不同規(guī)格、訂單、客戶的鉆孔技術(shù)和品質(zhì)也存在差異，這些使得對蓋/墊板提出了不同功能化的需求，如一些高厚徑比板和厚銅板用的蓋/墊板偏向于散熱功能，一些高孔位精度要求的印制電路板用的蓋/墊板偏向于提高孔位精度，一些大尺寸的厚板存在平整性不足的問題則需要能解決披鋒問題的蓋/墊板。亦如覆膜鋁片根據(jù)需求的不同可分為高孔位精度型、高散熱型、高潤滑型、綜合型等，據(jù)了解，深圳柳鑫公司還研發(fā)了散熱與潤滑型的墊板。

4.4 配套方案化

現(xiàn)在印制電路板的鉆孔技術(shù)差異化、精細(xì)化越來越明顯，成本控制也要求越來越高，其鉆孔加工已不是簡單的物料組合使用加工，而是鉆針、蓋/墊板、鉆孔參數(shù)配套的優(yōu)化組合。如HDI板增加疊板層數(shù)提高鉆孔效率，則需要覆膜鋁片與墊板配套；軟板細(xì)小孔鉆孔則需要冷沖板或覆膜鋁片與酚醛板搭配；高頻高速多層板則需要散熱型覆膜鋁片與促排或散熱型墊板搭配；厚銅板則需要散熱型覆膜鋁片與散熱型墊板搭配。優(yōu)化的蓋/墊板搭配方案不僅有利于解決鉆孔問題和提升鉆孔品質(zhì)，還能提高鉆孔效率和降低成本，使得印制電路板鉆孔加工的性價(jià)比大幅度提升。

鉆機(jī)技術(shù)的變革與發(fā)展，推動了蓋墊板行業(yè)的變革與發(fā)展，而蓋墊板行業(yè)的技術(shù)進(jìn)步，也影響和提升了鉆孔技術(shù)。覆膜鋁片就是一個很好的例子，早些年三菱瓦斯開發(fā)了LE覆膜鋁片，高昂而壟斷的價(jià)格使得只被少數(shù)企業(yè)的少數(shù)印制電路板使用，雖然有著優(yōu)異的鉆孔性能，但其性價(jià)比及鉆孔性能沒有被廣大印制電路板廠家所接受與認(rèn)識。近幾年來，國內(nèi)外逐步有些企業(yè)也開發(fā)了各自覆膜鋁片，如國內(nèi)深圳柳鑫公司自主研發(fā)了一款覆膜鋁片（MVC），打破了國外覆膜鋁片的壟斷，大大降低覆膜鋁片的銷售價(jià)格，覆膜鋁片在國內(nèi)得到了大量使用，如今覆膜鋁片已隨著印制電路板的鉆孔需求，朝著低成本型、高孔位精度型、高散熱型、高潤滑型等多種型號發(fā)展，從而推動國內(nèi)印制電路板鉆孔技術(shù)的發(fā)展。

雖然蓋墊板幾乎與印制電路板同時產(chǎn)生，但印制電路板技術(shù)的快速發(fā)展，并沒有大幅度地帶動蓋墊板行業(yè)的發(fā)展。受傳統(tǒng)觀念的影響，蓋/墊板一直屬于鉆孔加工的輔助耗用材料，早期僅于簡單加工、代工、貿(mào)易模式，技術(shù)發(fā)展緩慢。近幾年來，隨著鉆孔技術(shù)進(jìn)一步發(fā)展，傳統(tǒng)的鉆機(jī)升級、鉆針、鉆孔參數(shù)調(diào)整等模式，已無法進(jìn)一步滿足鉆孔技術(shù)的發(fā)展需求，從而刺激和加快了蓋墊板的變革與發(fā)展，蓋墊板已開始朝細(xì)分化、功能化發(fā)展，國內(nèi)外涌現(xiàn)一批自主研發(fā)生產(chǎn)的蓋墊板企業(yè)，如國內(nèi)深圳柳鑫、哈爾濱中科電材、江陰市滬澄、日本利昌、日本三菱瓦斯、美國LCOA、臺灣鉅像、臺灣欣岱等。

受印制電路板利潤下滑和成本降低控制的影響，很多蓋墊板廠商不得不降低售價(jià)，為了搶占客戶而開展價(jià)格拉鋸戰(zhàn)，很大程度影響了蓋墊板新技術(shù)的發(fā)展與推廣，但也有少部分積極面對的企業(yè)，深圳柳鑫近幾年來大力加強(qiáng)蓋墊板的自主研發(fā)，不但成功開發(fā)和推廣覆膜鋁片（MVC），還大力開發(fā)功能型的新型墊板產(chǎn)品如潤滑墊板等，提出了鉆孔技術(shù)優(yōu)化的蓋/墊板配套方案模式配合客戶降低鉆孔加工成本，積極與湖南科技大學(xué)、廣東工業(yè)大學(xué)開展材料開發(fā)和鉆孔技術(shù)研究的產(chǎn)學(xué)研合作，并積極參與主導(dǎo)和推動蓋墊板行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化工作。

Current state & characteristics of the industry of entry and backup boards used for PCB drilling

In this paper, the importance and application of entry and backup boards are described as well as the technical trends, the market development and product categories. The chance and challenge of the industry are also analyzed.

Entry/Backup Boards; Technical Trend; Market and Categories Share; Chance and Challenge

TN41

A

1009-0096（2015）07-0011-04