技术难题:
项目要解决的技术关键,包括技术难点、创新点。项目研究方案、技术路线、组织方式等。电子信息技术的飞速发展促使PCB制造技术快速提升,而应用于PCB钻孔的钻针性能要求日益增加,高纵横比微钻及其小型化是pcB钻针的发展趋势。为了满足使用寿命和微孔准直精度的要求,必须提高钻针的硬度和耐磨性。本项目依托公司多年的技术研发和产业积累,拟通过为PCB钻针的表面涂覆高硬度耐磨涂层的方法,解决现有PCB钻针在钻孔过程中,使用寿命较短、PCB钻孔精度受钻孔数量影响较大,钻针耐磨性差导致钻孔质量良莠不齐的问题。通过对现有PCB钻针作优化表面改性处理,使得现有钻针的硬度和耐磨性得到提升,从而提升钻针的寿命,以适应高端PCB板的加工需求。
由于纳米级硬质合金材料具有优异的力学性能和良好的切削性能,纳米级硬质合金材料可以作为高质量PCB钻针生产中制造高端钻针的主要材料。但是目前量产100nm以下粒度硬质合金的技术尚待突破。此外,氮化硅或金刚石具有优异的耐磨性能和高的硬度,作为涂层材料可以很好的提升 PCB钻针的表面性能,但是由于目前使用的钻针基材是碳化钨,与目标材料有较大的晶格差异,对涂覆工艺要求较高,且钴的掺杂会导致涂层附着力的下降。选用合适的涂覆材料对工艺有重要的影响。
钻针表面强化的方向主要有三个:提高表面硬度,降低表面摩擦系数,提高表面耐腐蚀能力。围绕这几个强化方向,国内外对微钻表面强化技术的研究主要集中在离子注入、电弧离子镀、磁控溅射和等离子体化学气相沉积等方面。基于本项目组的研究基础,拟采用等离子体化学气相沉积(PECVD)的方法对钻针表面进行改进。由于钻针的结构特点(表面多尖端、呈不规则结构、高纵横比等),现有PECVD设备在腔体和能量分布上均需加以改进,设计出符合 PCB 钻针表面涂覆需求的表面改性设备。
项目的研究内容包括:开发适应现有PCB钻针的表面改性设备和表面改性工艺,通过对现有钻针的表面涂覆处理,在钻针表面形成牢固的耐磨涂层,从而延长钻针的使用寿命和钻孔精度,降低误差以适应高端 PCB钻孔需求。
技术指标:
设计成熟的PCB钻针涂覆设备,建立可靠的PCB钻针硬度提升工艺。钻头表面硬度不低90HRC,单次使用,钻孔次数不低于3000次。