納米鍍膜技術(shù)在微鉆上的工程化應(yīng)用和經(jīng)濟(jì)效益概算報告演示文稿

納米鍍膜技術(shù)在微鉆上的工程化應(yīng)用和經(jīng)濟(jì)效益概算報告演示文稿當(dāng)前1頁，總共45頁。（優(yōu)選）納米鍍膜技術(shù)在微鉆上的工程化應(yīng)用和經(jīng)濟(jì)效益概算報告當(dāng)前2頁，總共45頁。1.1PVD加工流程概述及微觀結(jié)構(gòu)PVD鍍膜的大致工藝流程如下：（1）鍍前清洗工藝：浸入粗清洗液，超聲激勵→氟利昂蒸汽浴→氟利昂浸浴→超聲SS-1浸浴-超聲自來水，去離子水漂洗→氟利昂浸浴，脫水-氟利昂浸浴，脫去殘余活性劑。

（2）涂層處理工藝： 產(chǎn)品裝卡上架→抽真空→系統(tǒng)加熱（充入氬氣，輝光放電）→離子轟擊→充入氨氣，涂層（按材質(zhì)和膜層要求調(diào)節(jié)工作參數(shù)）→降溫出爐。

（3）涂層性能測試與分揀包裝

當(dāng)前3頁，總共45頁。當(dāng)前4頁，總共45頁。涂層爐叢剖面示意圖涂層爐橫剖面示意圖當(dāng)前5頁，總共45頁。1.1.1PVD鍍膜涂層的微觀切片結(jié)構(gòu)PVD鍍膜涂層在一萬四千倍電子顯微鏡下的圖象硬質(zhì)合金機體,同鍍層相比較顆粒比較粗大鍍層厚1.03微米。相比合金基體，晶粒更細(xì)、更致密、表面更平整當(dāng)前6頁，總共45頁。1.2PVD功能鍍膜涂層可實現(xiàn)的物理性能硬度：2000Hv~5000Hv摩擦係數(shù)（相對鋼材）：0.45→0.15，最低可到0.05自潤滑超耐磨性表面光潔度高高化學(xué)穩(wěn)定性絕緣性好高導(dǎo)熱性與陶瓷類似上述性能一般不能同時具備，應(yīng)根據(jù)需要做權(quán)衡取舍當(dāng)前7頁，總共45頁。1.3PVD鍍膜涂層的工業(yè)應(yīng)用大致可分為功能鍍與裝飾鍍兩類側(cè)重于改善產(chǎn)品的一項或幾項特定內(nèi)在物理性能的涂層,被稱為功能涂層(工具鍍)研究表明PVD涂層可以提高這些產(chǎn)品的使用壽命3～10倍不等(依產(chǎn)品類別與涂層配方及工藝而不同)。著重改善提高產(chǎn)品的表面外觀與耐磨性能的涂層應(yīng)用被稱做裝飾鍍當(dāng)前8頁，總共45頁。由于目前PVD工藝對加工工件尺寸的局限，PVD鍍膜（涂層）工藝首先在工（機）具行業(yè)得到推廣應(yīng)用，常見的例子有：切削刀具、量刃具、精密模具、汽配零件（齒輪、軸承、活塞、缸套）、醫(yī)療器械等。1.3.1功能鍍（工具鍍）當(dāng)前9頁，總共45頁。由于目前PVD工藝對加工工件尺寸的局限，PVD鍍膜（涂層）工藝首先在工（機）具行業(yè)得到推廣應(yīng)用，常見的例子有：切削刀具、量刃具、精密模具、汽配零件（齒輪、軸承、活塞、缸套）、醫(yī)療器械等。1.3.1功能鍍（工具鍍）當(dāng)前10頁，總共45頁。當(dāng)前11頁，總共45頁。1.3.2裝飾鍍裝飾鍍因技術(shù)門檻較低應(yīng)用遠(yuǎn)比功能鍍普及。PVD裝飾鍍已被普遍運用于多種行業(yè)，如手機、鐘表、相機、電腦、眼鏡架、家電、徽章、皮帶扣、高檔餐具等產(chǎn)品，主要是增強耐磨性、改善表面質(zhì)量。當(dāng)前12頁，總共45頁。當(dāng)前13頁，總共45頁。2.0

PCB行業(yè)概況及其對微鉆的性能要求隨著電子產(chǎn)業(yè)全球布局的變更，中國大陸已經(jīng)超越日本成了PCB產(chǎn)業(yè)的的第一重鎮(zhèn)。機械鉆孔是PCB生產(chǎn)過程中不可或缺的重要工序。微鉆是PCB機械鉆孔加工所需的關(guān)鍵耗材。目前全球每月消耗量已超過一億支。當(dāng)前14頁，總共45頁。電子產(chǎn)品日趨輕薄短小和多功能化的發(fā)展方向?qū)е路庋b密度越來越高，線路寬度越來越細(xì)，迫使PCB機械鉆孔加工業(yè)不斷進(jìn)行技術(shù)創(chuàng)新，以適應(yīng)孔徑越來越小、基板材質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)越來越高的現(xiàn)實。當(dāng)前15頁，總共45頁。2.1PCB微鉆面對的挑戰(zhàn)以高密度板（HDI板）、IC載板、多層板、高TG板和以無鹵素基材為代表的難鉆削材質(zhì)的大量引入，使鉆孔難度上升、效率降低。碳化鎢材料等硬質(zhì)合金資源逐漸稀缺而導(dǎo)致的成本攀升加大企業(yè)支出。微鉆的改進(jìn)已經(jīng)成為PCB機械鉆孔加工業(yè)技術(shù)革新的主要內(nèi)容。降低微鉆成本、提升微鉆鉆孔品質(zhì)、延長微鉆使用壽命是PCB行業(yè)永恒的追求。

當(dāng)前16頁，總共45頁。2.1.1PCB行業(yè)的發(fā)展對微鉆的要求口徑更?。ě?.03mm的鉆針已問世，ф0.1mm的鉆針已批量應(yīng)用）硬度更高（應(yīng)對高TG板、無鹵素板、HDI板、IC載板等難切削材料）壽命更長（可以降低物耗成本，提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)能）長細(xì)比更大（可以增加打孔層數(shù)）當(dāng)前17頁，總共45頁。2.2

PVD技術(shù)在微鉆產(chǎn)品應(yīng)用的嘗試基于生產(chǎn)的需求，自2005年以來，許多企業(yè)都在嘗試把PVD涂層技術(shù)引入到微鉆產(chǎn)品中以改進(jìn)其性能。多數(shù)企業(yè)是直接引用裝飾鍍的設(shè)備和工藝，徒有其表，效果不佳。少數(shù)走功能鍍的途徑，取得了一定成效，但在產(chǎn)品性能穩(wěn)定性和生產(chǎn)效率等方面還不完善，影響了應(yīng)用推廣。當(dāng)前18頁，總共45頁。2.3瑞利泰德科技有限公司在PVD涂層微鉆上的工作基于多年的技術(shù)積累，深圳市瑞利泰德科技有限公司針對PCB導(dǎo)通用微鉆開發(fā)出具有優(yōu)越性能的ACT-1A型納米梯度超硬鍍層，其硬度可達(dá)到3500Hv以上，而摩擦系數(shù)降低至0.15以內(nèi)。經(jīng)多家PCB生產(chǎn)廠的批量使用后證實，ACT-1A型納米梯度超硬鍍層處理的微鉆使用壽命較未鍍層時可穩(wěn)定提高4倍以上，不僅可以大幅提高生產(chǎn)效率、降低物耗成本，同時能夠多方面改善鉆孔品質(zhì)。當(dāng)前19頁，總共45頁。2.3.1

瑞利泰德科技有限公司PVD鍍膜微鉆的優(yōu)勢首翻期使用壽命提高4~5倍（依鉆咀基材和工藝而異），直接降低生產(chǎn)成本。翻磨總次數(shù)可以增加，每次翻磨后的使用壽命成倍提高，鉆嘴的總壽命可提高4倍以上。鍍膜后鉆咀摩擦系數(shù)大幅降低，排屑更順暢，斷鉆率降低，可以提高鉆床轉(zhuǎn)速或降低功耗。鍍膜后鉆咀表面光潔度提高，有助于改善孔壁粗糙度。鍍膜后鉆咀摩擦系數(shù)大幅下降，發(fā)熱量減少，有利于減輕鉆孔電路板樹脂焦渣現(xiàn)象。有效減少因更換鉆咀引起的鉆機閑置時間，提高生產(chǎn)效率。大幅減少鉆咀研磨成本。鉆咀硬度大大提高，擴(kuò)大了可加工的材質(zhì)范圍（即原先無法加工的材質(zhì)現(xiàn)在可以加工）。當(dāng)前20頁，總共45頁。3.0

鍍膜鉆頭性能展示ACT-1A型鍍層微鉆的測試條件：

實驗所采用的微鉆為Union公司出品的UC型鎢合金復(fù)合微鉆，其結(jié)構(gòu)如下圖所示。鉆頭直徑d=0.3mm，槽長L=5.5mm，鉆頭角130°。測試用PCB印刷電子線路板材料號為P2019009A0雙面板銅厚：1/1OZ板厚：1.5mm二塊一疊(0.30)當(dāng)前21頁，總共45頁?，F(xiàn)場參數(shù)磨次參數(shù)DSFRHZ新刀0.31453.51810000-0.41X0.31453.5185000-0.42X0.31453.5185000-0.43X0.31453.2185000-0.44X0.31453.0185000-0.45X0.31452.8185000-0.4測試條件：溫度：22℃濕度：51%冷卻溫度：20℃空壓：7.3MPa吸塵負(fù)壓：10kPa進(jìn)刀速度2.5m/min回刀速度18m/min機型：德國SCHMOLL轉(zhuǎn)速：18萬轉(zhuǎn)

當(dāng)前22頁，總共45頁。3.1切削刃耐磨情況3.1.1鉆2000孔后刃面磨損情況對比圖鍍膜鉆頭刃面完好毫無損傷當(dāng)前23頁，總共45頁。3.1.2鉆4000孔后刃面磨損情況對比圖鍍膜鉆頭刃面仍然完好當(dāng)前24頁，總共45頁。3.1.3鉆6000孔后刃面磨損情況對比圖鍍膜鉆頭刃面依然完好當(dāng)前25頁，總共45頁。3.1.4鉆8000孔后刃面磨損情況對比圖鍍膜鉆頭刃面依然完好當(dāng)前26頁，總共45頁。3.1.5鉆10000孔后刃面磨損情況對比圖鍍膜鉆咀10000孔后圖片有鍍膜與無鍍膜微鉆側(cè)刃磨損情況對比圖普通鉆咀2500孔后圖片當(dāng)前27頁，總共45頁。3.2孔位精度測試3.2.1Ф0.3涂層鉆針鉆6000孔后孔位精度狀況當(dāng)前28頁，總共45頁。3.2.2Ф0.3涂層鉆針鉆10000孔后孔位精度狀況當(dāng)前29頁，總共45頁。3.3孔壁粗糙狀況測試3.3.1鉆6000孔后孔壁粗糙狀況6000孔后孔壁粗糙度14um當(dāng)前30頁，總共45頁。3.3.1鉆10000孔后孔壁粗糙狀況10000孔后孔壁粗糙度15.4um當(dāng)前31頁，總共45頁。4.0

鍍膜鉆頭刃磨后性能展示4.1

鍍膜鉆頭刃磨1次后性能展示4.1.1

刃磨一次并加打5000孔后刃面磨損情況當(dāng)前32頁，總共45頁。4.1.2

刃磨一次并加打5000孔后孔位精度狀況當(dāng)前33頁，總共45頁。4.1.3

刃磨一次并加打5000孔后孔壁粗糙狀況刃磨一次并加打5000孔后孔壁粗糙度18.2um當(dāng)前34頁，總共45頁。4.2

鍍膜鉆頭刃磨2次后性能展示4.2.1

刃磨二次并加打5000孔后刃面磨損情況當(dāng)前35頁，總共45頁。4.2.2

刃磨二次并加打5000孔后孔位精度狀況當(dāng)前36頁，總共45頁。4.2.3

刃磨二次并加打5000孔后孔壁粗糙狀況刃磨二次并加打5000孔后孔壁粗糙度12.6um當(dāng)前37頁，總共45頁。4.3

鍍膜鉆頭刃磨3次后性能展示4.3.1

刃磨三次并加打5000孔后刃面磨損情況當(dāng)前38頁，總共45頁。4.3.2

刃磨三次并加打5000孔后孔位精度狀況當(dāng)前39頁，總共45頁。4.3.3

刃磨三次并加打5000孔后孔壁粗糙狀況刃磨三次并加打5000孔后孔壁粗糙度17.78um當(dāng)前40頁，總共45頁。4.5

鍍膜鉆頭刃磨5次后性能展示4.5.1

刃磨五次并加打5000孔后刃面磨損情況當(dāng)前41頁，總共45頁。4.5.2

刃磨五次并加打5000孔后孔位精度狀況當(dāng)前42頁，總共45頁。4.5.3

刃磨五次并加打5000孔后孔壁粗糙狀況刃磨五次并加打5000孔后孔壁粗糙度15.24um當(dāng)前43頁，總共45頁。5.0結(jié)論分析無鍍層微鉆在鉆2500孔后出現(xiàn)明顯崩刃，必須翻磨。鍍膜微鉆在鉆10000孔后磨損在可控范圍內(nèi)，甚至在經(jīng)過五次翻磨后刃面仍能滿足要求。無鍍層微鉆每次翻磨后鉆孔壽命不足2000孔且逐次遞減，一般翻磨不超過3次鍍層微鉆每次翻磨后鉆孔壽命超過5000孔且基本保持穩(wěn)定鍍層微鉆的成孔質(zhì)量明顯優(yōu)于未鍍層微鉆，即使在翻磨后依然如此。5.1情況匯總當(dāng)前44頁，總共45頁。5.2原因分析因為鍍膜涂層的硬度（影響切削力）和致密度（影響耐磨性）遠(yuǎn)高于無