纳米金刚石涂层硬质合金微钻及其在封装基板上的应用

Zhang Heyong,Wang Jun,Chen Cheng, Zhang Hui,Fu Lianyu,Qu Jianguo

Cemented Carbide（2022）

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Abstract

随着数据通讯讯号高频高速传输要求的提高,高性能芯片用封装基板的组成材料逐渐选用高硬度的陶瓷填料、改性玻纤布及改性树脂,特别是高比例无机陶瓷填料的添加给封装基板机械钻孔带来越来越严苛的挑战,钻头寿命急剧降低,且加工品质也得不到保障.为此,本文通过化学气相沉积方法,制作了极小直径的纳米金刚石涂层硬质合金印制电路板钻头,采用扫描电子显微镜和Raman光谱仪对涂层的微观组织进行了研究,采用日立20万转速高速钻机、高倍数码显微镜等仪器开展了涂层微型钻头的加工测试并对钻孔品质进行了评估.结果表明,金刚石涂层表面光滑、晶粒细小、组织致密,具有典型的纳米金刚石涂层特征;实验制作的金刚石涂层钻头加工高性能芯片用难加工封装基板HL832NSF(LCA-V) 10万孔时,其后刀面最大磨损宽度仅为9.916 μm,而普通未涂层钻头加工1500孔时后刀面磨损宽度高达24.696 μm,它表明金刚石涂层钻头具有很高的耐磨损性能;在相同的加工条件下,金刚石涂层钻头的加工寿命高达10万孔,是普通未涂层钻头寿命的60多倍,且其在该寿命时的孔位精度Cpk为1.925,孔壁粗糙度最大值7.543 μm,加工品质完全满足封装基板的加工要求.

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