CPCA標準《印制板制造用刷輥第3部分：尼龍針刷輥》介紹

趙其平 王宏倉 李 瑩

（珠海鎮東有限公司，廣東 珠海 519070）

1 標準概述及制訂背景

新標準T/CPCA 4309.3-2019《印制板制造用刷輥第3部分：尼龍針刷輥》是T/CPCA 4309的第3部分，T/CPCA 4309.1-2015《印制板制造用刷輥第1部分 不織布刷輥》和T/CPCA 4309.2-2015《印制板制造用刷輥第2部分 陶瓷刷輥》已實施多年。本標準于2019年5月25日首次發布，將于2019年7月25日開始實施。

尼龍針刷輥是PCB行業應用最早的研磨刷輥，用于PCB生產中的鉆孔后去毛刺、電鍍后處理、線路前處理、防焊前處理、鍍金前處理等工序的板面研磨。因近年對研磨塞孔率要求的提高，不織布刷輥的應用受到限制，尼龍針刷輥因不塞孔的特性，再次得到廣泛使用。本標準意在規范尼龍針刷輥的尺寸、性能指標，為PCB工藝設計人員提供減銅量、板面粗糙度等方面的數據，便于設計人員更合理的選用設計參數和生產參數，提高PCB的穩定性。本標準由CPCA（中國電子電路行業協會）組織制訂。

2 標準制訂原則

印制板制造用刷輥已制訂T/CPCA 4309.1-2015《印制板制造用刷輥第1部分 不織布刷輥》和T/CPCA 4309.2-2015《印制板制造用刷輥第2部分 陶瓷刷輥》兩個標準，為了保持標準的一致性，本標準許多地方的編寫參考了以上兩個標準。

本標準的制訂是按GB/T 1.1-2009《標準化工作導則 第1部分：標準的結構和編寫規則》進行格式編排，并考慮了與相關標準的協調統一。

3 標準制訂過程

2017年11月，由珠海鎮東有限公司提出，在CPCA標委會批準后，對該標準進行制訂。由珠海鎮東有限公司作為組長單位，結合標準CPCA4309.1～2制訂時的經驗，成立了制訂標準工作組，并確定了工作進度計劃。工作組包括以下成員單位：競陸電子（昆山）有限公司、珠海方正科技高密電子有限公司、深南電路股份有限公司、深圳恒邦新創科技有限公司、欣強電子（清遠）有限公司、安捷利電子實業有限公司、廣州陶積電電子科技有限公司、成都航天通信設備有限責任公司、珠海粵欣電子科技有限公司、咸陽大田機械有限責任公司等。

2018年1～3月，根據PCB行業尼龍針刷輥的使用情況，工作組擬制標準討論稿并反復征詢成員單位的意見，形成了標準征求意見稿。通過主審初審并開展第一次行業征求意見活動，于2018年4月完成標準征求意見二稿后再次征集意見。

2018年8月，在宜昌進行標準面審會，進行與標委會組員當面討論。此后又在小組和行業內多次征求意見，在2019年1月標準工作組重新修訂形成送審稿，在CPCA標委會進行函審表決。2019年3月，根據表決意見，再次修訂標準，于2019年4月形成報批稿，報送CPCA標委會獲得批準，并于5月25日正式發布。

4 標準制訂要點

4.1 結構、分類

4.1.1 產品結構說明

（1）尼龍針刷輥是表面研磨層采用尼龍絲材料（含磨料或不含磨料）制作的刷輥；尼龍針刷輥主要由管芯、堵頭和尼龍絲構成（如圖1）。尼龍絲是由添加磨料（碳化硅或氧化鋁微粉）或不添加磨料的尼龍原料，通過專用拉絲設備拉制成的絲。

圖1 尼龍針刷輥構成、尺寸說明圖

（2）尼龍針刷輥的植毛方式有編織式、鋼帶纏繞式、開槽嵌入式、打孔植入式等，各種工藝有自己的特點，可以根據工序的要求，采用最合理的工藝制作，標準不限制制作工藝。

4.1.2 產品命名說明

（1）尼龍針刷輥的類型命名由刷輥種類、切削力、粒度三部分組成（如圖2）。

圖2 尼龍針刷輥命名說明圖

（2）刷輥種類有不織布刷輥、陶瓷刷輥、尼龍針刷輥，形成T/CPCA 4309的三個分標準。

（3）尼龍針刷輥切削力較小，按切削力可分為中切削力尼龍針刷輥、低切削力尼龍針刷輥。

（4）尼龍針刷輥按粒度可以分為0、180、240、320、500、600、800、1000、1200、1500等,不含磨料的尼龍針刷輥粒度標稱為0。尼龍針刷輥的粒度采用所含磨料的粒度表示，執行國標GB/T 9258.1的要求。因尼龍針刷輥來源于不同的國家，采用的磨料標準不一，需要注意標準的轉換。

4.1.3 產品選用說明

（1）尼龍針刷輥用于PCB生產中的鉆孔后去毛刺、電鍍后處理、線路前處理、防焊前處理、鍍金前處理等工序。

（2）印制板制造中，不同的PCB工序對尼龍針刷輥的要求不同；因為PCB的多樣性，不同廠家對同樣工序的要求不同；因設備的多樣性，產品尺寸、結構不同，不同廠家采用的工藝參數（研磨電流、走板速度等）也不同。

（3）PCB工序對尼龍針刷輥的要求，主要是保證不同工序的研磨效果。

（4）因此，標準給出使用尼龍針刷輥的工序和推薦刷輥規格。

（5）尼龍針刷輥選用先考慮粒度，粒度需要保證研磨后的板面效果符合要求，再考慮刷輥數量、組合，選用合適的使用參數，在保證品質的前提下，最大程度的提高效率。

4.2 技術要求和檢驗方法

4.2.1 外觀

（1）要求：尼龍針刷輥標志清晰，研磨面平整，無油污、無雜物。

（2）要求說明：研磨表面形狀影響使用效果；油污、雜物會造成產品表面污染。

4.2.2 尺寸

（1）選用刷輥的外徑、內孔、輥面長度、總長度綜合表達產品，與以前的T/CPCA 4309.1標準保持一致，對于其余專用特征的尺寸不予表達（可以定制），如遇特殊規格可由供需雙方自行協商。

（2）作為設備的耗材，尺寸需要保持與使用設備一致，才能保證安裝、使用。

（3）標準給出常用規格及公差，便于選用。

（4）外徑：表示尼龍針刷輥的研磨面直徑，外徑尺寸列于表中，公差均為±1.00 mm。

（5）內孔：表示尼龍針刷輥的安裝孔，內孔直徑列于表中，公差均為+0.05 mm～+0.30 mm。

（6）輥面長度：表示刷輥研磨面的寬度，推薦按研磨板的尺寸，輥面長度尺寸列于表中，公差均為±2.00 mm。

4.2.3 粒度

（1）要求：尼龍針刷輥的粒度應符合國標GB/T 9258.1的規定。

（2）粒度是切削力和研磨后表面粗糙度的主要影響因素。

（3）按標準GB/T 9258.2《 涂附磨具用磨料 粒度分析 第2部分 粗磨粒P12～P220粒度組成的測定》、GB/T 9258.3 《涂附磨具用磨料 粒度分析 第3部分 微粉P240～P2500粒度組成的測定》進行檢驗。

4.2.4 減銅量

（1）切削力是刷輥在設定參數下去除被研磨材料的能力，考慮到尼龍針刷輥基本在研磨銅面，采用減銅量作為指標。

（2）減銅量定義：刷輥在設定參數下研磨覆銅箔層壓板，每次去除的銅層厚度，以微米（μm）為計量單位。

（3）影響減銅量的主要制作參數有：磨料種類、含砂量、尼龍種類、絲徑、尼龍絲曲度等。

（4）標準只限制使用效果，不限制尼龍針刷輥的具體制作參數，通過限制使用效果，使各生產廠家通過不同的參數組合，制作出使用效果更好的產品。

（5）要求：尼龍針刷輥的減銅量見表1。調整尼龍針刷輥的使用參數可以改變減銅量的大小，推薦中切削力尼龍針刷輥的使用參數為傳送速度3.0 m/min±0.1 m/min、研磨電流1.0 A±0.1 A、線速度16 m/s±1.0 m/s，低切削力尼龍針刷輥的使用參數為傳送速度3.0 m/min±0.1 m/min、研磨電流0.5 A±0.1 A、線速度16 m/s±1.0 m/s。

（6）為了規范減銅量的測試，制訂了附錄《尼龍針刷輥減銅量、耐磨性測試方法》（見表1）。

表1 減銅量、耐磨性參考標準值

4.2.5 耐磨性

（1）壽命是尼龍針刷輥的重要指標，本標準采用“耐磨性”來衡量；不采用T/CPCA 4309.1標準的耐磨削能力。

（1）耐磨性定義：刷輥在設定參數下研磨500 m2覆銅箔層壓板，尼龍針損耗的長度以毫米（mm）為計量單位。

（2）要求：尼龍針刷輥的耐磨性數值見表6。新輥尼龍絲長度16 mm±2 mm，小于等于10 mm不建議繼續使用。

（3）為了規范耐磨性的測試，制訂了附錄A《尼龍針刷輥減銅量、耐磨性測試方法》。

4.2.6 表面粗糙度

（1）要求：尼龍針刷輥研磨板件的效果采用GB/T 3505規定的縱向輪廓的表面粗糙度參數Rz（輪廓最大高度）、Ra（輪廓算術平均偏差）表示。尼龍針刷輥在附錄A規定的測試條件下磨削板件后的表面粗糙度見表2（中切削力刷輥為研磨兩次后的表面粗糙度，低切削力刷輥為研磨10次后的表面粗糙度）（見表2）。

表2 表面粗糙度參考標準值

（2）因尼龍針刷輥的結構特點，研磨后不會出現特別異常板面缺陷，因此也不再使用Rt（輪廓總高度）這個指標。

（3）表面粗糙度的要求與客戶加工板后工序的要求有關，因此不同客戶的要求有差異。

（4）測試方法：考慮測量數據的代表性，行業一般采用9點粗糙度來表達板面的粗糙度，9點位置不需要非常準確，只是代表板的不同區域。不同測量方向測量的數據不一致，行業關注X方向的數值，考慮行業的特點，制訂附錄B（規范性附錄）《表面粗糙度測試方法》規范粗糙度的測量。

4.2.7 水破時間

（1）要求：尼龍針刷輥在附錄A規定的測試條件下磨削覆銅箔層壓板一次，水破時間應大于15 s。

（2）測試方法：尼龍針刷輥在附錄A規定的測試條件下磨削覆銅箔層壓板一次，把磨過的熱板浸泡（垂直豎放）水中，1 s～2 s后雙手取出完全浸泡在水中的板，持板邊，傾斜45°，用秒表（精度不低于0.1s）記錄從出板到水膜破裂時的時間。

（3）水破時間是PCB廠常用的一個參數，方便測試，用于衡量研磨后表面的均勻性、粗糙度、潔凈度。水破時間長，說明板面粗糙度低、研磨均勻并且無污染，可以表達中、低切削力的刷輥的研磨質量。

4.2.8 平衡品質級別

（1）要求：尼龍針刷輥的平衡品質級別應達到GB/T 9239.1-2006要求的G6.3，即振動不影響刷輥使用效果。

（2）測試方法：按照GB/T 9239.1-2006的規定，在動平衡機上測試尼龍針刷輥的平衡品質級別。

（3）平衡品質級別：采用GB/T9239.1 -2006《機械振動 恒態（剛性）轉子平衡品質要求 第1部分 規范與平衡允差的檢驗》中的“平衡品質級別”。標準根據國內外的經驗和相似條件，對典型機械類型的平衡品質要求進行分級，形成G0.4～G4000共11個級別。G6.3用于機床、泵、離心機、齒輪等產品。

（4）尼龍針刷輥的平衡品質級別在動平衡機上進行測試，在動平衡機上檢查并在必要時調整刷輥質量分布，以保證在對應的工作轉速頻率下，剩余不平衡量在規定的限值內，防止刷輥使用中產生振動。

4.2.9 最高工作速度

（1）最高工作速度的定義：刷輥工作時允許使用的最高圓周速度，單位m/s。

（2）要求：尼龍針刷輥的最高工作速度為20 m/s。

（3）測試方法：尼龍針刷輥在線速度20 m/s的刷板機上磨板30 min，研磨面應無異?，F象。

（4）最高工作速度是一項安全性指標，目前本產品沒有標準，參考GB2494-2003《磨具安全規則》來制訂。

4.2.10 限用物質要求

（1）要求：除非供需雙方協定，尼龍針刷輥要限用有毒有害物質，有毒有害物質的含量不超過GB/T 26572對電子產品規定的限用量。

（2）PCB產品要求符合ROHS2.0，尼龍針刷輥與PCB有接觸，因此要求尼龍針刷輥符合GB/T 26572《電子電氣產品中限用物質的限量要求》。

（3）測試方法：按GB/T 26125的規定，測定尼龍針刷輥中限用物質的含量。

4.3 質量保證

（1）標準給出了尼龍針刷輥的檢驗規則，規定了尼龍針刷輥的檢驗分逐批檢驗和周期檢驗，并規定了檢驗項目、檢驗頻次。

（2）尼龍針刷輥為單件或小批采購，小批生產，因此逐批檢驗項目中，將“外觀”、“尺寸”規定為全檢項目，將“粒度”、“表面粗糙度”、“平衡品質級別”、“最高工作速度”規定為批次檢驗項目。

（3）尼龍針刷輥周期檢驗的檢驗項目包含“粒度”、“減銅量”、“耐磨性”、“水破時間”、“表面粗糙度”、“平衡品質級別”、“最高工作速度”、“限用物質要求”8個技術要求。

（4）標準給出了尼龍針刷輥的標志、包裝、貯存的要求。

5 標準的意義

該標準是參考了國內外的相關標準，并根據PCB生產各工序對研磨的實際需求和尼龍針刷輥行業的研磨經驗，同時考慮了產業上下游的寶貴意見而進行制訂。本標準貼近市場，適應發展，保持了應有的先進性，它的發布對刷輥市場的規范，行業的發展起到積極作用，能夠引導PCB制程中表面處理技術的發展。