CN102501468B - 一种钻孔用铝基盖板的制备方法 - Google Patents

一种钻孔用铝基盖板的制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种印刷电路板钻孔用铝基盖板的制备方法。本发明将一定重量份的二异氰酸酯、聚酯二元醇或聚醚二元醇（Ⅰ）、催化剂及溶剂反应后，再加入扩链剂、二异氰酸酯继续反应，再加入溶剂配制成第一种聚氨酯溶液；另外，将一定重量份的二异氰酸酯、聚酯二元醇或聚醚二元醇（Ⅱ）、催化剂及溶剂反应后，再加入扩链剂以及二异氰酸酯继续反应，再加入溶剂配制成第二种聚氨酯溶液；然后将两种聚氨酯溶液混合均匀，加入溶剂配制成一定浓度的聚氨酯溶液后再静置脱泡；将所得的聚氨酯溶液涂布于铝箔的上表面，干燥、冷却，即得铝基盖板。本发明的铝基盖板能提高孔的定位精度和降低段钻率，解决涂层表面不平整、缩孔、发粘等问题。

Description

一种钻孔用铝基盖板的制备方法
技术领域
 本发明属于专用材料制备技术领域，具体涉及一种主要用于印刷电路板材料钻孔操作的钻孔用铝基盖板的制备方法。
背景技术
印刷电路板，又称印制电路板，是电子元器件电气连接的提供者。印刷电路板的发展已有100多年的历史，采用印刷电路板的主要优点是大大减少布线和装配的差错，提高了自动化水平和生产劳动率。印刷电路板的生产是以绝缘板为基材，切成一定尺寸，其上至少附有一个导电图形，并布有孔（如元件孔、紧固孔、金属化孔等），用来代替以往装置电子元器件的底盘，并实现电子元器件之间的相互连接。在印刷电路板生产中，孔的定位精度对印刷电路板的加工质量有很大影响。另外，大量研究发现，随着钻头直径的减小，孔的定位精度也呈现出减小的趋势。因此，当使用直径非常小的钻头时，必须控制好钻孔的定位精度。
通常，为了提高印刷电路板孔的定位精度，往往需要在印刷电路板钻孔时，放上一层盖板材料。目前，为了适用小孔印刷电路板产品钻孔的需要，国内一些印刷电路板生产厂家开始使用在金属箔的一面或两面铺上润滑树脂层所制备的盖板产品。这些润滑树脂层通常使用聚二元醇、脂肪酸酯、聚醚酯等多种混合物。然而，这些混合物通常存在兼容性差、容易产生相分离等缺陷，从而导致金属箔上的润滑涂层表面出现平整度差、容易开裂、缩孔等问题。为了解决上述问题，一般需要加入大量的助剂才能提高各种组分的兼容性，使其混合均匀，但这些助剂通常会带来润滑层粘结力下降、润滑层表面发粘、润滑层缠绕钻头严重、储存周期短等问题。因此，为了适用小孔印刷电路板产品钻孔的需要，必须对润滑涂层的组成进行改进，才能获得性能更加优越的盖板产品。
发明内容
本发明的目的在于针对现有技术中存在的上述缺陷，提供一种新的钻孔用铝基盖板的制备方法，本发明方法制备的铝基盖板既能提高孔的定位精度，还能解决涂层表面发粘、开裂、缩孔等问题，其盖板的润滑涂层成分为同一类高分子材料。
本发明方法包括如下顺序的步骤：
（1）将34～52重量份的二异氰酸酯、100～400重量份的聚酯二元醇或聚醚二元醇（Ⅰ）、0.1～0.15重量份的催化剂以及50～200重量份的溶剂在反应器中反应3小时；再加入12～27重量份的扩链剂以及17～26重量份的二异氰酸酯继续反应3小时，再加入113～305重量份的溶剂，配制成聚氨酯质量百分含量为50％的聚氨酯溶液；
（2）将34～52重量份的二异氰酸酯、300～7000重量份的聚酯二元醇或聚醚二元醇（Ⅱ）、0.1～0.15重量份的催化剂以及300～5000重量份的溶剂在充满氮气的反应器中反应4小时；再加入24～54重量份的扩链剂以及51～78重量份的二异氰酸酯继续反应4小时，再加入109～2184重量份的溶剂，配制成聚氨酯质量百分含量为50％的聚氨酯溶液；
（3）将步骤（1）和步骤（2）所得的聚氨酯溶液按照3：7～7：3的质量比例在高速搅拌的情况混合均匀，并加入一定计量的溶剂配制成聚氨酯的质量百分含量为30～50％的聚氨酯溶液，混合均匀后静置脱泡；
（4）将步骤（3）所得的聚氨酯溶液通过辊涂或刮涂的方式涂布于一定厚度铝箔的上表面，控制湿涂层的厚度为0.10mm～0.40mm；采用干燥箱于80～120℃下干燥铝箔上涂敷的聚氨酯溶液，再以2～7米/分的线速度将铝箔通过冷却箱；待制品冷却后，根据实际的需求将制品剪裁为合适尺寸，即得到钻孔用铝基盖板产品。
更具体地说，所述二异氰酸酯优选为甲苯二异氰酸酯、二苯基甲烷二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯、异氟尔酮二异氰酸酯以及二环己基甲烷二异氰酸酯中的至少一种。
步骤（1）所述聚酯二元醇或聚醚二元醇（Ⅰ）优选为聚己二酸丁二醇酯二醇、聚己二酸乙二醇酯二醇、聚丙二醇以及聚四氢呋喃醚二醇中的至少一种，其数均相对分子质量为1000～4000；步骤（2）所述聚醚二元醇（Ⅱ）优选为聚乙二醇、聚环氧乙烷，其数均相对分子质量为4000～70000。
所述催化剂为辛酸亚锡以及月桂酸二丁基锡中的至少一种。
所述溶剂为二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺、醋酸乙酯以及甲乙酮中的至少一种。
所述扩链剂优选为短链脂肪族的二元醇或者二元胺，即乙二醇、1,4-丁二醇、二羟甲基丙酸、乙二胺以及N-甲基二乙醇胺中的至少一种。
所述铝箔的材料为纯铝类、硬质铝合金类、半硬质铝合金类材料，优选为纯铝类材料；铝箔的厚度为0.05～0.20mm，优选为0.07～0.18mm。当铝箔的厚度小于上述最低厚度时，钻孔定位精度下降；当厚度大于最高限度时，钻头磨损严重。
所述湿涂层厚度优选为0.20mm～0.30mm，控制湿涂层的厚度为0.10mm～0.40mm。当湿涂层的厚度小于上述最低厚度时，干燥后的涂层起不到润滑钻头的作用；当厚度大于最高限度时，干燥后的涂层对钻头具有缠绕作用。
本发明方法制备的铝基盖板在使用时，是将铝基盖板放在印刷电路板表面再钻孔，铝基盖板的金属表面与印刷电路板材料接触，用钻头从含有润滑涂层的一面进行钻孔操作。
本发明方法制备的铝基盖板与其他铝基盖板相比，具有如下的优点：
（1）涂层中含有同一类高分子聚合物：仅使用一类聚氨酯材料，涂层干燥后不存在兼容性差出现的平整度差、开裂、缩孔等缺陷；配制涂层胶液时无须使用其他助剂，可大大提高涂层与铝箔的粘结力，同时降低涂层表面的粘度，提高储存周期。
（2）涂层中的两种高分子材料各具有特定功能：使用聚酯二元醇或聚醚二醇（Ⅰ）制备的聚氨酯材料起到粘结铝箔、固定钻头的作用；使用聚醚二醇（Ⅱ）制备的聚氨酯材料在钻孔时起到润滑钻头、降低断钻率的作用。
本发明的树脂涂层虽然由同一类高分子材料构成，但性能得到显著提高，本发明所制备的铝基盖板既能提高孔的定位精度和降低段钻率，还能解决了涂层表面不平整、缩孔、发粘等问题。 
具体实施方式 
下面通过具体实验实例对本发明作进一步详细的描述，其中，所述原料均为工业化产品，设备为普通工业化的生产设备。
实施例1:
（1）称取34重量份六亚甲基二异氰酸酯、100重量份聚己二酸丁二醇酯二醇（数均分子量为1000）、0.1重量份月桂酸二丁基锡、50重量份二甲基甲酰胺的组分在反应器中反应3小时；再加入12重量份的乙二醇以及17重量份的六亚甲基二异氰酸酯继续反应3小时，再加入113重量份的二甲基甲酰胺，配制成第一种聚氨酯质量百分含量为50％的聚氨酯溶液；（2）称取34重量份六亚甲基二异氰酸酯、400重量份聚乙二醇（数均分子量为4000）、0.1重量份辛酸亚锌、300重量份二甲基甲酰胺的组分在反应器中反应4小时；再加入24重量份的乙二醇以及51重量份的六亚甲基二异氰酸酯继续反应4小时，再加入209重量份的二甲基甲酰胺，配制成第二种聚氨酯质量百分含量为50％的聚氨酯溶液；（3）称取第一种聚氨酯溶液30重量份和第二种聚氨酯溶液70重量份在高速搅拌的情况混合，配制成聚氨酯的质量百分含量为50％的聚氨酯溶液，混合均匀后静置脱泡；（4）将脱泡后的聚氨酯溶液通过辊涂的方式涂布于0.05mm厚纯铝箔的上表面，控制湿涂层的厚度为0.40mm；利用干燥箱于80℃下干燥涂敷的聚氨酯溶液，并以2米/分的线速度通过冷却箱；待样品冷却后，按照规格进行剪裁即得到铝基盖板产品。
在本实施例中所得铝基盖板表面平整、光滑，总厚度为0.25mm，其中涂层厚度为0.20mm。利用直径为0.20mm钻头进行钻孔试验发现，钻头在打孔5000次后未出现断裂情况，且孔位精度较高（Cpk值>2.1，Cpk值是质量水平的一个量数，它的大小反映工序的质量水平的高低）。
实施例2:
（1）称取44重量份异氟尔酮二异氰酸酯、200重量份聚己二酸乙二醇酯二醇（数均分子量为2000）、0.12重量份辛酸亚锌、100重量份二甲基甲酰胺的组分在反应器中反应3小时；再加入18重量份的1,4-丁二醇以及22重量份的异氟尔酮二异氰酸酯继续反应3小时，再加入184重量份的二甲基乙酰胺，配制成第一种聚氨酯质量百分含量为50％的聚氨酯溶液；（2）称取44重量份异氟尔酮二异氰酸酯、1800重量份聚乙二醇（数均分子量为18000）、0.13重量份月桂酸二丁基锡、1000重量份二甲基乙酰胺的组分在反应器中反应4小时；再加入24重量份的乙二胺以及66重量份的异氟尔酮二异氰酸酯继续反应4小时，再加入934重量份的二甲基甲酰胺，配制成第二种聚氨酯质量百分含量为50％的聚氨酯溶液；（3）称取第一种聚氨酯溶液40重量份和第二种聚氨酯溶液60重量份在高速搅拌的情况混合，再加入11重量份的二甲基甲酰胺配制成聚氨酯的质量百分含量为45％的聚氨酯溶液，混合均匀后静置脱泡；（4）将脱泡后的聚氨酯溶液通过辊涂的方式涂布于0.07mm厚纯铝箔的上表面，控制湿涂层的厚度为0.20mm；利用干燥箱于90℃下干燥涂敷的聚氨酯溶液，并以3米/分的线速度通过冷却箱；待样品冷却后，按照规格进行剪裁即得到铝基盖板产品。
在本实施例中所得铝基盖板表面平整、光滑，总厚度为0.17mm，其中涂层厚度为0.09mm。利用直径为0.15mm钻头进行钻孔试验发现，钻头在打孔5000次后未出现断裂情况，且孔位精度较高（Cpk值>2.5）。
实施例3:
（1）称取50重量份二苯基甲烷二异氰酸酯、300重量份聚丙二醇（数均分子量为3000）、0.15重量份辛酸亚锌、150重量份醋酸乙酯的组分在反应器中反应3小时；再加入24重量份N-甲基二乙醇胺以及25重量份的二苯基甲烷二异氰酸酯继续反应3小时，再加入249重量份的醋酸乙酯，配制成第一种聚氨酯质量百分含量为50％的聚氨酯溶液；（2）称取50重量份二苯基甲烷二异氰酸酯、3500重量份聚环氧乙烷（数均分子量为35000）、0.13重量份月桂酸二丁基锡、2000重量份醋酸乙酯的组分在反应器中反应4小时；再加入54重量份的二羟甲基丙酸以及75重量份的二苯基甲烷二异氰酸酯继续反应4小时，再加入1679重量份的醋酸乙酯，配制成第二种聚氨酯质量百分含量为50％的聚氨酯溶液；（3）称取第一种聚氨酯溶液50重量份和第二种聚氨酯溶液50重量份在高速搅拌的情况混合，再加入25重量份的二甲基甲酰胺配制成聚氨酯的质量百分含量为40％的聚氨酯溶液，混合均匀后静置脱泡；（4）将脱泡后的聚氨酯溶液通过辊涂的方式涂布于0.10mm厚纯铝箔的上表面，控制湿涂层的厚度为0.25mm；利用干燥箱于100℃下干燥涂敷的聚氨酯溶液，并以4米/分的线速度通过冷却箱；待样品冷却后，按照规格进行剪裁即得到铝基盖板产品。
在本实施例中所得铝基盖板表面平整、光滑，总厚度为0.20mm，其中涂层厚度为0.10mm。利用直径为0.3mm钻头进行钻孔试验发现，钻头在打孔5000次后未出现断裂情况，且孔位精度较高（Cpk值>2.7）。
实施例4:
（1）称取52重量份二环己基甲烷二异氰酸酯、400重量份聚四氢呋喃醚二醇（数均分子量为4000）、0.15重量份辛酸亚锌、200重量份甲乙酮的组分在反应器中反应3小时；再加入27重量份二羟甲基丙酸以及26重量份的二环己基甲烷二异氰酸酯继续反应3小时，再加入305重量份的甲乙酮，配制成第一种聚氨酯质量百分含量为50％的聚氨酯溶液；（2）称取52重量份二环己基甲烷二异氰酸酯、5000重量份聚乙二醇（数均分子量为50000）、0.12重量份月桂酸二丁基锡、3500重量份醋酸乙酯的组分在反应器中反应4小时；再加入24重量份的乙二醇以及78重量份二环己基甲烷二异氰酸酯继续反应4小时，再加入1654重量份的醋酸乙酯，配制成第二种聚氨酯质量百分含量为50％的聚氨酯溶液；（3）称取第一种聚氨酯溶液60重量份和第二种聚氨酯溶液40重量份在高速搅拌的情况混合，再加入43重量份的二甲基甲酰胺配制成聚氨酯的质量百分含量为35％的聚氨酯溶液，混合均匀后静置脱泡；（4）将脱泡后的聚氨酯溶液通过辊涂的方式涂布于0.14mm厚纯铝箔的上表面，控制湿涂层的厚度为0.30mm；利用干燥箱于110℃下干燥涂敷的聚氨酯溶液，并以5米/分的线速度通过冷却箱；待样品冷却后，按照规格进行剪裁即得到铝基盖板产品。
在本实施例中所得铝基盖板表面平整、光滑，总厚度为0.25mm，其中涂层厚度为0.11mm。利用直径为0.1mm钻头进行钻孔试验发现，钻头在打孔5000次后未出现断裂情况，且孔位精度较高（Cpk值>2.6）。
实施例5:
（1）称取34重量份甲苯二异氰酸酯、200重量份聚四氢呋喃醚二醇（数均分子量为2000）、0.11重量份辛酸亚锌、100重量份甲乙酮的组分在反应器中反应3小时；再加入12重量份乙二醇以及17重量份的甲苯二异氰酸酯继续反应3小时，再加入163重量份的醋酸乙酯，配制成第一种聚氨酯质量百分含量为50％的聚氨酯溶液；（2）称取52重量份二苯基甲烷二异氰酸酯、7000重量份聚环氧乙烷（数均分子量为70000）、0.15重量份月桂酸二丁基锡、5000重量份二甲基乙酰胺的组分在反应器中反应4小时；再加入54重量份的二羟甲基丙酸以及78重量份二环己基甲烷二异氰酸酯继续反应4小时，再加入2184重量份的二甲基甲酰胺，配制成第二种聚氨酯质量百分含量为50％的聚氨酯溶液；（3）称取第一种聚氨酯溶液70重量份和第二种聚氨酯溶液30重量份在高速搅拌的情况混合，再加入67重量份的二甲基甲酰胺配制成聚氨酯的质量百分含量为30％的聚氨酯溶液，混合均匀后静置脱泡；（4）将脱泡后的聚氨酯溶液通过辊涂的方式涂布于0.20mm厚纯铝箔的上表面，控制湿涂层的厚度为0.10mm；利用干燥箱于120℃下干燥涂敷的聚氨酯溶液，并以7米/分的线速度通过冷却箱；待样品冷却后，按照规格进行剪裁即得到铝基盖板产品。
在本实施例中所得铝基盖板表面平整、光滑，总厚度为0.23mm，其中涂层厚度为0.03mm。利用直径为0.3mm钻头进行钻孔试验发现，钻头在打孔5000次后未出现断裂情况，且孔位精度较高（Cpk值>3.0）。

Claims (8)

1.一种钻孔用铝基盖板的制备方法，其特征在于包括如下顺序的步骤：
（1）将34～52重量份的二异氰酸酯、100～400重量份的聚酯二元醇或聚醚二元醇（Ⅰ）、0.1～0.15重量份的催化剂以及50～200重量份的溶剂在反应器中反应3小时；再加入12～27重量份的扩链剂以及17～26重量份的二异氰酸酯继续反应3小时，再加入113～305重量份的溶剂，配制成聚氨酯质量百分含量为50％的聚氨酯溶液；
（2）将34～52重量份的二异氰酸酯、300～7000重量份的聚酯二元醇或聚醚二元醇（Ⅱ）、0.1～0.15重量份的催化剂以及300～5000重量份的溶剂在充满氮气的反应器中反应4小时；再加入24～54重量份的扩链剂以及51～78重量份的二异氰酸酯继续反应4小时，再加入109～2184重量份的溶剂，配制成聚氨酯质量百分含量为50％的聚氨酯溶液；
（3）将步骤（1）和步骤（2）所得的聚氨酯溶液按照3：7～7：3的质量比例在高速搅拌的情况混合均匀，并加入一定计量的溶剂配制成聚氨酯的质量百分含量为30～50％的聚氨酯溶液，混合均匀后静置脱泡；
（4）将步骤（3）所得的聚氨酯溶液通过辊涂或刮涂的方式涂布于一定厚度铝箔的上表面，控制湿涂层的厚度为0.10mm～0.40mm；采用干燥箱于80～120℃下干燥铝箔上涂敷的聚氨酯溶液，再以2～7米/分的线速度将铝箔通过冷却箱；待制品冷却后，根据实际的需求将制品剪裁为合适尺寸，即得到钻孔用铝基盖板产品。
2.根据权利要求1所述的钻孔用铝基盖板的制备方法，其特征在于：所述二异氰酸酯优选为甲苯二异氰酸酯、二苯基甲烷二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯、异氟尔酮二异氰酸酯以及二环己基甲烷二异氰酸酯中的至少一种。
3.根据权利要求1或2所述的钻孔用铝基盖板的制备方法，其特征在于：步骤（1）所述聚酯二元醇或聚醚二元醇（Ⅰ）优选为聚己二酸丁二醇酯二醇、聚己二酸乙二醇酯二醇、聚丙二醇以及聚四氢呋喃醚二醇中的至少一种，其数均相对分子质量为1000～4000；步骤（2）所述聚醚二元醇（Ⅱ）优选为聚乙二醇、聚环氧乙烷，其数均相对分子质量为4000～70000。
4.根据权利要求3所述的钻孔用铝基盖板的制备方法，其特征在于：所述催化剂为辛酸亚锡以及月桂酸二丁基锡中的至少一种。
5.根据权利要求4所述的钻孔用铝基盖板的制备方法，其特征在于：所述溶剂为二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺、醋酸乙酯以及甲乙酮中的至少一种。
6.根据权利要求5所述的钻孔用铝基盖板的制备方法，其特征在于：所述扩链剂为乙二醇、1,4-丁二醇、二羟甲基丙酸、乙二胺以及N-甲基二乙醇胺中的至少一种。
7.根据权利要求1或6所述的钻孔用铝基盖板的制备方法，其特征在于：所述铝箔的材料为纯铝类、硬质铝合金类、半硬质铝合金类材料；铝箔的厚度为0.05～0.20mm。
8.根据权利要求7所述的钻孔用铝基盖板的制备方法，其特征在于：所述湿涂层厚度优选为0.20mm～0.30mm。
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