CN102501561B - 一种钻孔用盖板的制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种主要用于印刷电路板材料钻孔操作的钻孔用盖板的制备方法。本发明将一定质量配比的二异氰酸酯、聚酯二元醇或聚醚二元醇（Ⅰ）、催化剂以及溶剂在反应器中反应2小时；再加入适量的二异氰酸酯、聚醚二元醇（Ⅱ）、溶剂在反应器中反应2小时；然后再加入适量的扩链剂以及二异氰酸酯继续反应2小时，最后得到粘稠的聚氨酯溶液；将聚氨酯溶液在高速搅拌下加入一定质量的去离子水，配制成聚氨酯分散液，混合均匀后静置脱泡；将聚氨酯分散液通过辊涂或刮涂的方式涂布于一定厚度铝箔的上表面，干燥、冷却，即得到钻孔用铝基盖板产品。本发明铝基盖板既能提高孔的定位精度和降低孔壁粗糙度，还解决了涂层表面缩孔、鱼眼、发粘等问题。

Description

一种钻孔用盖板的制备方法

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盖板的制备方法。

背景技术

印刷电路板是组装电子零件用的基板，是在通用基材上按预定设计形成点间连接及印制元件的印制板。印刷电路板在实际应用时，由于布线、拓补结构、过电流等的要求，需要进行钻孔操作。为了保护印刷电路板的板材，以及提高钻孔的定位精度，往往需要在印刷电路板钻孔时，放上一层盖板材料。

目前，国内大部分生产的盖板为热固性的酚醛树脂板，这类盖板技术成熟，在一定程度上能够满足常规的钻孔要求，是市场上主流的产品。随着印刷电路板高度致密化的发展及对可靠性要求的不断提高，这类酚醛树脂盖板由于本身结构性能上的特点，已经不能满足这些高、精、尖类印刷电路板产品的钻孔需要。近年来，为了进一步提高钻孔的定位精度和降低孔壁的粗糙度，已经采用在金属箔的一面或两面铺上润滑树脂层来制备盖板产品。上述润滑树脂层通常包含聚乙二醇、聚氧化乙烯、聚丙二醇、聚乙烯醇、聚丙烯酰胺、聚乙烯吡咯烷酮、羟甲基纤维素、聚醚酯等多种混合物。然而，这些混合物通常具有一定的不兼容性，从而导致铝箔表面的润滑涂层出现鱼眼、缩孔等缺陷。为了改善上述缺陷，必须加入大量的表面活性剂才能使多种组分混合均匀，但过多的加入表面活性剂会带来涂层表面发粘、粘结力下降、润滑层缠绕钻头严重、储存周期短等问题。因此，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盖板的制备方法，本发明方法制备的盖板能提高孔的定位精度，降低孔壁的粗糙度，能解决涂层表面缩孔、鱼眼、发粘等问题，其盖板的润滑涂层为单一组分的树脂。

本发明方法包括如下顺序的步骤：

（1）将30～50重量份的二异氰酸酯、100～300重量份的聚酯二元醇或聚醚二元醇（Ⅰ）、0.2～0.3重量份的催化剂以及50～200重量份的溶剂在反应器中反应2小时；再加入20～30重量份的二异氰酸酯、400～2000重量份的聚醚二元醇（Ⅱ）、100～600重量份的溶剂在反应器中反应2小时；然后再加入24～30重量份的扩链剂以及20～30重量份的二异氰酸酯继续反应2小时，最后得到粘稠的聚氨酯溶液；

（2）将步骤（1）所得的聚氨酯溶液，在高速搅拌的情况下加入一定质量的去离子水，配制成聚氨酯的质量百分含量为30～50％的分散液，混合均匀后静置脱泡；

（3）将步骤（2）所得的聚氨酯分散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0.05mm～0.40mm；采用干燥箱于80～110℃下干燥铝箔上涂敷的聚氨酯分散液，再以3~9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1，6－己二异氰酸酯、二环己基甲烷二异氰酸酯、异氟尔酮二异氰酸酯以及三甲基六亚甲基二异氰酸酯中的至少一种。

所述聚醚二元醇或聚酯二元醇（Ⅰ）优选为聚丙二醇、聚四氢呋喃醚二醇以及聚己二酸乙二醇酯二醇中的至少一种，其数均相对分子质量为1000～3000；所述聚醚二元醇（Ⅱ）优选为聚乙二醇，其数均相对分子质量为3000～20000。

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、二甲基亚砜以及N-甲基吡咯烷酮中的至少一种。

所述扩链剂优选为短链脂肪族的二元醇或者二元胺，即二羟甲基丙酸、二羟基半酯、二氨基苯甲酸以及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0.07-0.20mm，优选为0.08-0.15mm。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0.10mm～0.30mm，控制湿涂层的厚度为0.05mm～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）使用单一成分的涂层：仅使用一种聚氨酯材料，涂层干燥后不存在兼容性差出现的缩孔、鱼眼等缺陷；配制涂层胶液时无须使用表面活性剂成分，可大大降低涂层表面的粘性以及提高储存周期。

（2）单一成分的涂层具有多重作用：聚氨酯材料中的聚酯二元醇或聚醚二醇（Ⅰ）在涂层干燥后起到粘结铝箔、固定钻头的作用；聚氨酯材料中的聚醚二醇（Ⅱ）在钻孔时起到润滑钻头、降低孔壁粗糙度的作用。

本发明的树脂涂层虽然成分单一，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孔壁的粗糙度，还解决了涂层表面缩孔、鱼眼、发粘等问题。  

具体实施方式

下面结合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:

称取30重量份1,6－二异氰酸酯、100重量份聚丙二元醇（数均分子量为1000）、0.2重量份辛酸亚锡、50重量份二甲基甲酰胺的组分在反应器中反应2小时；再加入20重量份三甲基六亚甲基二异氰酸酯、400重量份聚乙二醇（数均分子量为4000）、100重量份二甲基甲酰胺的组分在反应器中反应2小时；然后加入24重量份N-甲基二乙醇胺、20重量份1,6－二异氰酸酯继续反应2小时，最后得到粘稠的聚氨酯溶液。将所制备的聚氨酯溶液，在高速搅拌的情况下加1831重量份的去离子水，配制成聚氨酯的质量百分含量为30％的分散液，混合均匀后静置脱泡。将脱泡后的聚氨酯分散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0.40mm；利用干燥箱于80℃下干燥涂敷的聚氨酯分散液，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0.19mm，其中涂层厚度为0.12mm。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>2.2，Cpk值是质量水平的一个量数，它的大小反映工序质量水平的高低）。

实施例2:

称取40重量份异氟尔酮二异氰酸酯、200重量份聚四氢呋喃醚二醇（数均分子量为2000）、0.25重量份辛酸亚锡、100重量份二甲基乙酰胺的组分在反应器中反应2小时；再加入20重量份三甲基六亚甲基二异氰酸酯、1000重量份聚乙二醇（数均分子量为10000）、300重量份二甲基乙酰胺的组分在反应器中反应2小时；然后加入26重量份二羟甲基丙酸、24重量份异氟尔酮二异氰酸酯继续反应2小时，最后得到粘稠的聚氨酯溶液。将所制备的聚氨酯溶液，在高速搅拌的情况下加2875重量份的去离子水，配制成聚氨酯的质量百分含量为40％的分散液，混合均匀后静置脱泡。将脱泡后的聚氨酯分散液通过辊涂的方式涂布于0.14mm厚硬质铝合金类铝箔的上表面，控制湿涂层的厚度为0.20mm；利用干燥箱于95℃下干燥涂敷的聚氨酯分散液，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，无缩孔，总厚度为0.22mm，其中涂层厚度为0.08mm。利用直径为0.2mm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>2.2）。

实施例3:

称取40重量份异氟尔酮二异氰酸酯、200重量份聚四氢呋喃醚二醇（数均分子量为2000）、0.3重量份月桂酸二丁基锡、150重量份二甲基亚砜的组分在反应器中反应2小时；再加入25重量份异氟尔酮二异氰酸酯、1500重量份聚乙二醇（数均分子量为15000）、450重量份二甲基亚砜的组分在反应器中反应2小时；然后加入26重量份二羟基半酯、24重量份异氟尔酮二异氰酸酯继续反应2小时，最后得到粘稠的聚氨酯溶液。将所制备的聚氨酯溶液，在高速搅拌的情况下加4176重量份的去离子水，配制成聚氨酯的质量百分含量为38％的分散液，混合均匀后静置脱泡。将脱泡后的聚氨酯分散液通过辊涂的方式涂布于0.15mm厚半硬质铝合金类铝箔的上表面，控制湿涂层的厚度为0.20mm；利用干燥箱于100℃下干燥涂敷的聚氨酯分散液，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，无缩孔，总厚度为0.23mm，其中涂层厚度为0.08mm。利用直径为0.2mm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>2.3）。

实施例4:

称取50重量份二环己甲烷二异氰酸酯、300重量份聚己二酸乙二醇酯二醇（数均分子量为3000）、0.3重量份月桂酸二丁基锡、200重量份N-甲基吡咯烷酮的组分在反应器中反应2小时；再加入30重量份二环己甲烷二异氰酸酯、2000重量份聚乙二醇（数均分子量为20000）、600重量份N-甲基吡咯烷酮的组分在反应器中反应2小时；然后加入30重量份二氨基苯甲酸、30重量份二环己甲烷二异氰酸酯继续反应2小时，最后得到粘稠的聚氨酯溶液。将所制备的聚氨酯溶液，在高速搅拌的情况下加4080重量份的去离子水，配制成聚氨酯的质量百分含量为50％的分散液，混合均匀后静置脱泡。将脱泡后的聚氨酯分散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0.06mm；利用干燥箱于110℃下干燥涂敷的聚氨酯分散液，并以9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，无缩孔，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>2.5）。

Claims (9)

1.一种钻孔用盖板的制备方法，其特征在于包括如下顺序的步骤：

（1）将30～50重量份的二异氰酸酯、100～300重量份的聚酯二元醇或聚醚二元醇Ⅰ、0.2～0.3重量份的催化剂以及50～200重量份的溶剂在反应器中反应2小时；再加入20～30重量份的二异氰酸酯、400～2000重量份的聚醚二元醇Ⅱ、100～600重量份的溶剂在反应器中反应2小时；然后再加入24～30重量份的扩链剂以及20～30重量份的二异氰酸酯继续反应2小时，最后得到粘稠的聚氨酯溶液；

（2）将步骤（1）所得的聚氨酯溶液，在高速搅拌的情况下加入一定质量的去离子水，配制成聚氨酯的质量百分含量为30～50％的分散液，混合均匀后静置脱泡；

（3）将步骤（2）所得的聚氨酯分散液通过辊涂或刮涂的方式涂布于厚度为0.07-0.20mm铝箔的上表面，控制聚氨酯分散液的厚度为0.05mm～0.40mm；采用干燥箱于80～110℃下干燥铝箔上涂敷的聚氨酯分散液，再以3～9米/分的线速度将铝箔通过冷却箱；待铝箔冷却后，根据实际的需求将铝箔剪裁为合适尺寸，即得到钻孔用铝基盖板产品。

2.根据权利要求1所述的钻孔用盖板的制备方法，其特征在于：所述二异氰酸酯为1，6－己二异氰酸酯、二环己基甲烷二异氰酸酯、异氟尔酮二异氰酸酯以及三甲基六亚甲基二异氰酸酯中的至少一种。

3.根据权利要求1或2所述的钻孔用盖板的制备方法，其特征在于：所述聚酯二元醇或聚醚二元醇Ⅰ的数均相对分子质量为1000～3000；所述聚醚二元醇Ⅱ的数均相对分子质量为3000～20000。

4.根据权利要求3所述的钻孔用盖板的制备方法，其特征在于：所述聚酯二元醇或聚醚二元醇Ⅰ为聚丙二醇、聚四氢呋喃醚二醇以及聚己二酸乙二醇酯二醇中的至少一种；所述聚醚二元醇Ⅱ为聚乙二醇。

5.根据权利要求4所述的钻孔用盖板的制备方法，其特征在于：所述催化剂为辛酸亚锡。

6.根据权利要求5所述的钻孔用盖板的制备方法，其特征在于：所述溶剂为二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺、二甲基亚砜以及N-甲基吡咯烷酮中的至少一种。

7.根据权利要求6所述的钻孔用盖板的制备方法，其特征在于：所述扩链剂为二羟甲基丙酸、二氨基苯甲酸以及N-甲基二乙醇胺中的至少一种。

8.根据权利要求1或7所述的钻孔用盖板的制备方法，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0.08-0.15mm。

9.根据权利要求8所述的钻孔用盖板的制备方法，其特征在于：所述聚氨酯分散液厚度为0.10mm～0.30mm。