CN106922083A - 一种改善pcb钻孔毛刺的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种改善PCB钻孔毛刺的方法，其中包括：首先，在与垫板接触的PCB板面涂覆一层UV光固化树脂；之后，将所述UV光固化树脂通过UV灯固化成膜。本发明在与垫板接触的PCB的板面上涂覆UV光固化树脂，并经UV光辐射固化成膜，其形成的膜结构不仅硬度高而且与PCB金属面的附着力好，能够有效抑制毛刺的产生；与热固化方法相比，不仅耗能低、固化时间短且固化效率高，而且有利于产品品质的提升。

Description

一种改善PCB钻孔毛刺的方法
技术领域
本发明涉及印刷电路板领域，尤其涉及一种改善PCB钻孔毛刺的方法。
背景技术
印制电路板(简称PCB)在钻孔加工过程中，会出现钻孔毛刺的问题，通常采用垫板来抑制毛刺的产生。但由于PCB与垫板都是刚性材料，当PCB存在翘曲变形时，PCB与垫板间会存在间隙，二者间无法紧密贴合，垫板就达不到抑制毛刺或削弱了抑制毛刺的效果，进而影响钻孔精度、钻孔品质。同时较大的毛刺会影响到后序加工，严重的甚至会因影响PCB成品品质而报废。
对于PCB钻孔加工中产生的毛刺，通常解决方法为：针对小的毛刺，通常采用去毛刺机刷磨即可；针对较为严重的毛刺，则需人工修整，手工用刀具祛除，然后经毛刺机刷磨，这样会导致生产效率低，且修整、刷磨后会出现外观不良、毛刺入孔等品质隐患。而专利号CN105729557A公开了一种抑制钻孔毛刺的方法，其公开的技术方案中，在与垫板接触的PCB面涂覆一层热固化树脂，需要采用加热的方式进行固化，当树脂膜涂覆过厚时，存在耗能高、固化时间长、效率低下、表面外观品质难以控制等不足，大大影响了加工品质效率。
因此，现有技术还有待于改进和发展。
发明内容
鉴于上述现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种改善PCB钻孔毛刺的方法，旨在解决现有改善PCB钻孔毛刺的方法中，耗能高、固化时间长、效率低下、表面外观品质难以控制等的问题。
本发明的技术方案如下：
一种改善PCB钻孔毛刺的方法，其中，包括步骤：
A、在与垫板接触的PCB板面涂覆一层UV光固化树脂；
B、将所述UV光固化树脂通过UV灯固化成膜。
所述的改善PCB钻孔毛刺的方法，其中，所述PCB为翘曲变形的PCB。
所述的改善PCB钻孔毛刺的方法，其中，所述UV光固化树脂为UV光固化聚氨酯、UV光固化聚氨酯改性树脂、UV光固化丙烯酸酯和UV光固化丙烯酸酯改性树脂中的一种或几种。
所述的改善PCB钻孔毛刺的方法，其中，所述UV光固化树脂的粘度为5000～100000CPS。
所述的改善PCB钻孔毛刺的方法，其中，所述UV灯的固化能量为80～200MJ/cm2。
所述的改善PCB钻孔毛刺的方法，其中，所述UV灯的固化波段为200-445nm。
所述的改善PCB钻孔毛刺的方法，其中，所述涂覆方式为丝网印刷，涂覆次数为单次或多次。
所述的改善PCB钻孔毛刺的方法，其中，所述丝网印刷中网版的目数为50～150。
所述的改善PCB钻孔毛刺的方法，其中，所述UV光固化树脂的涂覆厚度为50～150um。
所述的改善PCB钻孔毛刺的方法，其中，所述步骤B之后还包括步骤：
C、对PCB板进行钻孔加工，然后对钻孔后的PCB板进行褪膜处理，所述褪膜处理的条件为50～85℃，0.5％～10％NaOH溶液或0.5％～10％KOH溶液。
有益效果：本发明在与垫板接触的PCB板面上涂覆UV光固化树脂，并经UV光辐射固化成膜，其形成的膜结构不仅硬度高而且与PCB金属面的附着力好，能够有效抑制毛刺的产生；与热固化方法相比，不仅耗能低、固化时间短且固化效率高，而且有利于产品品质的提升。
具体实施方式
本发明提供一种改善PCB钻孔毛刺的方法，为使本发明的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下对本发明进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
本发明提供一种改善PCB钻孔毛刺的方法，其中，包括步骤：
A、在与垫板接触的PCB板面涂覆一层UV光固化树脂；
B、将所述UV光固化树脂通过UV灯固化成膜。
在步骤A中，涂覆的树脂为UV光固化树脂，所述UV光固化树脂为UV光固化聚氨酯、UV光固化聚氨酯改性树脂、UV光固化丙烯酸酯和UV光固化丙烯酸酯改性树脂中的一种或几种。该种树脂能耗低、高效、环保、不含溶剂及水份，能够避免溶剂或者水份的残留影响膜结构的硬度和强度，使其与PCB金属面紧密附着力，能够有效抑制钻孔中产生的毛刺。优选的，所述UV光固化树脂为改性UV光固化丙烯酸树脂。此外，所述PCB为翘曲变形的PCB，当PCB发生形变时，刚性的垫板无法与其紧密连接，因此无法通过加入垫板的方式避免毛刺的产生；而在与垫板接触的PCB板面涂覆的UV光固化树脂为非刚性结构，能够与任何形状、结构的PCB紧密结合，进而改善PCB钻孔过程的毛刺。
较佳的，所述UV光固化树脂的粘度为5000～100000CPS，粘度过低时，膜的整体结构强度偏低，抑制毛刺能力降低；粘度过大时，不利于丝网印刷，影响固化程度。优选的，UV光固化树脂粘度为10000～50000CPS，更优选的，UV光固化树脂粘度为30000CPS。
进一步的，所述UV光固化树脂的涂覆厚度为50～150um，固化时间为10～40s。涂覆厚度过大，不仅投入成本增加，相应的固化时间也增加，固化效率降低。涂覆厚度过低，膜结构无法实现改善PCB钻孔过程毛刺的问题。因此选择合适的涂覆厚度和固化时间对于改善PCB钻孔过程毛刺非常重要，优选的，涂覆厚度为100um，固化时间为20s。
较佳的，所述涂覆方式为丝网印刷，涂覆次数为单次或多次。采用丝网印刷不受承印物种类、尺寸、形状和表面材质的限制，特别适合翘曲变形的PCB；此外，丝网印刷过程的设备投入小，操作方便，节约材料；同时丝网印刷设备在PCB厂家非常普及，就地取材方便，有利于闲置资源重复利用。进一步的，所述丝网印刷中网版的目数为50～150。采用合适目数的网版，有利于PCB板面与UV光固化树脂紧密结合，进而高效改善PCB钻孔过程的毛刺。优选的，所述丝网印刷中网版的目数为80。
在步骤B中，通过UV灯对所述UV光固化树脂进行固化成膜。UV灯产生强烈的紫外光辐射能量高，能够使所述UV光固化树脂在几十秒的时间内迅速固化成膜，固化时间仅为传统热固化过程的几十分之一，甚至几百分之一，大幅提高固化效率。此外，所述UV灯为LED灯、高压汞灯、钾灯中的一种或多种，所述UV灯的固化波长范围为200-445nm。此外，所述UV灯的固化能量为80～200MJ/cm2。优选的，UV灯的固化能量为150MJ/cm2
在所述步骤B之后还包括步骤：
C、对PCB进行钻孔加工，然后对钻孔后的PCB板进行褪膜处理，所述褪膜处理的条件为50～85℃，0.5％～10％NaOH溶液或0.5％～10％KOH溶液。在钻孔结束后，需要将涂覆的UV光固化树脂膜进行褪膜处理，优选的，褪膜温度为70℃，褪膜时间为10min，褪膜液为0.5％的NaOH溶液。上述褪膜条件下，能够快速除去PCB上的UV光固化树脂膜，保证无残留的同时，也不会对PCB造成损伤。
实施例1
将一块变形较大的PCB分成3等份，采用直接钻孔、涂覆热固化树脂钻孔及涂覆UV光固化树脂钻孔法，并进行效果比较：
1)、在所述PCB上，不涂覆树脂，直接进行钻出处理，钻孔毛刺达到105.2um。
2)、选取聚氨酯树脂(100份)，搭配适量的粉料(30份Al2O3)、增稠剂(0.5份迪高3000)、流平剂(0.5份迪高450)、消泡剂(0.5份道康宁DC71)等辅助助剂，将黏度调成20000CPS，采用刮涂工艺涂覆在所述PCB上，经150℃温度烘烤50min固化，厚度控制在150um，采用与1)中同样的方法进行钻孔，在钻孔后用浓度为0.5％的NaOH溶液在70℃下进行褪膜处理，得到热固化树脂膜在上述过程中的性质如下表1所示：
表1热固化树脂膜的性质表
铅笔硬度(三菱) 钻孔毛刺 附着力 祛膜时间
2B 60um 百格法ASTM 4B 10min
3)、选取UV光固化聚氨酯树脂，将其黏度调整为15000CPS，涂覆在所述变形的PCB上，设置丝网印刷中网版的目数为90，过UV灯进行光固化处理，固化能量为200MJ/cm2，UV灯波段为365nm，固化时间为20s。涂覆次数为单次，涂覆厚度控制在100um。采用与1)中同样的方法进行钻孔，在钻孔后用浓度为0.5％的NaOH溶液在70℃下进行褪膜处理，得到UV光固化树脂膜在上述过程中的性质如下表2所示：
表2UV光固化树脂膜的性质表
铅笔硬度(三菱) 钻孔毛刺 附着力 祛膜时间
F 40um 百格法ASTM 4B 10min
对比上述1)、2)和3)过程可以看出，本发明的方法获得的膜结构硬度好，能够有效改善PCB钻孔过程中的毛刺。
实施例2
选取一块变形的PCB板，将UV光固化丙烯酸酯改性树脂的黏度调整为50000CPS，涂覆在所述变形的PCB板上，设置丝网印刷中网版的目数为80，过UV灯进行光固化处理，固化能量为80MJ/cm2，UV灯波段为200nm，固化时间为20s。涂覆次数为多次，涂覆厚度控制在100um。采用与1)中同样的方法进行钻孔，在钻孔后用浓度为10％的NaOH溶液在85℃下进行褪膜处理，得到UV光固化树脂膜在上述过程中的性质如下表3所示：
表3UV光固化树脂膜的性质表
铅笔硬度(三菱) 钻孔毛刺 附着力 祛膜时间
F 25um 百格法ASTM 5B 8min
实施例3
选取一块变形的PCB板，将UV光固化聚氨酯改性树脂的黏度调整为75000CPS，涂覆在所述变形的PCB板上，设置丝网印刷中网版的目数为90，过UV灯进行光固化处理，固化能量为150MJ/cm2，UV灯波段为365nm，固化时间为20s。涂覆次数为多次，涂覆厚度控制在50um。采用与1)中同样的方法进行钻孔，在钻孔后用浓度为0.5％的KOH溶液在50℃下进行褪膜处理，得到UV光固化树脂膜在上述过程中的性质如下表4所示：
表4UV光固化树脂膜的性质表
铅笔硬度(三菱) 钻孔毛刺 附着力 祛膜时间
F 35um 百格法ASTM 5B 12min
实施例4
选取一块变形的PCB板，将UV光固化丙烯酸酯树脂的黏度调整为100000CPS，涂覆在所述变形的PCB板上，设置丝网印刷中网版的目数为90，过UV灯进行光固化处理，固化能量为180MJ/cm2，UV灯波段为445nm，固化时间为30s。涂覆次数为多次，涂覆厚度控制在50um。采用与1)中同样的方法进行钻孔，在钻孔后用浓度为10％的KOH溶液在85℃下进行褪膜处理，得到UV光固化树脂膜在上述过程中的性质如下表5所示：
表5UV光固化树脂膜的性质表
铅笔硬度(三菱) 钻孔毛刺 附着力 祛膜时间
F 30um 百格法ASTM 4B 10min
将本发明中的UV光固化树脂法与热固化树脂法PCB钻孔效果进行对比得到下表6。
表6UV光固化树脂法与热固化树脂法PCB钻孔效果对比表
注，所述毛刺产生率为，因毛刺导致不合格产品数与总产品数的比值。
从上表6可以看出，本发明中采用的UV光固化树脂与热固化树脂相比，在树脂涂覆厚度相同时，固化时间仅为热固化树脂法的1/90，完成单个样品的能耗仅为热固化树脂法的1/12，显著提高了处理效率；而产品中，因毛刺导致的不合格产品比例下降了20％，有效改善了PCB钻孔过程产生毛刺的问题，提高了产品质量。
综上所述，本发明提供了一种改善PCB钻孔毛刺的方法，采用能耗低、高效、环保、不含溶剂及水份的UV光固化型树脂替代传统的热固性树脂，其形成的膜结构不仅硬度高而且与PCB金属面的附着力好，能够有效抑制毛刺的产生；而且丝网印刷不受承印物种类、尺寸、形状和表面材质的限制，特别适合翘曲变形的PCB进行涂覆；此外，该方法固化时间短、处理过程能耗低、使产品中毛刺产生率降幅达到20％。
应当理解的是，本发明的应用不限于上述的举例，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。

Claims (10)

1.一种改善PCB钻孔毛刺的方法，其特征在于，包括步骤：
A、在与垫板接触的PCB板面涂覆一层UV光固化树脂；
B、将所述UV光固化树脂通过UV灯固化成膜。
2.根据权利要求1所述的改善PCB钻孔毛刺的方法，其特征在于，所述PCB为翘曲变形的PCB。
3.根据权利要求1所述的改善PCB钻孔毛刺的方法，其特征在于，所述UV光固化树脂为UV光固化聚氨酯、UV光固化聚氨酯改性树脂、UV光固化丙烯酸酯和UV光固化丙烯酸酯改性树脂中的一种或几种。
4.根据权利要求1所述的改善PCB钻孔毛刺的方法，其特征在于，所述UV光固化树脂的黏度为5000-100000CPS。
5.根据权利要求1所述的改善PCB钻孔毛刺的方法，其特征在于，所述UV灯的固化能量为80～200MJ/cm2。
6.根据权利要求1所述的改善PCB钻孔毛刺的方法，其特征在于，所述UV灯的固化波段为200-445nm。
7.根据权利要求1所述的改善PCB钻孔毛刺的方法，其特征在于，所述涂覆方式为丝网印刷，涂覆次数为单次或多次。
8.根据权利要求7所述的改善PCB钻孔毛刺的方法，其特征在于，所述丝网印刷中网版的目数为50～150。
9.根据权利要求1所述的改善PCB钻孔毛刺的方法，其特征在于，所述UV光固化树脂的涂覆厚度为50～150um。
10.根据权利要求1所述的改善PCB钻孔毛刺的方法，其特征在于，所述步骤B之后还包括步骤：
C、对PCB进行钻孔处理，然后对钻孔后的PCB进行褪膜处理，所述褪膜处理的条件为50～85℃，0.5％～10％NaOH溶液或0.5％～10％KOH溶液。
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