CN108430160B - 一种线路板进行树脂塞孔的方法 - Google Patents

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Abstract

一种线路板进行树脂塞孔的方法，通过制备塞孔树脂，用刮刀将网板上的树脂填充至塞孔内部，最终固化，本发明能使得油墨树脂均匀地覆盖在线路和基材上，且填充度高。

Description

一种线路板进行树脂塞孔的方法
技术领域
本发明涉及一种线路板进行树脂塞孔的方法。
背景技术
PCB，中文名称为印制电路板，又称印刷线路板，是重要的电子部件，是电子元器件的支撑体，是电子元器件电气连接的载体。由于它是采用电子印刷术制作的，故被称为“印刷”电路板。
印制板从单层发展到双面、多层和挠性，并且仍旧保持着各自的发展趋势。由于不断地向高精度、高密度和高可靠性方向发展，不断缩小体积、减少成本、提高性能，使得印制板在未来电子设备的发展工程中，仍然保持着强大的生命力。
随着装配元器件微小型化的发展，PCB的布线面积，图案设计面积也在随之不断的减小。为了适应这一发展趋势，PCB设计和制造者们也在不断的更新设计理念和工艺的制作方法。树脂塞孔的工艺也是人们在缩小PCB设计尺寸，配合装配元器件而发明的一种技术方法。能够有效的提高了HDI、厚铜、背板等产品的可靠性和制作工艺能力。
但是对印刷电路板直接进行油墨塞孔，油墨中含有的空气和有机溶剂经烘干后会导致油墨中有空洞，并且会裂到孔口，导致后续流程作业中的化学品和潮气等会沿着裂缝进入空孔内，导致油墨的塞孔效果差。
发明内容
本发明专利的目的在于提供
一种线路板进行树脂塞孔的方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
步骤一，塞孔树脂的制备
步骤二，采用清理装置将待塞孔处理的线路板(3)进行清理去除表面杂质；
步骤三、将步骤二经过表面处理的线路板的印刷面上设置网板，使得网板上的填入口与线路板的塞孔(4)相对应设置；
步骤四、将步骤一所制备的塞孔树脂置于网板上，通过刮刀(1)移动，将网板上的塞孔树脂(2)由填入口进入线路板的塞孔(4)内部，
步骤五，将塞孔树脂进行固化
将线路板置于130-145℃下静置30-60min，使得塞孔树脂预固化；采用树脂磨板机将线路板表面进行磨刷3-10min；最后升温至150-160℃下静置50-70min，使得塞孔树脂完全固化。
步骤一中所述塞孔树脂为一种复合树脂基塞孔树脂，通过以下方法制备：将环氧树脂，有机溶剂，固化剂，阳离子光起始剂，固化促进剂和纳米颗粒以质量比为20-40:10-20:1-2:1-5:0.1-1:5-25混合，并在常温下搅拌0.5-3h，升温至40℃并在真空下搅拌1-3h得到复合树脂基塞孔树脂。
所采用的纳米颗粒为表面改性的纳米颗粒，采用如下方法制备：
步骤A、多孔Fe3O4纳米颗粒的制备
将FeCl3·6H2O与FeCl2·4H2O溶解到乙二醇中，得到混合溶液，在氮气保护下升温至50-70℃，以300-800r/min搅拌条件下加入浓氨水，随后加入无水乙酸钠和聚苯乙烯磺酸钠，将得到的混合液搅拌均匀后放入反应釜中；将反应釜置于200℃的温度下10-20h，得到的黑色产物分离后，再用无水乙醇和去离子水洗涤3-6次，然后于真空干燥至恒重；最后将黑色粉末置于380-400℃的管式炉中在氮气保护下煅烧3-4小时，收集得到多孔Fe3O4纳米颗粒；所述FeCl3·6H2O、FeCl2·4H2O、乙二醇、浓氨水、无水乙酸钠和聚苯乙烯磺酸钠的质量比为2-5:3-7:50-60:2-10:1-8:2-6；
步骤B、复合纳米微球的制备
将步骤A制备的多孔Fe3O4纳米颗粒置于去离子水中，加入盐酸调节至pH＝1-3，搅拌30-60min后加入第一液体；所述第一液体由尿素和甲醛以摩尔比为1-2:1.5-4组成；调节温度至10-20℃，持续搅拌10-40min后静置10-30min，采用离心分离出固体颗粒，采用去离子水洗涤3-6遍既得到脲醛树脂/Fe3O4复合纳米微球；所述多孔Fe3O4纳米颗粒、去离子水和第一液体的质量比为4-5:30-60:1-4；
步骤C、多孔复合纳米颗粒的制备
将步骤B制备的脲醛树脂/Fe3O4复合微球于80-100℃干燥20-30h，之后置于加热炉中升温至600-700℃，焙烧1-6小时，得到多孔复合纳米颗粒；
步骤D、表面改性的纳米颗粒将步骤C制备的多孔复合纳米颗粒加入第一组合物；所述多孔复合纳米颗粒和第一组合物的质量比为1-5:30-60，所述第一组合物为N-氨乙基-3-氨丙基甲基二甲氧基硅烷和甲苯以质量比为0.1-0.5:100-500混合，在通入氮气的情况下搅拌30-200min，保持温度为60-80℃，自然冷却至常温，将混合物进行抽滤后将颗粒自然晾干；
将晾干后的颗粒、苯乙酸、甲苯和咪唑类衍生物以质量比为3-10:0.01-0.05:30-60:0.1-0.2混合，搅拌的同时升温至60-100℃，搅拌至再无气泡冒出即可以的表面改性的纳米颗粒。
所述环氧树脂的粘度为4-6Pa·s/25℃，选自为双酚A环氧树脂、双酚F环氧树脂或甲酚型酚醛环氧树脂；
所述有机溶剂选自N，N-二甲基乙酰胺、二乙二醇单乙醚或者丙二醇单甲基醚乙酸酯；
所述阳离子光起始剂选自六氟化锑混合盐。
所述固化剂选自芳香族二胺类固化剂、双氰胺及其衍生物类固化剂或者有机酸酐类固化剂。
所述固化促进剂为咪唑型固化促进剂，选自2-乙基咪唑、2-乙基-4-甲基咪唑或者2-十一烷基咪唑中的至少一种。
步骤四中所述刮刀(1)的下端部具有一个缺口，该缺口与线路板(3)形成一个角度α，该角度α为25-40°，所述刮刀(1)的压力为:5-9kg/cm2，刮刀速度为6-15m/min。
步骤四中所述角度α为30°，所述刮刀(1)的压力为:7.5kg/cm2，刮刀速度为10m/min。
有益效果：
1、树脂油墨均匀地覆盖在线路和基材上；
2、线路板上树脂油墨厚度在：5～15um；
3、本发明的中不采用抽气装置进行塞孔，采用本发明设计的一种刮刀既可以进行完全的塞孔，该刮刀与下端部具有一个缺口，该缺口与线路板(3)形成一个角度α，该角度α为25-40°，优选30°；通过该角度的设置，能够使得刮刀的速度达到6-15m/min，优选10m/min，且能够使得塞孔外观均匀、平整，一刀的油墨入孔的饱和度可以达到98％。
附图说明
图1为本发明的示意图。
具体实施方式
下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。
如图所示，一种线路板进行树脂塞孔的方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
步骤一，塞孔树脂的制备
步骤二，采用清理装置将待塞孔处理的线路板(3)进行清理去除表面杂质；
步骤三、将步骤二经过表面处理的线路板的印刷面上设置网板，使得网板上的填入口与线路板的塞孔(4)相对应设置；
步骤四、将步骤一所制备的塞孔树脂置于网板上，通过刮刀(1)移动，将网板上的塞孔树脂(2)由填入口进入线路板的塞孔(4)内部，
步骤五，将塞孔树脂进行固化
将线路板置于130-145℃下静置30-60min，使得塞孔树脂预固化；采用树脂磨板机将线路板表面进行磨刷3-10min；最后升温至150-160℃下静置50-70min，使得塞孔树脂完全固化。
步骤一中所述塞孔树脂为一种复合树脂基塞孔树脂，通过以下方法制备：将环氧树脂，有机溶剂，固化剂，阳离子光起始剂，固化促进剂和纳米颗粒以质量比为20-40:10-20:1-2:1-5:0.1-1:5-25混合，并在常温下搅拌0.5-3h，升温至40℃并在真空下搅拌1-3h得到复合树脂基塞孔树脂。
所述环氧树脂的粘度为4-6Pa·s/25℃，选自为双酚A环氧树脂、双酚F环氧树脂或甲酚型酚醛环氧树脂；
所述有机溶剂选自N，N-二甲基乙酰胺、二乙二醇单乙醚或者丙二醇单甲基醚乙酸酯；
所述阳离子光起始剂选自六氟化锑混合盐。
所述固化剂选自芳香族二胺类固化剂、双氰胺及其衍生物类固化剂或者有机酸酐类固化剂。
所述固化促进剂为咪唑型固化促进剂，该固化剂选自2-乙基咪唑、2-乙基-4-甲基咪唑或者2-十一烷基咪唑中的至少一种。
步骤四中所述刮刀(1)的下端部具有一个缺口，该缺口与线路板(3)形成一个角度α，该角度α为25-40°，所述刮刀(1)的压力为:5-9kg/cm2，刮刀速度为6-15m/min。
步骤四中所述角度α为30°，所述刮刀(1)的压力为:7.5kg/cm2，刮刀速度为10m/min。
本发明中塞孔树脂中采用的纳米颗粒为表面改性的纳米颗粒，采用如下方法制备：
步骤A、多孔Fe3O4纳米颗粒的制备
将FeCl3·6H2O与FeCl2·4H2O溶解到乙二醇中，得到混合溶液，在氮气保护下升温至50-70℃，以300-800r/min搅拌条件下加入浓氨水，随后加入无水乙酸钠和聚苯乙烯磺酸钠，将得到的混合液搅拌均匀后放入反应釜中；将反应釜置于200℃的温度下10-20h，得到的黑色产物分离后，再用无水乙醇和去离子水洗涤3-6次，然后于真空干燥至恒重；最后将黑色粉末置于380-400℃的管式炉中在氮气保护下煅烧3-4小时，收集得到多孔Fe3O4纳米颗粒(所述FeCl3·6H2O、FeCl2·4H2O、乙二醇、浓氨水、无水乙酸钠和聚苯乙烯磺酸钠的质量比为2-5:3-7:50-60:2-10:1-8:2-6)；
步骤B、复合纳米微球的制备
将步骤A制备的多孔Fe3O4纳米颗粒置于去离子水中，加入盐酸调节至pH＝1-3，搅拌30-60min后加入第一液体(所述第一液体由尿素和甲醛以摩尔比为1-2:1.5-4组成)调节温度至10-20℃，持续搅拌10-40min后静置10-30min，采用离心分离出固体颗粒，采用去离子水洗涤3-6遍既得到脲醛树脂/Fe3O4复合纳米微球(所述多孔Fe3O4纳米颗粒、去离子水和第一液体的质量比为4-5:30-60:1-4)；
步骤C、多孔复合纳米颗粒的制备
将步骤B制备的脲醛树脂/Fe3O4复合微球于80-100℃干燥20-30h，之后置于加热炉中升温至600-700℃，焙烧1-6小时，得到多孔复合纳米颗粒；
步骤D、表面改性的纳米颗粒将步骤C制备的多孔复合纳米颗粒加入第一组合物(所述多孔复合纳米颗粒和第一组合物的质量比为1-5:30-60，所述第一组合物为N-氨乙基-3-氨丙基甲基二甲氧基硅烷和甲苯以质量比为0.1-0.5:100-500混合)，在通入氮气的情况下搅拌30-200min，保持温度为60-80℃，自然冷却至常温，将混合物进行抽滤后将颗粒自然晾干；
将晾干后的颗粒、苯乙酸、甲苯和咪唑类衍生物以质量比为3-10:0.01-0.05:30-60:0.1-0.2混合，搅拌的同时升温至60-100℃，搅拌至再无气泡冒出即可以的表面改性的纳米颗粒。
所述咪唑类衍生物为N，N’-羰基二咪唑；
经过测试：
(1)步骤A中通过在在FeCl3·6H2O与FeCl2·4H2O溶解到乙二醇后进行升温和搅拌的情况下加入了浓氨水经过搅拌使得后期的Fe3O4纳米颗粒的粒度达到30-150nm，30-60m的可以达到75％，普通制备方法下未采用浓氨水的颗粒尺寸为300-600纳米，且纳米颗粒的尺寸为400-550nm的占70％以上；
(2)步骤B中本发明首次使用脲醛树脂/Fe3O4复合纳米微球，复合微球中表层脲醛树脂的厚度为1-10nm，经包覆脲醛树脂的微球颗粒饱和磁矩约为50-62.5emu/g，优选57.5emu/g；
(3)步骤C中所述颗粒孔洞的孔径为1-3nm，平均孔容为0.51-0.63cm3/g，并测出其比表面积为250-420m2/g，优选为340m2/g，更优选为365m2/g；
(4)步骤D中所述表面改性的纳米颗粒为表面枝节了苯乙酸了纳米颗粒，枝节率可以达到92％。
(5)化学物理稳定性，不容易氧化，不容易团聚，耐酸、碱性能好，通过加入表面改性的纳米颗粒使得该油墨固化后的热分解温度(TD)为390-470℃，优选420℃；吸水性为0.05-0.1％；10％硫酸常温120min目测无膨胀无开裂；10％氢氧化钠常温120min目测无膨胀无开裂；100℃的水下120min目测无膨胀无开裂。
应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。

Claims (8)

1.一种线路板进行树脂塞孔的方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
步骤一，塞孔树脂的制备
步骤二，采用清理装置将待塞孔处理的线路板(3)进行清理去除表面杂质；
步骤三、将步骤二经过表面处理的线路板的印刷面上设置网板，使得网板上的填入口与线路板的塞孔(4)相对应设置；
步骤四、将步骤一所制备的塞孔树脂置于网板上，通过刮刀(1)移动，将网板上的塞孔树脂(2)由填入口进入线路板的塞孔(4)内部；
步骤五，将塞孔树脂进行固化
将线路板置于130-145℃下静置30-60min，使得塞孔树脂预固化；采用树脂磨板机将线路板表面进行磨刷3-10min；最后升温至150-160℃下静置50-70min，使得塞孔树脂完全固化；
步骤一中所述塞孔树脂为一种复合树脂基塞孔树脂，通过以下方法制备：将环氧树脂，有机溶剂，固化剂，阳离子光起始剂，固化促进剂和纳米颗粒以质量比为20-40:10-20:1-2:1-5:0.1-1:5-25混合，并在常温下搅拌0.5-3h，升温至40℃并在真空下搅拌1-3h得到复合树脂基塞孔树脂；
所采用的纳米颗粒为表面改性的纳米颗粒，采用如下方法制备：
步骤A、多孔Fe3O4纳米颗粒的制备
将FeCl3·6H2O与FeCl2·4H2O溶解到乙二醇中，得到混合溶液，在氮气保护下升温至50-70℃，以300-800r/min搅拌条件下加入浓氨水，随后加入无水乙酸钠和聚苯乙烯磺酸钠，将得到的混合液搅拌均匀后放入反应釜中；将反应釜置于200℃的温度下10-20h，得到的黑色产物分离后，再用无水乙醇和去离子水洗涤3-6次，然后于真空干燥至恒重；最后将黑色粉末置于380-400℃的管式炉中在氮气保护下煅烧3-4小时，收集得到多孔Fe3O4纳米颗粒；所述FeCl3·6H2O、FeCl2·4H2O、乙二醇、浓氨水、无水乙酸钠和聚苯乙烯磺酸钠的质量比为2-5:3-7:50-60:2-10:1-8:2-6；
步骤B、复合纳米微球的制备
将步骤A制备的多孔Fe3O4纳米颗粒置于去离子水中，加入盐酸调节至pH＝1-3，搅拌30-60min后加入第一液体；所述第一液体由尿素和甲醛以摩尔比为1-2:1.5-4组成；调节温度至10-20℃，持续搅拌10-40min后静置10-30min，采用离心分离出固体颗粒，采用去离子水洗涤3-6遍即 得到脲醛树脂/Fe3O4复合纳米微球；所述多孔Fe3O4纳米颗粒、去离子水和第一液体的质量比为4-5:30-60:1-4；
步骤C、多孔复合纳米颗粒的制备
将步骤B制备的脲醛树脂/Fe3O4复合微球于80-100℃干燥20-30h，之后置于加热炉中升温至600-700℃，焙烧1-6小时，得到多孔复合纳米颗粒；
步骤D、表面改性的纳米颗粒将步骤C制备的多孔复合纳米颗粒加入第一组合物；所述多孔复合纳米颗粒和第一组合物的质量比为1-5:30-60，所述第一组合物为N-氨乙基-3-氨丙基甲基二甲氧基硅烷和甲苯以质量比为0.1-0.5:100-500混合，在通入氮气的情况下搅拌30-200min，保持温度为60-80℃，自然冷却至常温，将混合物进行抽滤后将颗粒自然晾干；
将晾干后的颗粒、苯乙酸、甲苯和咪唑类衍生物以质量比为3-10:0.01-0.05:30-60:0.1-0.2混合，搅拌的同时升温至60-100℃，搅拌至再无气泡冒出即可得到 表面改性的纳米颗粒。
2.如权利要求1所述的一种线路板进行树脂塞孔的方法，其特征在于，所述环氧树脂的粘度为4-6Pa·s/25℃，选自为双酚A环氧树脂、双酚F环氧树脂或甲酚型酚醛环氧树脂。
3.如权利要求1所述的一种线路板进行树脂塞孔的方法，其特征在于，所述有机溶剂选自N，N-二甲基乙酰胺、二乙二醇单乙醚或者丙二醇单甲基醚乙酸酯。
4.如权利要求1所述的一种线路板进行树脂塞孔的方法，其特征在于，所述阳离子光起始剂选自六氟化锑混合盐。
5.如权利要求1所述的一种线路板进行树脂塞孔的方法，其特征在于，所述固化剂选自芳香族二胺类固化剂、双氰胺及其衍生物类固化剂或者有机酸酐类固化剂。
6.如权利要求1所述的一种线路板进行树脂塞孔的方法，其特征在于，所述固化促进剂为咪唑型固化促进剂，选自2-乙基咪唑、2-乙基-4-甲基咪唑或者2-十一烷基咪唑中的至少一种。
7.如权利要求1所述的一种线路板进行树脂塞孔的方法，其特征在于，步骤四中所述刮刀(1)的下端部具有一个缺口，该缺口与线路板(3)形成一个角度α，该角度α为25-40°，所述刮刀(1)的压力为:5-9kg/cm2，刮刀速度为6-15m/min。
8.如权利要求7所述的一种线路板进行树脂塞孔的方法，其特征在于，步骤四中所述角度α为30°，所述刮刀(1)的压力为:7.5kg/cm2，刮刀速度为10m/min。
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