TWI444118B - 鑽孔蓋板結構及其鑽孔加工方法 - Google Patents

Description

鑽孔蓋板結構及其鑽孔加工方法

本發明係有關於一種蓋板結構，尤指一種鑽孔蓋板結構及其鑽孔加工方法。

在印刷電路板上進行鑽孔加工時，通常會疊層多片的印刷電路板，並在最上方的印刷電路板上配置鋁製蓋板，再利用鑽頭從上方貫穿鋁製蓋板而進行印刷電路板之鑽孔作業，藉此在所有重疊的印刷電路板上一次性地形成通孔，以提高鑽孔作業的效率。而使用鋁製蓋板之目的，係為了讓鑽頭容易鑽入，且能防止印刷電路板之表面在加工時產生損傷，並避免在鑽孔之周緣發生毛邊等缺陷。

然而，隨著印刷電路板之高密度化，印刷電路板上被要求加工出小口徑的通孔。為了因應這種要求，通常需要使用直徑0.3mm以下的小徑鑽頭，而若是單純使用鋁製蓋板應用於直徑0.3mm以下的小徑鑽頭進行鑽孔加工時，鑽頭會在鋁製蓋板之表面產生偏滑，因此鑽孔的位置精度不佳，且鑽頭之折損率偏高，且通孔內的切削面會變得粗糙、不平整；另外，更為了抑制鑽頭的折損現象，印刷電路板的疊層片數則受到數量上的限制，因此會有加工效率難以提昇之問題。

為了防止上述鑽頭耗損，習知技術採用在鋁製蓋板上形成潤滑層。但是，在實際的鑽孔製程中，鋁製蓋板與潤滑層之間的密接性不佳，而導致潤滑層龜裂、剝落，此一現象間接造成潤滑層厚度不均勻的問題，使得鑽孔加工時之鑽頭耗損及通孔位置精度降低的問題再次發生。

本發明之主要目的之一，在於提供一種鑽孔蓋板結構，其中的潤滑層對鋁基板可藉由接著層而具有高密合性，且該潤滑層不易產生沾黏、加工後容易洗淨(水溶性佳)，並可達到減少鑽頭之折損而提昇鑽孔之高位置精度之效果。

本發明提出一種鑽孔蓋板結構，包括：一鋁基板；一設置於該鋁基板上之接著層；以及一設置於該接著層上的潤滑層，其中該潤滑層係為由分子量10000以下之聚乙二醇與分子量10000以上之聚乙二醇所組成之混合物。

本發明提出一種鑽孔加工方法，其包括以下步驟：在疊層多片的印刷電路用板材上配置上述之鑽孔蓋板結構，並使用鑽頭在該鑽孔蓋板結構及該些印刷電路用板材上形成通孔。

因此，藉由接著層可使潤滑層緊密地接著於鋁基板上，故整體鑽孔蓋板結構的結構強度佳，以提昇鑽孔位置精準度。另外，本發明之鑽孔蓋板結構之潤滑層可在鑽孔加工時減少鑽頭之折損，且進行鑽孔加工時，潤滑層並未發生膜層龜裂；此外，當鑽孔蓋板結構在不使用時被收納時，不會潤滑層之化學組成物相互沾黏的情況。

本發明提出一種鑽孔蓋板結構，所述之鑽孔蓋板結構可以應用於印刷電路板之鑽孔作業時裝備於印刷電路板上，以防止印刷電路板在加工時損傷或抑制印刷電路板產生鑽孔毛邊，而本發明之鑽孔蓋板結構更可提供鑽孔時的潤滑效果，以避免鑽頭之折損，更具有提升鑽孔之位置精度的效果。

請先參考圖1，其顯示本發明之鑽孔蓋板結構1，其係在鋁基板11的至少一表面上依序形成接著層12及潤滑層13，而潤滑層13主要係為由分子量10000以下之聚乙二醇與分子量10000以上之聚乙二醇所組成之混合物，其可在鑽孔加工時減少鑽頭之折損、磨耗且提昇鑽孔位置精準度。

前述的鋁基板11可為軟質鋁板、半硬質鋁板、硬質鋁板等等或是鋁箔，但不以此為限；而「鋁」之用語可代表純鋁以及鋁合金。在本具體實施例中，鋁基板11可符合JIS1100-H18規範而為具有99.03%鋁組成之基板，或者為符合JIS A1N30H-H18規範而為具有99.3%鋁組成之基板；鋁基板11的厚度可介於50至500 μm之間，例如下述實施例中，鋁基板11可分別為75μm、100μm、150μm或200μm。再者，為了提昇鋁基板11和接著層12之密合性，鋁基板11的表面可預先進行表面處理，例如電漿處理、預塗布處理等，而不同厚度的鋁基板11則具有不同的表面粗糙度(此部分可參閱下文所述之具體實施例)。

所述之接著層12係成型於鋁基板11的上表面，而潤滑層13則是隔著接著層12而成型於鋁基板11的上表面。潤滑層13係為由分子量10000以下之聚乙二醇(polyethylene glycol，PEG)與分子量10000以上之聚乙二醇所組成之混合物，其中可包括有溶劑，如水等；而在具體的實施例中，潤滑層13中的分子量10000以下之聚乙二醇的重量百分比(wt%)係大於0 wt%、小於8 wt%(即8 wt%以下)，而分子量10000以上之聚乙二醇的重量百分比係大於92 wt%、小於100 wt%；藉由調整不同分子量之聚乙二醇的組成比例以提供較佳的鑽孔潤滑效果。具體而言，分子量10000以下之聚乙二醇具有提升潤滑層13之水溶性與潤滑性的效果；而分子量10000以上之聚乙二醇具有增加潤滑層13之成膜強度的效果，故兩者的混摻搭配可達到高潤滑性、水溶性且膜層具有足夠強度之潤滑層13。

另一方面，藉由調整潤滑層13的厚度，以避免潤滑層13之化學物組成纏繞於鑽頭的現象，且形成低黏性且不產生固黏成結的潤滑層13。

另外，接著層12主要係將潤滑層13附著於鋁基板11上，使潤滑層13與鋁基板11具有較佳的密著性，藉以避免潤滑層13產生剝落或破裂的問題。而在本具體實施例中，接著層12係為(水性)丙烯酸樹脂(acrylic resin)、(水性)聚醋酸乙烯酯(polyvinylacetate，PVA)與分子量10000以上之聚乙二醇所組成，其中可包括有溶劑，如水等；更具體而言，接著層12含有丙烯酸樹脂15至60重量百分比、聚醋酸乙烯酯15至60重量百分比、分子量10000以上之聚乙二醇0.5至5重量百分比。藉由接著層12的作用，可防止潤滑層13產生剝落，同時避免潤滑層13的龜裂。

本發明之鑽孔蓋板結構1可採用以下方法加以製作：

將分子量10000以下之聚乙二醇(polyethylene glycol，PEG)與分子量10000以上之聚乙二醇所組成之混合物藉由衝壓法、輥壓法、T模擠製法等成型方法製作為片狀之潤滑層13，再利用接著層12將片狀之潤滑層13黏著於鋁基板11上；或者，將分子量10000以下之聚乙二醇與分子量10000以上之聚乙二醇在水中溶解成混合物，及將丙烯酸樹脂、聚醋酸乙烯酯與分子量10000以上之聚乙二醇在水中溶解成混合物，再分別將兩混合物以印刷方法成型於鋁基板11上經乾燥而形成接著層12、潤滑層13的方法。

請參考下表，其顯示本發明的多個具體實施例：

實施例1：鋁基板11之厚度為75μm，其表面粗糙度約為0.10μm～0.30μm(微米)；鋁基板11上之接著層12的厚度約在11μm以上，例如11～15μm；接著層12上之潤滑層13的厚度約為15μm～21μm。

實施例2：鋁基板11之厚度為100μm，其表面粗糙度約為0.15μm～0.35μm；鋁基板11上之接著層12的厚度約在11μm以上，例如11～15μm；接著層12上之潤滑層13的厚度約為15μm～21μm。

實施例3：鋁基板11之厚度為100μm，其表面粗糙度約為0.15μm～0.35μm；鋁基板11上之接著層12的厚度約在11μm以上，例如11～15μm；接著層12上之潤滑層13的厚度約為25μm～31μm。

實施例4：鋁基板11之厚度為100μm，其表面粗糙度約為0.15μm～0.35μm；鋁基板11上之接著層12的厚度約在11μm以上，例如11～15μm；接著層12上之潤滑層13的厚度約為44μm～52μm。

實施例5：鋁基板11之厚度為150μm，其表面粗糙度約為0.20μm～0.40μm；鋁基板11上之接著層12的厚度約在11μm以上，例如11～15μm；接著層12上之潤滑層13的厚度約為34μm～42μm。

實施例6：鋁基板11之厚度為200μm，其表面粗糙度約為0.20μm～0.40μm；鋁基板11上之接著層12的厚度約在11μm以上，例如11～15μm；接著層12上之潤滑層13的厚度約為34μm～46μm。

本發明將上述實施例1至6之鑽孔蓋板結構1應用於鑽孔加工，以檢視其特性：在加工機(如鑽孔機)上重疊多片的印刷電路用板材，在最上方的印刷電路用板材之上，以潤滑層13朝上的方式配置本發明之鑽孔蓋板結構1，並以此狀態從上方用鑽頭在鑽孔蓋板結構1及印刷電路用板材形成通孔；而前述印刷電路用板材可使用覆銅積層板、多層板等等，鑽頭可選用直徑0.3mm以下的小徑鑽頭。

根據實驗結果，使用本發明之鑽孔蓋板結構1來進行鑽孔加工，可減少鑽頭之折損/耗損並提昇孔的位置精度；更由於能抑制鑽頭之折損，重疊的印刷電路用板材的片數可增多，因此可提昇印刷電路用板材之鑽孔加工效率。另外，在鑽孔的過程中，本發明實施例1至6之鑽孔蓋板結構1的潤滑層13並未發生膜層龜裂的情況；而在鑽孔蓋板結構1進行收納的情況下亦未發生潤滑層13之化學組成物相互沾黏的問題，故本發明之鑽孔蓋板結構1可提高整體作業方便性。

據此，本發明所揭示之鑽孔蓋板結構1在進行鑽孔加工時，藉由鑽孔蓋板結構1的作用，可防止印刷電路用板材產生毛邊，故可在一次鑽孔的加工工序中，重疊較多片的印刷電路用板材，而可提升生產效率與產能。同時，本發明之鑽孔蓋板結構1亦可防止由印刷電路用板材中的金屬層之損傷。

再者，藉由鑽孔蓋板結構1之潤滑層13的作用，即使在小孔徑，如直徑0.3或0.25公釐(mm)以下的鑽孔加工時，亦可防止通孔之內表面之粗糙的現象，且潤滑層13具良好的水溶性，所以在鑽孔加工後的清潔作業，可直接利用水洗進行，以去除附著於印刷電路用板材上之潤滑層13的化學組成。

綜上所述，本發明具有下列諸項優點：

1、鋁基板上所形成之潤滑層可利用接著層而緊密地接著於鋁基板上，因此潤滑層對鋁基板具有優異的密合性而具有充分的耐久性

2、另一方面，本發明之潤滑層不會出現沾黏現象，且能完全防止潤滑層之塗膜產生龜裂。

3、本發明之潤滑層在鑽孔加工時可減少鑽頭之折損且提昇鑽孔的位置精度。

4、本發明之潤滑層、接著層具有良好的水之溶解性，故能提昇鑽孔加工後進行洗淨時之潤滑層、接著層之成分的除去效果。

以上所述僅為本發明之較佳可行實施例，非因此侷限本發明之專利範圍，故舉凡運用本發明說明書及圖示內容所為之等效技術變化，均包含於本發明之範圍內。

1．．．鑽孔蓋板結構

11．．．鋁基板

12．．．接著層

13．．．潤滑層

圖1係顯示本發明之鑽孔蓋板結構的示意圖。

1．．．鑽孔蓋板結構

11．．．鋁基板

12．．．接著層

13．．．潤滑層

Claims (12)

1. 一種鑽孔蓋板結構，包括：一鋁基板；一設置於該鋁基板上之接著層；以及一設置於該接著層上的潤滑層，其中該潤滑層係為由分子量10000以下之聚乙二醇與分子量10000以上之聚乙二醇所組成之混合物。
2. 如申請專利範圍第1項所述之鑽孔蓋板結構，其中在所述之混合物中，分子量10000以下之聚乙二醇的重量百分比係大於0 wt%、小於8 wt%，而分子量10000以上之聚乙二醇的重量百分比係大於82 wt%、小於100 wt%。
3. 如申請專利範圍第2項所述之鑽孔蓋板結構，其中所述之混合物中更包括有溶劑。
4. 如申請專利範圍第3項所述之鑽孔蓋板結構，其中所述之溶劑為水。
5. 如申請專利範圍第3項所述之鑽孔蓋板結構，其中該潤滑層的厚度為15至21μm、25至31 μm、44至52 μm、34至42 μm或、34至46μm。
6. 如申請專利範圍第2項所述之鑽孔蓋板結構，其中該接著層係為丙烯酸樹脂、聚醋酸乙烯酯與分子量10000以上之聚乙二醇所組成。
7. 如申請專利範圍第6項所述之鑽孔蓋板結構，其中該接著層含有丙烯酸樹脂15至60重量百分比、聚醋酸乙烯酯15至60重量百分比、分子量10000以上之聚乙二醇0.5至5重量百分比。
8. 如申請專利範圍第7項所述之鑽孔蓋板結構，其中該接著層更含有溶劑。
9. 如申請專利範圍第8項所述之鑽孔蓋板結構，其中所述之溶劑為水。
10. 如申請專利範圍第8項所述之鑽孔蓋板結構，其中該接著層的厚度為11μm以上。
11. 一種鑽孔加工方法，其包括以下步驟：在疊層多片的印刷電路用板材上配置如申請專利範圍第1至10中任一項記載之鑽孔蓋板結構，並使用鑽頭在該鑽孔蓋板結構及該些印刷電路用板材上形成通孔。
12. 如申請專利範圍第11項所述之鑽孔加工方法，其中所述之鑽頭的直徑係在0.3公釐以下。