专利名称：一种用于印制电路板微小孔径钻孔的铝基盖板的制备方法
技术领域：
本发明属于化工及专用材料制备技术领域，具体涉及一种用于印制电路板微小孔径钻孔的铝基盖板的制备方法。
背景技术：
印制电路板又称印刷线路板，简称印制板。印制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提供者，被称为“电子产品之母”。通常，印制板在实际应用时，由于走线、结构、过电流等的需要，需要进行钻孔操作。为了保护印制板材以及提高钻孔的孔位精度和孔壁质量，往往需要在印制板钻孔时放上一层盖板材料。一般地，盖板质量的优劣直接影响到印制板钻孔加工质量、成品率、印制板的可靠性及钻头的寿命。目前，电子产品正朝着小型化、轻便化、多功能化方向发展，印制板的集成化程度也越来越高，要求在高密度和多层板材上增加钻孔孔数和减小孔径。这就对钻孔质量的要求越来越高，同时对盖板的品质也提出了更严格的要求。国内使用的大部分盖板为一定厚度的铝箔材料，铝箔虽然在一定程度上能够适应高端的钻孔操作，但是仍然存在着许多不足。首先，对于直径小于0.25mm的钻头来说，铝箔的表面硬度过大，在钻头冲击铝箔的瞬间没有缓冲，使得钻头容易弯曲、打滑，甚至断裂，降低了钻孔的孔位精度。再者，铝箔的散热性能有限，在集成度高的钻孔加工中，由于钻头的高速旋转，产生大量的热量，单靠铝箔的散热性能无法及时将热量导出。近年来，为了进一步提高微小孔径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。但上述润滑树脂层中存在的粘结树脂成份，在钻孔时会造成断钻率较高、孔位精度低、涂层表面发粘等现象。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，提供一种新的用于印制电路板微小孔径钻孔的铝基盖板的制备方法，该方法不仅能降低断钻率、提高孔的定位精度、降低孔壁的粗糙度，还能解决涂层表面发粘、吸潮严重等问题。本发明用于印制电路板微小孔径钻孔的铝基盖板的制备方法，包括如下顺序的步骤:
(1)将34 52重量份的二异氰酸酯、100 600重量份的聚酯二元醇、0.1 0.2重量份的催化剂以及100 500重量份的溶剂在反应器中反应3小时；再加入12 24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63 202重量份的溶齐U，配制成聚氨酯质量百分含量为50%的溶液；
(2)将34 52重量份的二异氰酸酯、150 600重量份的聚乙二醇、0.1 0.2重量份的催化剂以及100 500重量份的溶剂在充满氮气的反应器中反应3小时；再加入12 24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113 202重量份的溶剂，配制成聚氨酯质量百分含量为50%的溶液；(3)将步骤(I)和步骤(2)所得的聚氨酯溶液按照1:1的质量比例在高速搅拌的情况下混合均匀，得到聚氨酯混合溶液；再按照聚氨酯混合溶液总质量分数5 20%的比例加入非离子型表面活性剂，混合均匀后真空脱泡，得到混合溶液；
(4)将步骤(3)所得的混合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0.14mm 0.20mm ;采用干燥箱于80 120°C下干燥铝箔上涂敷的混合溶液，再以2 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，即得到微小孔径钻孔用铝基盖板产品。具体地说，所述二异氰酸酯为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。所述聚酯二元醇为聚己二酸丁二醇酯二醇、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 6000。所述聚乙二醇的数均相对分子质量为1500 6000。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、二甲基乙酰胺中的至少一种。所述扩链剂为短链脂肪族的二元醇，即乙二醇、1，4-丁二醇、己二醇中的至少一种。所述非离子型表面活性剂为山梨醇酐单月桂酸酯、山梨醇酐单硬脂酸酯、山梨醇酐单油酸酯中的至少一种。所述铝箔材料为软质铝箔或半硬质铝合金箔；铝箔的厚度为0.06 0.08mm。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。本发明的湿涂层厚度为0.14mm 0.20mm,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。经实验检测，本发明方法制备的铝基盖板与其它铝基盖板相比，具有如下的优
占-
(I)涂层中物质的兼容性更佳:所使用的两类聚氨酯材料，在非离子表面活性剂的作用下，兼容性大大提高，解决了涂层表面平整度差、易开裂等缺陷。(2)涂层中的两类聚氨酯材料各具有特定功能:使用聚酯二元醇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。(3)涂层对钻头的润滑性能更优异:非离子型表面活性剂含有大量的油性成分，可一定程度提高涂层的润滑性能，且与使用聚醚二醇所制备的聚氨酯材料起到协同润滑钻头的作用。(4)更适应于微小孔径钻孔的要求:铝箔选择厚度较薄的材料，便于微小钻头的通过；同时搭配润滑性能更好的涂层，更能适应于微小孔径钻孔的要求。综上所述，本发明的树脂涂层虽然由两类高分子材料构成，但性能得到了显著提高。本发明所制备的铝基盖板既能提高微小孔径钻孔的定位精度和降低段钻率，还能解决涂层表面发粘、吸潮等问题。
具体实施例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:
(I)称取34千克六亚甲基二异氰酸酯、100千克聚己二酸丁二醇酯二醇(数均分子量为1000),0.1千克月桂酸二丁基锡、100千克二甲基甲酰胺的组分在反应器中反应3小时；再加入12千克的乙二醇以及17千克的六亚甲基二异氰酸酯继续反应3小时，再加入63千克的二甲基甲酰胺，配制成第一种聚氨酯质量百分含量为50%的溶液；(2)称取34千克六亚甲基二异氰酸酯、150千克聚乙二醇(数均分子量为1500)、0.1千克辛酸亚锌、100千克二甲基甲酰胺的组分在反应器中反应3小时；再加入12千克的乙二醇以及17千克的六亚甲基二异氰酸酯继续反应3小时，再加入113千克的二甲基甲酰胺，配制成第二种聚氨酯质量百分含量为50%的溶液；(3)将第一种聚氨酯溶液和第二种聚氨酯溶液按照1:1的质量比例在高速搅拌的情况混合均匀，再加入聚氨酯混合溶液质量分数5%比例的山梨醇酐单月桂酸酯，混合均匀后真空脱泡， 得到混合溶液；(4)将脱泡后的混合溶液通过辊涂的方式涂布于0.06mm厚软质招箔的上表面,控制湿涂层的厚度为0.20mm ;利用干燥箱于120°C下干燥涂敷的混合溶液，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0.16_，其中干涂层厚度为0.10mm。利用直径为0.1lmm钻头进行钻孔试验发现，钻头在打孔3000次后未出现断裂情况，且孔位精度较高(Cpk值>2.4，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:
(I)称取44千克异氟尔酮二异氰酸酯、300千克聚己二酸乙二醇酯二醇(数均分子量为3000),0.14千克辛酸亚锌、300千克二甲基甲酰胺的组分在反应器中反应3小时；再加入18千克的1，4- 丁二醇以及22千克的异氟尔酮二异氰酸酯继续反应3小时，再加入84千克的二甲基甲酰胺，配制成第一种聚氨酯质量百分含量为50%的溶液；(2)称取44千克异氟尔酮二异氰酸酯、450千克聚乙二醇(数均分子量为4500)、0.15千克月桂酸二丁基锡、400千克二甲基乙酰胺的组分在反应器中反应3小时；再加入24千克的己二醇以及22千克的异氟尔酮二异氰酸酯继续反应3小时，再加入140千克的二甲基乙酰胺，配制成第二种聚氨酯质量百分含量为50%的溶液；(3)将第一种聚氨酯溶液和第二种聚氨酯溶液按照质量比为1:1的比例在高速搅拌的情况混合均匀，再加入聚氨酯混合溶液质量分数10%比例的山梨醇酐单硬脂酸酯，混合均匀后真空脱泡，得到混合溶液；(4)将脱泡后的混合溶液通过辊涂的方式涂布于0.07mm厚半硬质铝合金箔的上表面，控制湿涂层的厚度为0.14mm ;利用干燥箱于80°C下干燥涂敷的混合溶液，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0.14mm，其中干涂层厚度为0.07mm。利用直径为0.15mm钻头进行钻孔试验发现，钻头在打孔3000次后未出现断裂情况，且孔位精度较高(Cpk值>2.7 )。实施例3:
(I)称取52千克二环己基甲烷二异氰酸酯、600千克聚己二酸乙二醇酯二醇(数均分子量为6000)、0.20千克辛酸亚锌、500千克二甲基甲酰胺的组分在反应器中反应3小时；再加入24千克己二醇以及26千克的二环己基甲烷二异氰酸酯继续反应3小时，再加入202千克的二甲基甲酰胺，配制成第一种聚氨酯质量百分含量为50%的溶液；(2)称取52千克二环己基甲烷二异氰酸酯、600千克聚乙二醇(数均分子量为6000)、0.2千克月桂酸二丁基锡、500千克二甲基乙酰胺的组分在反应器中反应3小时；再加入24千克乙二醇以及26千克二环己基甲烷二异氰酸酯继续反应3小时，再加入202千克的二甲基甲酰胺，配制成第二种聚氨酯质量百分含量为50%的溶液；(3)将第一种聚氨酯溶液和第二种聚氨酯溶液按照I:1的质量比例在高速搅拌的情况混合均匀，再加入聚氨酯混合溶液质量分数20%的山梨醇酐单油酸酯，混合均匀后真空脱泡，得到混合溶液；(4)将脱泡后的混合溶液通过辊涂的方式涂布于0.08mm厚半硬质铝合金箔的上表面，控制湿涂层的厚度为0.16mm ;利用干燥箱于100°C下干燥涂敷的混合溶液，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0.16_，其中干涂层厚度为0.08mm。利用直径为0.20mm钻头进行钻孔试验发现，钻头在打孔3000次后未出现断裂情况，且孔位精度较高(Cpk值>3.2 )。实施例4:
(I)称取40千克六亚甲基二异氰酸酯、400千克聚己二酸丁二醇酯二醇(数均分子量为2000),0.14千克辛酸亚锌、200千克二甲基乙酰胺的组分在反应器中反应3小时；再加入19千克己二醇以及20千克的六亚甲基二异氰酸酯继续反应3小时，再加入79千克的二甲基乙酰胺，配制成第一种聚氨酯质量百分含量为50%的溶液；(2)称取36千克异佛尔酮二异氰酸酯、400千克聚乙二醇(数均分子量为4000)、0.16千克月桂酸二丁基锡、300千克二甲基甲酰胺的组分在反应器中反应3小时；再加入14千克的1，4- 丁二醇以及20千克异佛尔酮二异氰酸酯继续反应3小时，再加入170千克的二甲基甲酰胺，配制成第二种聚氨酯质量百分含量为50%的溶液；(3)将第一种聚氨酯溶液和第二种聚氨酯溶液按照1:1的质量比例在高速搅拌的情况混合均匀，再加入聚氨酯混合溶液质量分数15%的山梨醇酐单月桂酸酯，混合均匀后真空脱泡，得到混合溶液；(4)将脱泡后的混合溶液通过辊涂的方式涂布于0.06mm厚软质铝箔的上表面，控制湿涂层的厚度为0.18mm ;利用干燥箱于110°C下干燥涂敷的混合溶液，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0.15_，其中干涂层厚度为
0.09mm。利用直径为0.25mm钻头进行钻孔试验发现，钻头在打孔3000次后未出现断裂情况，且孔位精度较高(Cpk值>3.0)。
权利要求
1.一种用于印制电路板微小孔径钻孔的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、100 600重量份的聚酯二元醇、0.1 0.2重量份的催化剂以及100 500重量份的溶剂在反应器中反应3小时；再加入12 24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63 202重量份的溶齐U，配制成聚氨酯质量百分含量为50%的溶液； (2)将34 52重量份的二异氰酸酯、150 600重量份的聚乙二醇、0.1 0.2重量份的催化剂以及100 500重量份的溶剂在充满氮气的反应器中反应3小时；再加入12 24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113 202重量份的溶剂，配制成聚氨酯质量百分含量为50%的溶液； (3)将步骤(I)和步骤(2)所得的聚氨酯溶液按照1:1的质量比例在高速搅拌的情况下混合均匀，得到聚氨酯混合溶液；再按照聚氨酯混合溶液总质量分数5 20%的比例加入非离子型表面活性剂，混合均匀后真空脱泡，得到混合溶液； (4)将步骤(3)所得的混合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0.14mm 0.20mm ;采用干燥箱于80 120°C下干燥铝箔上涂敷的混合溶液，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，即得到微小孔径钻孔用铝基盖板产品。
2.根据权利要求1所述的用于印制电路板微小孔径钻孔的铝基盖板的制备方法，其特征在于:所述二异氰酸酯为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所述的用于印制电路板微小孔径钻孔的铝基盖板的制备方法，其特征在于:所述聚酯二元醇为聚己二酸丁二醇酯二醇、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 6000。
4.根据权利要求1所述的用于印制电路板微小孔径钻孔的铝基盖板的制备方法，其特征在于:所述聚乙二醇的数均相对分子质量为1500 6000。
5.根据权利要求1所述的用于印制电路板微小孔径钻孔的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。
6.根据权利要求1所述的用于印制电路板微小孔径钻孔的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、二甲基乙酰胺中的至少一种。
7.根据权利要求1所述的用于印制电路板微小孔径钻孔的铝基盖板的制备方法，其特征在于:所述扩链剂为短链脂肪族的二元醇，即乙二醇、1，4-丁二醇、己二醇中的至少一种。
8.根据权利要求1所述的用于印制电路板微小孔径钻孔的铝基盖板的制备方法，其特征在于:所述非离子型表面活性剂为山梨醇酐单月桂酸酯、山梨醇酐单硬脂酸酯、山梨醇酐单油酸酯中的至少一种。
9.根据权利要求1所述的用于印制电路板微小孔径钻孔的铝基盖板的制备方法，其特征在于:所述招箔材料为软质招箔或半硬质招合金箔；招箔的厚度为0.06 0.08mm。
全文摘要
本发明公开了一种用于印制电路板微小孔径钻孔的铝基盖板制备方法。本发明是先将二异氰酸酯、聚酯二元醇、催化剂以及溶剂在反应器中反应，再加入扩链剂以及二异氰酸酯继续反应，再加入溶剂，配制成第一种聚氨酯溶液；然后将二异氰酸酯、聚乙二醇、催化剂以及溶剂在充满氮气的反应器中反应；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；将两种聚氨酯溶液在高速搅拌的情况下混合均匀，加入非离子型表面活性剂，混合均匀后真空脱泡得混合溶液；将混合溶液通过辊涂或刮涂的方式涂布于铝箔的上表面，干燥冷却后即得产品。本发明产品能降低断钻率、提高定位精度、降低孔壁粗糙度，解决涂层表面发粘吸潮严重等问题。
文档编号C09D7/12GK103224752SQ20131019441
公开日2013年7月31日 申请日期2013年5月23日 优先权日2013年5月23日
发明者周虎, 郭家旺, 蒋敏, 唐珍, 刘苗, 吴鹏, 王存 申请人:湖南科技大学