專利名稱：一種鉆孔用蓋板的制備方法
技術領域：
本發明屬于專用材料制備技術領域，具體涉及一種主要用于印刷電路板材料鉆孔操作的鉆孔用蓋板的制備方法。
背景技術：
印刷電路板是組裝電子零件用的基板，是在通用基材上按預定設計形成點間連接及印制元件的印制板。印刷電路板在實際應用時，由于布線、拓補結構、過電流等的要求，需要進行鉆孔操作。為了保護印刷電路板的板材，以及提高鉆孔的定位精度，往往需要在印刷電路板鉆孔時，放上一層蓋板材料。目前，國內大部分生產的蓋板為熱固性的酚醛樹脂板，這類蓋板技術成熟，在一定程度上能夠滿足常規的鉆孔要求，是市場上主流的產品。隨著印刷電路板高度致密化的發展及對可靠性要求的不斷提高，這類酚醛樹脂蓋板由于本身結構性能上的特點，已經不能滿足這些高、精、尖類印刷電路板產品的鉆孔需要。近年來，為了進一步提高鉆孔的定位精度和降低孔壁的粗糙度，已經采用在金屬箔的一面或兩面鋪上潤滑樹脂層來制備蓋板產品。上述潤滑樹脂層通常包含聚乙二醇、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、羥甲基纖維素、聚醚酯等多種混合物。然而，這些混合物通常具有一定的不兼容性，從而導致鋁箔表面的潤滑涂層出現魚眼、縮孔等缺陷。為了改善上述缺陷，必須加入大量的表面活性劑才能使多種組分混合均勻，但過多的加入表面活性劑會帶來涂層表面發粘、粘結力下降、潤滑層纏繞鉆頭嚴重、儲存周期短等問題。因此，必須對潤滑涂層的組成進行改進，才能獲得性能更加優越的蓋板產品。
發明內容
本發明的目的在于針對現有技術中存在的上述缺陷，提供一種新的鉆孔用蓋板的制備方法，本發明方法制備的蓋板能提高孔的定位精度，降低孔壁的粗糙度，能解決涂層表面縮孔、魚眼、發粘等問題，其蓋板的潤滑涂層為單一組分的樹脂。本發明方法包括如下順序的步驟
(1)將30 50重量份的二異氰酸酯、100 300重量份的聚酯二元醇或聚醚二元醇 (I )、0. 2 0. 3重量份的催化劑以及50 200重量份的溶劑在反應器中反應2小時；再加入20 30重量份的二異氰酸酯、400 2000重量份的聚醚二元醇(II )、100 600重量份的溶劑在反應器中反應2小時；然后再加入M 30重量份的擴鏈劑以及20 30重量份的二異氰酸酯繼續反應2小時，最后得到粘稠的聚氨酯溶液；
(2)將步驟(1)所得的聚氨酯溶液，在高速攪拌的情況下加入一定質量的去離子水，配制成聚氨酯的質量百分含量為30 50%的分散液，混合均勻后靜置脫泡；
(3)將步驟(2)所得的聚氨酯分散液通過輥涂或刮涂的方式涂布于一定厚度鋁箔的上表面，控制濕涂層的厚度為0. 05mm 0. 40mm ；采用干燥箱于80 110°C下干燥鋁箔上涂敷的聚氨酯分散液，再以3、米/分的線速度將鋁箔通過冷卻箱；待制品冷卻后，根據實際的需求將制品剪裁為合適尺寸，即得到鉆孔用鋁基蓋板產品。更具體地說，所述二異氰酸酯優選為1，6 —己二異氰酸酯、二環己基甲烷二異氰酸酯、異氟爾酮二異氰酸酯以及三甲基六亞甲基二異氰酸酯中的至少一種。所述聚醚二元醇或聚酯二元醇(I )優選為聚丙二醇、聚四氫呋喃醚二醇以及聚己二酸乙二醇酯二醇中的至少一種，其數均相對分子質量為1000 3000 ；所述聚醚二元醇 (II)優選為聚乙二醇，其數均相對分子質量為3000 20000。所述催化劑為辛酸亞錫以及月桂酸二丁基錫中的至少一種。所述溶劑為二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺、二甲基亞砜以及N-甲基吡咯烷酮中的至少一種。所述擴鏈劑優選為短鏈脂肪族的二元醇或者二元胺，即二羥甲基丙酸、二羥基半酯、二氨基苯甲酸以及N-甲基二乙醇胺中的至少一種。所述鋁箔的材料為純鋁類、硬質鋁合金類、半硬質鋁合金類材料，優選為純鋁類材料；鋁箔的厚度為0. 07-0. 20mm，優選為0. 08-0. 15mm。當鋁箔的厚度小于上述最低厚度時， 鉆孔定位精度下降；當厚度大于最高限度時，鉆頭磨損嚴重。所述濕涂層厚度優選為0. IOmm 0.30mm，控制濕涂層的厚度為0. 05mm 0. 40mm。當濕涂層的厚度小于上述最低厚度時，干燥后的涂層起不到潤滑鉆頭的作用；當厚度大于最高限度時，干燥后的涂層對鉆頭具有纏繞作用。本發明方法制備的鋁基蓋板在使用時，是將鋁基蓋板放在印刷電路板表面再鉆孔，鋁基蓋板的金屬表面與印刷電路板材料接觸，用鉆頭從含有潤滑涂層的一面進行鉆孔操作。本發明方法制備的鋁基蓋板與其他鋁基蓋板相比，具有如下的優點
(1)使用單一成分的涂層僅使用一種聚氨酯材料，涂層干燥后不存在兼容性差出現的縮孔、魚眼等缺陷；配制涂層膠液時無須使用表面活性劑成分，可大大降低涂層表面的粘性以及提高儲存周期。(2)單一成分的涂層具有多重作用聚氨酯材料中的聚酯二元醇或聚醚二醇(I ) 在涂層干燥后起到粘結鋁箔、固定鉆頭的作用；聚氨酯材料中的聚醚二醇(II)在鉆孔時起到潤滑鉆頭、降低孔壁粗糙度的作用。本發明的樹脂涂層雖然成分單一，但性能得到顯著提高，本發明所制備的鋁基蓋板既能提高孔的定位精度和降低孔壁的粗糙度，還解決了涂層表面縮孔、魚眼、發粘等問題。
具體實施例方式下面結合具體實驗實例對本發明作進一步詳細的描述，其中，所述原料均為工業化產品，設備為普通工業化的生產設備。實施例1:
稱取30重量份1，6 一二異氰酸酯、100重量份聚丙二元醇(數均分子量為1000)、0. 2重量份辛酸亞錫、50重量份二甲基甲酰胺的組分在反應器中反應2小時；再加入20重量份三甲基六亞甲基二異氰酸酯、400重量份聚乙二醇(數均分子量為4000)、100重量份二甲基甲酰胺的組分在反應器中反應2小時；然后加入M重量份N-甲基二乙醇胺、20重量份1，6 -二異氰酸酯繼續反應2小時，最后得到粘稠的聚氨酯溶液。將所制備的聚氨酯溶液，在高速攪拌的情況下加1831重量份的去離子水，配制成聚氨酯的質量百分含量為30%的分散液， 混合均勻后靜置脫泡。將脫泡后的聚氨酯分散液通過輥涂的方式涂布于0. 07mm厚純鋁箔的上表面，控制濕涂層的厚度為0. 40mm ；利用干燥箱于80°C下干燥涂敷的聚氨酯分散液， 并以3米/分的線速度通過冷卻箱；待樣品冷卻后，按照規格進行剪裁即得到鋁基蓋板產
P
ΡΠ O在本實施例中所得鋁基蓋板表面平整，光滑，總厚度為0. 19mm，其中涂層厚度為 0. 12mm。利用直徑為0. 15mm鉆頭進行鉆孔試驗發現，鉆頭在打孔5000次后未出現斷裂情況，且孔位精度較高((PK值>2. 2，Cpk值是質量水平的一個量數，它的大小反映工序質量水平的高低)。實施例2:
稱取40重量份異氟爾酮二異氰酸酯、200重量份聚四氫呋喃醚二醇(數均分子量為 2000),0. 25重量份辛酸亞錫、100重量份二甲基乙酰胺的組分在反應器中反應2小時；再加入20重量份三甲基六亞甲基二異氰酸酯、1000重量份聚乙二醇(數均分子量為10000)、300 重量份二甲基乙酰胺的組分在反應器中反應2小時；然后加入沈重量份二羥甲基丙酸、24 重量份異氟爾酮二異氰酸酯繼續反應2小時，最后得到粘稠的聚氨酯溶液。將所制備的聚氨酯溶液，在高速攪拌的情況下加觀75重量份的去離子水，配制成聚氨酯的質量百分含量為40%的分散液，混合均勻后靜置脫泡。將脫泡后的聚氨酯分散液通過輥涂的方式涂布于 0. 14mm厚硬質鋁合金類鋁箔的上表面，控制濕涂層的厚度為0. 20mm ；利用干燥箱于95°C下干燥涂敷的聚氨酯分散液，并以5米/分的線速度通過冷卻箱；待樣品冷卻后，按照規格進行剪裁即得到鋁基蓋板產品。在本實施例中所得鋁基蓋板表面平整，光滑，無縮孔，總厚度為0. 22mm，其中涂層厚度為0. OSmm0利用直徑為0. 2mm鉆頭進行鉆孔試驗發現，鉆頭在打孔5000次后未出現斷裂情況，且孔位精度較高(Cpk值>2. 2)。實施例3:
稱取40重量份異氟爾酮二異氰酸酯、200重量份聚四氫呋喃醚二醇(數均分子量為 2000),0. 3重量份月桂酸二丁基錫、150重量份二甲基亞砜的組分在反應器中反應2小時； 再加入25重量份異氟爾酮二異氰酸酯、1500重量份聚乙二醇(數均分子量為15000)、450重量份二甲基亞砜的組分在反應器中反應2小時；然后加入沈重量份二羥基半酯、M重量份異氟爾酮二異氰酸酯繼續反應2小時，最后得到粘稠的聚氨酯溶液。將所制備的聚氨酯溶液，在高速攪拌的情況下加4176重量份的去離子水，配制成聚氨酯的質量百分含量為38% 的分散液，混合均勻后靜置脫泡。將脫泡后的聚氨酯分散液通過輥涂的方式涂布于0. 15mm 厚半硬質鋁合金類鋁箔的上表面，控制濕涂層的厚度為0. 20mm ；利用干燥箱于100°C下干燥涂敷的聚氨酯分散液，并以7米/分的線速度通過冷卻箱；待樣品冷卻后，按照規格進行剪裁即得到鋁基蓋板產品。在本實施例中所得鋁基蓋板表面平整，光滑，無縮孔，總厚度為0. 23mm，其中涂層厚度為0. OSmm0利用直徑為0. 2mm鉆頭進行鉆孔試驗發現，鉆頭在打孔5000次后未出現斷裂情況，且孔位精度較高(Cpk值>2. 3 )。實施例4:稱取50重量份二環己甲烷二異氰酸酯、300重量份聚己二酸乙二醇酯二醇(數均分子量為3000)、0. 3重量份月桂酸二丁基錫、200重量份N-甲基吡咯烷酮的組分在反應器中反應2小時；再加入30重量份二環己甲烷二異氰酸酯、2000重量份聚乙二醇(數均分子量為 20000),600重量份N-甲基吡咯烷酮的組分在反應器中反應2小時；然后加入30重量份二氨基苯甲酸、30重量份二環己甲烷二異氰酸酯繼續反應2小時，最后得到粘稠的聚氨酯溶液。將所制備的聚氨酯溶液，在高速攪拌的情況下加4080重量份的去離子水，配制成聚氨酯的質量百分含量為50%的分散液，混合均勻后靜置脫泡。將脫泡后的聚氨酯分散液通過輥涂的方式涂布于0. 20mm厚純鋁箔的上表面，控制濕涂層的厚度為0. 06mm ；利用干燥箱于 110°C下干燥涂敷的聚氨酯分散液，并以9米/分的線速度通過冷卻箱；待樣品冷卻后，按照規格進行剪裁即得到鋁基蓋板產品。 在本實施例中所得鋁基蓋板表面平整，光滑，無縮孔，總厚度為0. 23mm，其中涂層厚度為0. 03mm。利用直徑為0. 3mm鉆頭進行鉆孔試驗發現，鉆頭在打孔5000次后未出現斷裂情況，且孔位精度較高(CPK值>2. 5 )。
權利要求
1.一種鉆孔用蓋板的制備方法，其特征在于包括如下順序的步驟(1)將30 50重量份的二異氰酸酯、100 300重量份的聚酯二元醇或聚醚二元醇 (I )、0. 2 0. 3重量份的催化劑以及50 200重量份的溶劑在反應器中反應2小時；再加入20 30重量份的二異氰酸酯、400 2000重量份的聚醚二元醇(II )、100 600重量份的溶劑在反應器中反應2小時；然后再加入M 30重量份的擴鏈劑以及20 30重量份的二異氰酸酯繼續反應2小時，最后得到粘稠的聚氨酯溶液；(2)將步驟(1)所得的聚氨酯溶液，在高速攪拌的情況下加入一定質量的去離子水，配制成聚氨酯的質量百分含量為30 50%的分散液，混合均勻后靜置脫泡；(3)將步驟(2)所得的聚氨酯分散液通過輥涂或刮涂的方式涂布于一定厚度鋁箔的上表面，控制濕涂層的厚度為0. 05mm 0. 40mm ；采用干燥箱于80 110°C下干燥鋁箔上涂敷的聚氨酯分散液，再以3、米/分的線速度將鋁箔通過冷卻箱；待制品冷卻后，根據實際的需求將制品剪裁為合適尺寸，即得到鉆孔用鋁基蓋板產品。
2.根據權利要求1所述的鉆孔用蓋板的制備方法，其特征在于所述二異氰酸酯優選為1，6 —己二異氰酸酯、二環己基甲烷二異氰酸酯、異氟爾酮二異氰酸酯以及三甲基六亞甲基二異氰酸酯中的至少一種。
3.根據權利要求1或2所述的鉆孔用蓋板的制備方法，其特征在于所述聚醚二元醇或聚酯二元醇(I )優選為聚丙二醇、聚四氫呋喃醚二醇以及聚己二酸乙二醇酯二醇中的至少一種，其數均相對分子質量為1000 3000 ；所述聚醚二元醇(II)優選為聚乙二醇，其數均相對分子質量為3000 20000。
4.根據權利要求3所述的鉆孔用蓋板的制備方法，其特征在于所述催化劑為辛酸亞錫以及月桂酸二丁基錫中的至少一種。
5.根據權利要求4所述的鉆孔用蓋板的制備方法，其特征在于所述溶劑為二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺、二甲基亞砜以及N-甲基吡咯烷酮中的至少一種。
6.根據權利要求5所述的鉆孔用蓋板的制備方法，其特征在于所述擴鏈劑優選為短鏈脂肪族的二元醇或者二元胺，即二羥甲基丙酸、二羥基半酯、二氨基苯甲酸以及N-甲基二乙醇胺中的至少一種。
7.根據權利要求1或6所述的鉆孔用蓋板的制備方法，其特征在于所述鋁箔的材料為純鋁類、硬質鋁合金類、半硬質鋁合金類材料，優選為純鋁類材料；鋁箔的厚度為 0. 07-0. 20mm，優選為 0. 08-0. 15mm。
8.根據權利要求7所述的鉆孔用蓋板的制備方法，其特征在于所述濕涂層厚度優選為 0. IOmm 0. 30mmo全文摘要
本發明公開了一種主要用于印刷電路板材料鉆孔操作的鉆孔用蓋板的制備方法。本發明將一定質量配比的二異氰酸酯、聚酯二元醇或聚醚二元醇(Ⅰ)、催化劑以及溶劑在反應器中反應2小時；再加入適量的二異氰酸酯、聚醚二元醇(Ⅱ)、溶劑在反應器中反應2小時；然后再加入適量的擴鏈劑以及二異氰酸酯繼續反應2小時，最后得到粘稠的聚氨酯溶液；將聚氨酯溶液在高速攪拌下加入一定質量的去離子水，配制成聚氨酯分散液，混合均勻后靜置脫泡；將聚氨酯分散液通過輥涂或刮涂的方式涂布于一定厚度鋁箔的上表面，干燥、冷卻，即得到鉆孔用鋁基蓋板產品。本發明鋁基蓋板既能提高孔的定位精度和降低孔壁粗糙度，還解決了涂層表面縮孔、魚眼、發粘等問題。
文檔編號C08G18/42GK102501561SQ201110389640
公開日2012年6月20日 申請日期2011年11月30日 優先權日2011年11月30日
發明者周虎, 唐甲林, 楊柳, 秦先志, 羅小陽, 郭家旺 申請人:湖南科技大學