一种PCB钻孔用垫板及其制备方法、胶黏剂与流程

一种pcb钻孔用垫板及其制备方法、胶黏剂
技术领域
1.本发明涉及pcb钻孔技术领域，尤其涉及一种pcb钻孔用垫板及其制备方法、胶黏剂。
技术背景
2.现有技术在制作具有高散热特性的印制电路板(pcb)钻孔用盖板和垫板时通常需要用到胶黏剂，其要求胶黏剂本身具有较好的润滑散热作用，在钻孔中发挥高散热特性，降低钻针温度，从而降低钻针的磨损和减少钻针粘附钻屑，更有利于排屑，以提高pcb钻孔孔壁品质，提升电路板可靠性；同时也要求胶黏剂具有与纸纤维基材较高的粘结能力，使用中不出现脱落。另一方面还要能起到提高防潮作用，降低垫板因吸潮而发生翘曲形变。
3.现有盖板和垫板所用的胶黏剂较多使用水性聚氨酯、水性丙烯酸、水性环氧树脂等作为主体树脂，再加入具有润滑散热的功能材料，如聚氧化乙烯、聚乙二醇等，这些功能性材料本身对基材的附着力基本无附着力，水性聚氨酯、水性丙烯酸、水性环氧树脂等成分存在主要作用在于提高胶膜与基材的结合力。当采用现有胶黏剂制备垫板时，通常采用的加工工艺是先将胶黏剂树脂涂覆面纸，经过高温烘烤，然后叠加纤维板后，压制成型，此工艺较为复杂，且加工成本较高，不环保。将该加工工艺进行改进，先在纤维板上涂胶黏剂树脂，再自动贴上面纸，辊压成型后再以自然晾干的方式制得垫板，该加工工艺快捷方便，生成效率大大提升，且较大幅度降低加工成本，但由于现有胶黏剂的固含量较低且粘结力较差，使得采用该工艺制得的垫板容易出现面纸起皱，以及面纸与木纤维基材结合力较低等问题。
4.因此，现有技术还有待于改进和发展。


技术实现要素：

5.鉴于上述现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种pcb钻孔用垫板及其制备方法、胶黏剂，旨在解决现有垫板散热效果差以及现有垫板易出现面纸起皱导致钻孔质量差的问题。
6.本发明的技术方案如下：
7.一种pcb钻孔用垫板，其中，包括木纤板以及贴合在所述木纤板上下两面的面纸，所述木纤板与所述面纸之间设置有胶黏剂层，所述胶黏剂层为胶黏剂固化后形成的胶层，所述胶黏剂包括脲醛树脂、聚氧化乙烯、聚乙二醇以及酸性物质。
8.所述的pcb钻孔用垫板，其中，所述胶黏剂按重量份计包括80-100份的脲醛树脂、10-40份的聚氧化乙烯、80-120份的聚乙二醇以及1-6份的酸性物质。
9.所述的pcb钻孔用垫板，其中，所述酸性物质为甲酸、硼酸和磷酸中的一种或多种。
10.所述的pcb钻孔用垫板，其中，所述聚氧化乙烯的分子量为1万-10万；和/或，所述聚乙二醇的分子量为2000-50000。
11.所述的pcb钻孔用垫板，其中，所述胶黏剂的固含量高于70％。
12.一种所述pcb钻孔用垫板的制备方法，其中，包括步骤：
13.提供胶黏剂，所述胶黏剂包括脲醛树脂、聚氧化乙烯、聚乙二醇以及酸性物质；
14.在木纤板的上表面涂覆所述胶黏剂，并将一张面纸贴附在所述木纤板的上表面进行辊压处理后备用；
15.在木纤板的下表面涂覆所述胶黏剂，并将另一张面纸贴附在所述木纤板的下表面进行辊压处理，在室温下晾干后，制得所述pcb钻孔用垫板。
16.所述pcb钻孔用垫板的制备方法，其中，所述胶黏剂的制备包括步骤：
17.将聚环氧乙烯溶于脲醛树脂中，搅拌至完全溶解；
18.继续加入聚乙二醇，搅拌至完全溶解；
19.在搅拌条件下加入酸性物质后，静置预定时间，制得所述胶黏剂。
20.所述pcb钻孔用垫板的制备方法，其中，所述脲醛树脂的固含量为50％。
21.一种胶黏剂，其中，包括脲醛树脂、聚氧化乙烯、聚乙二醇以及酸性物质。
22.所述的胶黏剂，其中，所述胶黏剂按重量份计包括80-100份的脲醛树脂、10-40份的聚氧化乙烯、80-120份的聚乙二醇以及1-6份的酸性物质。
23.有益效果：本发明提供一种pcb钻孔用垫板，其包括木纤板以及贴合在所述木纤板上下两面的面纸，所述木纤板与所述面纸之间设置有胶黏剂层，所述胶黏剂层为胶黏剂固化后形成的胶层，所述胶黏剂包括脲醛树脂、聚氧化乙烯、聚乙二醇以及酸性物质。在本发明中，将所述胶黏剂用于制备垫板时，所述胶黏剂不仅能够保证面纸与木纤板的结合力，还能够充分发挥功能材料聚氧化乙烯和聚乙二醇的整体散热润滑效果。也就是说，本发明提供的垫板用于pcb钻孔时，所述垫板可有效降低降低钻针温度，从而起到降低钻头磨损和减少钻针粘附钻屑作用，孔壁品质改善明显。
附图说明
24.图1为本发明一种pcb钻孔用垫板的结构示意图。
25.图2为本发明一种pcb钻孔用垫板的制备方法流程图。
具体实施方式
26.本发明提供了一种pcb钻孔用垫板及其制备方法、胶黏剂，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用以解释本发明，并不用于限定本发明。
27.本发明提供了一种胶黏剂，其包括脲醛树脂、聚氧化乙烯、聚乙二醇以及酸性物质。
28.本发明胶黏剂以脲醛树脂作为主体树脂，所述脲醛树脂自身的粘度非常低，但在酸性环境下，所述脲醛树脂分子链之间在干燥过程中会快速发生脱水缩合反应，交联成三维网状结构，形成较好的粘结力。并且本发明胶黏剂中还加入了具有润滑散热功能的聚氧化乙烯和聚乙二醇作为功能型树脂，所述聚氧化乙烯和聚乙二醇都是具有合适低熔点(50℃-70℃)及较高热转变热焓(160j/g以上)的高散热型功能材料，本发明将这两种高散热型功能材料加入胶黏剂中可使得胶黏剂体系具有更高的散热推动力。因此，本发明提供的胶黏剂在保证与基材具有较佳的粘结力的前提下，还提升了其整体润滑散热效果。在本发明
中，所述聚乙二醇本身带有较多氢离子，其在一定程度上也能够与脲醛树脂发生脱水缩合反应以提升胶黏剂的初粘性，也就是说，本发明中所述聚乙二醇除了作为高散热型功能材料之外，还能够在一定程度上提升胶黏剂的粘结性能。
29.具体来讲，本发明中所述脲醛树脂的固含量为50％，所述脲醛树脂是由尿素和甲醛反应得到的初期产物，所述初期产物在固化前是一种预聚体的状态，即所述甲醛结合在尿素的亚氨基上形成含有羟甲基的中间产物，r-nh2 hcho—r-nhch2oh。所述脲醛树脂的固化是通过添加固化剂来实现的，固化剂是一种能够将单体或低聚物转变成高聚物或网状交联聚合物的物质，固化是缩聚反应的继续，是脲醛树脂获得粘结强度的关键过程。脲醛树脂在固化过程当中，体系的ph值越低，分子量增长越迅速，固化速度越快，即缩聚脱水反应的速度与体系中氢离子的浓度密切相关。因此，本发明通过在脲醛树脂中加入酸性物质作为固化剂，来提升脲醛树脂的粘结性能。在本实施例中，所述脲醛树脂的缩合可以是以下两种方式的结合或其中一种，第一种是：所述两个中间产物的羟甲基之间可相互连接放出水分，从而生成醚的结构。第二种是：所述中间产物的羟甲基还可与另一个中间产物的氨基相结合，放出水分，从而生成亚甲基联结的产物。
30.进一步地，本发明提供的胶黏剂不需要额外添加水，因此可以形成固含量高于70％可流动性液体。
31.在一些实施方式中，所述酸性物质为甲酸、硼酸和磷酸中的一种或多种，但不限于此。
32.在一些实施方式中，所述聚氧化乙烯的分子量1万-10万。在本实施限定的聚氧化乙烯分子量中，所述聚氧化乙烯的分子量越低，其熔点也越低，散热推动力则越强。
33.在一些实施方式中，所述聚乙二醇的分子量为2000-50000。同样，在本实施例限定的聚乙二醇分子量中，所述聚乙二醇的分子量越低，其熔点也越低，散热推动力则越强。
34.在一些实施方式中，所述胶黏剂按重量份计包括80-100份的脲醛树脂、10-40份的聚氧化乙烯、80-120份的聚乙二醇以及1-6份的酸性物质。在本实施例中，若脲醛树脂占比太低，则结合力不能满足要求；若脲醛树脂占比太高，则会影响胶黏剂的散热效果。在本实施例中，若聚氧化乙烯占比太低，则会影响胶黏剂的散热效果；若聚氧化乙烯占比太高，则脲胶树脂对其溶解困难，体系黏度太高不便于涂覆。在本实施例中，若聚乙二醇占比太低，会影响胶黏剂的散热效果；若聚乙二醇占比太高，则结合力不能满足要求。在本实施例中，所述酸性物质占比太低或太高，均无法达到快速交联效果。
35.基于所述胶黏剂，本发明还提供一种pcb钻孔用垫板，如图1所示，其包括木纤板10以及贴合在所述木纤板10上下两面的面纸20，所述木纤板10与所述面纸20之间设置有胶黏剂层30，所述胶黏剂层30为胶黏剂固化后形成的胶层，所述胶黏剂包括脲醛树脂、聚氧化乙烯、聚乙二醇以及酸性物质。
36.本实施例中的胶黏剂层是由胶黏剂固化后形成的胶层，所述胶黏剂以脲醛树脂作为主体树脂并添加有酸性物质，在酸性环境下，所述脲醛树脂分子链之间在干燥过程中会快速发生脱水缩合反应，交联成三维网状结构，从而使胶黏剂固化后具有较佳的粘结特性，进而可以将面纸牢牢地粘附在所述木纤板上；并且本实施例中胶黏剂还加入了具有润滑散热功能的聚氧化乙烯和聚乙二醇作为功能型树脂，所述聚氧化乙烯和聚乙二醇都是具有合适低熔点(50℃-70℃)及较高热转变热焓(160j/g以上)的高散热型功能材料，本发明将这
两种高散热型功能材料加入胶黏剂中可使得胶黏剂体系具有更高的散热推动力。因此，将所述胶黏剂用于制备垫板时，所述胶黏剂不仅能够保证面纸与木纤板的结合力，还能够充分发挥功能材料聚氧化乙烯和聚乙二醇的整体散热润滑效果。也就是说，本发明提供的垫板用于pcb钻孔时，所述垫板可有效降低降低钻针温度，从而起到降低钻头磨损和减少钻针粘附钻屑作用，孔壁品质改善明显。
37.进一步地，所述胶黏剂固化后的体系中含有大量醚键，其会在有水的情况下自动发生水解。因此，在将所述垫板用于pcb钻孔时，粘附于孔壁的微量胶黏剂在对孔壁进行沉铜、电镀等湿制过程中容易水解去除，从而提升钻孔效率。
38.更进一步地，由于本发明提供的胶黏剂不需要额外添加水，所述胶黏剂为固含量高于70％可流动性液体。因此，本发明制备的垫板不会出现面纸起皱的问题，可提升pcb钻孔质量。
39.在本实施例中，所述酸性物质为甲酸、硼酸和磷酸中的一种或多种，但不限于此。所述聚氧化乙烯的分子量1万-10万，但不限于此。所述聚乙二醇的分子量为2000-50000，但不限于此。所述纸张为离型纸、钛白纸、牛皮纸、平衡纸、漂白木浆纸中的一种或多种，但不限于此。
40.在一些实施方式中，还提供一种垫板，其包括木纤板以及贴合在所述木纤板上下两面的面纸，所述木纤板与所述面纸之间设置有胶黏剂层，所述胶黏剂层为胶黏剂固化后形成的胶层，所述胶黏剂按重量份计包括80-100份的脲醛树脂、10-40份的聚氧化乙烯、80-120份的聚乙二醇以及1-6份的酸性物质。
41.在一些实施方式中，还提供一种pcb钻孔用垫板的制备方法，如图2所示，其包括步骤：
42.s10、将聚环氧乙烯溶于脲醛树脂中，搅拌至完全溶解；
43.s20、继续加入聚乙二醇，搅拌至完全溶解；
44.s30、在搅拌条件下加入酸性物质后，静置预定时间，制得胶黏剂；
45.s40、在木纤板的上表面涂覆所述胶黏剂，并将一张面纸贴附在所述木纤板的上表面进行辊压处理后备用；
46.s50、在木纤板的下表面涂覆所述胶黏剂，并将另一张面纸贴附在所述木纤板的下表面进行辊压处理，在室温下晾干后，制得所述pcb钻孔用垫板。
47.本实施例在制备胶黏剂过程中未添加水，可制得固含量高于70％的可流动胶黏剂；将所述胶黏剂涂覆在木纤板上下两面，贴上面纸再辊压，自然晾干后即可制得所述pcb钻孔用垫板。由于本实施采用的胶黏剂固含量较高、且粘度较高，因此在贴纸后进行辊压时，胶液不会被挤压出来，可满足涂覆胶量大于30g/m2的要求，达到较好的散热效果。在本实施例制备垫板的过程中，所述木纤板和面纸均会吸收水分，使胶黏剂的固含量逐步提升，并进一步促进脲醛树脂分子链之间的相互交联，使木纤板和面纸形成较好的结合力。
48.在本发明之前，现有工艺在制备垫板时通常是采用涂胶设备将胶黏剂树脂涂覆面纸，经过高温烘烤形成半固化片；然后叠加纤维板后，压制成型。此工艺较为复杂，存在voc排放，还需要压机压制，加工成本较高。这种工艺制备的垫板成本约为25元/张，效率约为2min/张。
49.而本发明基于胶黏剂配方的改进，对垫板的加工工艺也进行改进，先直接在木纤
板上涂胶黏剂树脂，再自动贴上面纸，辊压成型后以自然晾干的方式形成垫板。本发明提供的pcb钻孔用垫板的制备方法不需要制备半固化片，不存在voc排放，不需要压机压制。本发明方法快捷方便，生成效率大大提升，且较大幅度降低加工成本，且该工艺不会出现面纸起皱，面纸结合力较低的问题。其生产成本约为8元/张，生产效率约为1min/张。
50.并且本发明的胶黏剂在常温下就可发生固化，不需要通过高温固化，可以避免脲醛树脂发生翘曲的问题。
51.本发明提供的pcb钻孔用垫板的制备方法适合连续性生产，随放置时间越长，胶黏剂的结合力会越高，满足润滑垫板快捷生产、低成本化、高散热的要求。
52.下面通过具体实施例对本发明做进一步的解释说明：
53.实施例1
54.1、胶黏剂的制备：
55.将20g聚环氧乙烯溶于100g固体含量为50％的脲醛树脂中，搅拌至完全溶解；
56.继续加入100g的聚乙二醇，搅拌至完全溶解；
57.在搅拌条件下加入1g甲酸后，静置1h，制得粘度为60000-70000mpa
·
s，固含量为77％的胶黏剂。
58.2、垫板的制备：
59.在木纤板的上表面涂覆所述胶黏剂，覆胶量为40g/m2；
60.在所述木纤板的上表面贴附一张面纸并进行辊压处理后，备用；
61.在所述木纤板的下表面涂覆胶黏剂，覆胶量为40g/m2，并在所述木纤板的下表面贴附另一张面纸并进行辊压处理，在自然条件下晾干2h，制得所述pcb钻孔用垫板。
62.对本实施例制备的垫板进行抗剥离测试，测得其抗剥离强度3.2n/cm。并且经观测，所述垫板表观无起皱。
63.实施例2
64.1、胶黏剂的制备：
65.将10g聚环氧乙烯溶于80g固体含量为50％的脲醛树脂中，搅拌至完全溶解；
66.继续加入120g的聚乙二醇，搅拌至完全溶解；
67.在搅拌条件下加入1g甲酸后，静置2h，制得粘度为70000-75000mpa
·
s，固含量为81％的胶黏剂。
68.2、垫板的制备：
69.在木纤板的上表面涂覆所述胶黏剂，覆胶量为40g/m2；
70.在所述木纤板的上表面贴附一张面纸并进行辊压处理后，备用；
71.在所述木纤板的下表面涂覆胶黏剂，覆胶量为40g/m2，并在所述木纤板的下表面贴附另一张面纸并进行辊压处理，在自然条件下晾干2h，制得所述pcb钻孔用垫板。
72.对本实施例制备的垫板进行抗剥离测试，测得其抗剥离强度2.1n/cm。并且经观测，所述垫板表观无起皱。
73.实施例3
74.1、胶黏剂的制备：
75.将40g聚环氧乙烯溶于100g固体含量为50％的脲醛树脂中，搅拌至完全溶解；
76.继续加入80g的聚乙二醇，搅拌至完全溶解；
77.在搅拌条件下加入1g甲酸后，静置2h，制得粘度为85000-90000mpa
·
s，固含量为77％的胶黏剂。
78.2、垫板的制备：
79.在木纤板的上表面涂覆所述胶黏剂，覆胶量为40g/m2；
80.在所述木纤板的上表面贴附一张面纸并进行辊压处理后，备用；
81.在所述木纤板的下表面涂覆胶黏剂，覆胶量为40g/m2，并在所述木纤板的下表面贴附另一张面纸并进行辊压处理，在自然条件下晾干2h，制得所述pcb钻孔用垫板。
82.对本实施例制备的垫板进行抗剥离测试，测得其抗剥离强度8.1n/cm。并且经观测，所述垫板表观无起皱。
83.实施例4
84.1、胶黏剂的制备：
85.将40g聚环氧乙烯溶于80g固体含量为50％的脲醛树脂中，搅拌至完全溶解；
86.继续加入120g的聚乙二醇，搅拌至完全溶解；
87.在搅拌条件下加入1g甲酸后，静置2h，制得粘度为100000-110000mpa
·
s，固含量为83％的胶黏剂。
88.2、垫板的制备：
89.在木纤板的上表面涂覆所述胶黏剂，覆胶量为40g/m2；
90.在所述木纤板的上表面贴附一张面纸并进行辊压处理后，备用；
91.在所述木纤板的下表面涂覆胶黏剂，覆胶量为40g/m2，并在所述木纤板的下表面贴附另一张面纸并进行辊压处理，在自然条件下晾干2h，制得所述pcb钻孔用垫板。
92.对本实施例制备的垫板进行抗剥离测试，测得其抗剥离强度8.5n/cm。并且经观测，所述垫板表观无起皱。
93.实施例5
94.1、胶黏剂的制备：
95.将10g聚环氧乙烯溶于80g固体含量为50％的脲醛树脂中，搅拌至完全溶解；
96.继续加入120g的聚乙二醇，搅拌至完全溶解；
97.在搅拌条件下加入3g甲酸后，静置2h，制得粘度为70000-75000mpa
·
s，固含量为81％的胶黏剂。
98.2、垫板的制备：
99.在木纤板的上表面涂覆所述胶黏剂，覆胶量为40g/m2；
100.在所述木纤板的上表面贴附一张面纸并进行辊压处理后，备用；
101.在所述木纤板的下表面涂覆胶黏剂，覆胶量为40g/m2，并在所述木纤板的下表面贴附另一张面纸并进行辊压处理，在自然条件下晾干2h，制得所述pcb钻孔用垫板。
102.对本实施例制备的垫板进行抗剥离测试，测得其抗剥离强度3.8n/cm。并且经观测，所述垫板表观无起皱。
103.实施例6
104.1、胶黏剂的制备：
105.将20g聚环氧乙烯溶于100g固体含量为50％的脲醛树脂中，搅拌至完全溶解；
106.继续加入100g的聚乙二醇，搅拌至完全溶解；
107.在搅拌条件下加入5g甲酸后，静置2h，制得粘度为60000-70000mpa
·
s，固含量为77％的胶黏剂。
108.2、垫板的制备：
109.在木纤板的上表面涂覆所述胶黏剂，覆胶量为40g/m2；
110.在所述木纤板的上表面贴附一张面纸并进行辊压处理后，备用；
111.在所述木纤板的下表面涂覆胶黏剂，覆胶量为40g/m2，并在所述木纤板的下表面贴附另一张面纸并进行辊压处理，在自然条件下晾干2h，制得所述pcb钻孔用垫板。
112.对本实施例制备的垫板进行抗剥离测试，测得其抗剥离强度4.2n/cm。并且经观测，所述垫板表观无起皱。
113.使用实施例1-6制备的垫板和普通铝片相互搭配，按以下钻孔方案测试钻温，并将钻完孔的pcb板做电镀处理，测试孔壁品质，对比孔粗和灯芯，其中钻孔设备和材料以及参数设置如表1所示：
114.表1
[0115][0116]
钻孔方案及钻孔测试结果如表2所示：
[0117]
表2
[0118]
盖板种类垫板种类钻温孔壁粗糙度孔壁灯芯普通铝箔酚醛垫板171℃27μm153um普通铝片实施例1垫板103℃14um89um普通铝片实施例2垫板105℃16μm105um普通铝片实施例3垫板105℃17μm98um普通铝片实施例4垫板85℃11μm86um普通铝片实施例5垫板112℃18um105um
[0119]
以从表2测试结果可以看出，孔壁品质(孔粗、灯芯)与钻温有较强关联性，钻温越低，孔壁孔粗和灯芯越小。使用该本发明实施例中的胶黏剂制作的盖垫板具有较好的散热特性，在钻孔过程能够更好的起到降低钻针温度效果，从而降低钻针的磨损和减少钻针粘附钻屑，更有利于排屑，从而提高pcb钻孔孔壁品质(降低孔粗和灯芯)，提升电路板的可靠
性。
[0120]
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。