TW201402804A

TW201402804A - 鑽孔用潤滑蓋板及其製造方法

Info

Publication number: TW201402804A
Application number: TW101125105A
Authority: TW
Inventors: Chiu-Feng Chen
Original assignee: Scope Engineering & Trading Co Ltd
Priority date: 2012-07-12
Filing date: 2012-07-12
Publication date: 2014-01-16
Also published as: JP2014019157A

Abstract

本發明係關於一種鑽孔用潤滑蓋板，其係由金屬片與在該金屬片之至少一表面上所形成之潤滑片所構成，其特徵在於該潤滑片係包含：(A)潤滑劑；(B)水溶性樹脂；(C)填充劑；以及(D)奈米粉。藉由將奈米粉及填充劑均勻混摻在潤滑劑與水溶性樹脂中，可提高該潤滑片成膜時之均勻性及厚度，進而有效提高鑽孔之位置精確度。

Description

鑽孔用潤滑蓋板及其製造方法

本發明係有關一種鑽孔用潤滑蓋板及其製造方法。詳言之，本發明係有關一種可改善鑽孔位置精確度之鑽孔用潤滑蓋板及其製造方法。

隨著電子產品朝高密度化與小型化演進，對於電子產品中所使用印刷電路板之要求亦日趨嚴苛。例如，在印刷電路板中經常需要有數十萬個孔洞，因此最小通孔直徑往往會降至0.05 mm左右，且對於鑽孔位置精確度以及通孔壁面粗糙度之要求亦越來越嚴格。

另外，為了有效率地在印刷電路板中鑽出數十萬個孔洞，高速旋轉之鑽頭必須快速地進行鑽入、退出等循環，導致鑽頭極易耗損、斷裂，同時在快速機械鑽孔過程中產生的熱會累積在鑽頭上，造成鑽頭及印刷電路板之溫度上升，而有可能損害已存在於電路板中之電子元件。因此必須提供鑽頭有效之潤滑及冷卻，以防止電路板溫度上升，並提升鑽孔之品質及延長鑽頭之使用壽命。

已知在鑽孔用之鋁蓋板上塗佈一潤滑劑層，可以提供鑽頭所需之潤滑及冷卻作用。台灣專利公開案第200938025號揭示一種鑽孔用潤滑蓋板，係先在鋁蓋板上塗佈一層熱固性樹脂組成物薄膜，再進一步於熱固性樹脂組成物薄膜上塗佈多層水性潤滑劑。但是，由於水性潤滑劑之黏度低，會造成塗佈均勻性差，而必須重複塗佈多次以達成所需之均勻度及厚度(至少50μm)，因而製造成本會變得相當高。

台灣專利公開案第200938039號揭示一種在鋁蓋板上塗佈一層由聚環氧乙烷與聚乙二醇所構成的樹脂組成物之鑽孔用潤滑蓋板。藉由調整聚環氧乙烷與聚乙二醇之比例，雖然可以解決膜厚均勻性之問題，但是由聚環氧乙烷與聚乙二醇所構成的樹脂組成物不易於鑽孔後之熱水浴中去除，而殘留在通孔中之非導電性樹脂組成物，易造成後續電鍍時無法於通孔中形成連續的導體，進而造成印刷電路板之良率不佳。

換言之，習知的鑽孔用潤滑蓋板受限於潤滑劑之塗佈性，無法在單次塗佈中達到所需的厚度及均勻性，而調整樹脂組成物之塗佈性卻又會造成不易去除之問題，因此需要有一種改良之鑽孔用潤滑蓋板，能夠克服前述難題，以期達到較佳的膜厚均勻性、較快速的製造程序、較低的製造成本、以及較高的良率。

為解決前述及習知技術的問題，本發明之目的係提供一種鑽孔用潤滑蓋板，其藉由在樹脂組成物中添加奈米粉及填充劑來調整塗佈性及水洗去除性，以達到較佳的膜厚均勻性、較快速的製造程序、較低的製造成本、較佳的鑽孔位置精確度以及較小的孔壁粗糙度。

本發明所提供之一種鑽孔用潤滑蓋板，其係由金屬片與在該金屬片之至少一表面上所形成之潤滑片所構成，其特徵在於該潤滑片係包含：(A)潤滑劑；(B)水溶性樹脂；(C)填充劑；以及(D)奈米粉。

在本發明一實施形態中，以該潤滑片之總重為100重量%基準計，該潤滑劑(A)之含量為10至60重量%，較佳為20至50重量%；該水溶性樹脂(B)之含量為1至50重量%，較佳為5至20重量%；該填充劑(C)含量為1至60重量%；且該奈米粉(D)之含量為0.1至10重量%，較佳為0.5至6重量%，最佳為1至3重量%。

在本發明一實施形態中，該潤滑劑(A)較佳係選自聚乙二醇、聚丙二醇、聚氧乙烯的單醚、聚氧乙烯的酯、聚氧乙烯山梨糖醇單硬脂酸酯、聚丙三醇單硬脂酸酯、聚氧乙烯-丙烯共聚物或其衍生物、滑石粉、碳酸鈣或其混合物。

在本發明一實施形態中，該水溶性樹脂(B)較佳係選自聚環氧乙烷、聚環氧丙烷、聚丙烯酸鈉、聚丙烯醯胺、聚乙烯吡咯烷酮、羧甲基纖維素、聚四亞甲基乙二醇或聚醚酯、或其混合物。

在本發明一實施形態中，該奈米粉(C)較佳係選自二氧化矽、氫氧化鋁或其混合物。

在本發明一實施形態中，該奈米粉(C)之粒徑係為1至30 nm，較佳為1至20 nm。

在本發明一實施形態中，該填充劑(D)較佳係選自滑石粉、碳酸鈣、鈦白粉、硫酸鋇、酸性白土、二硫化鉬、石墨或其混合物。

在本發明一實施形態中，該填充劑(D)之粒徑係0.5~20μm。

在本發明一實施形態中，該潤滑片之厚度係為1至100μm，較佳為20至80μm，最佳為50至80μm。

本發明進一步提供一種鑽孔用潤滑蓋板之製造方法，其係包含下列步驟：(a)製備一樹脂組成物，其係包含：(A)潤滑劑、(B)水溶性樹脂、(C)填充劑、及(D)奈米粉；及(b)將該樹脂組成物塗佈於一金屬片之至少一表面上，緊接者乾燥及固化之，以獲得具有由(A)潤滑劑、(B)水溶性樹脂、(C)填充劑、(D)奈米粉所構成之潤滑片的鑽孔用潤滑蓋板。

在本發明一實施形態中，樹脂組成物所含之溶劑係為水或本發明所屬技術領域中具有通常知識者熟知之醇類，較佳為異丙醇或丙二醇甲醚。

雖然將以數個較佳實施例來闡述本發明，但本領域中具有通常技藝者所瞭解的其他實施例(包含並未提供此文中所提及之所有優點及特徵的實施例)亦落在本發明的範疇中。因此，本發明之範疇係僅參考隨附之申請專利範圍及其均等範圍所定義。

此外，應理解到本發明之鑽孔用潤滑蓋板中作為基板使用之金屬片，可使用任何適合替代物，例如，可使用鋁箔、樹脂基板等。此外，依需要而定，本發明之樹脂組成物中，亦可選擇性地含有各種添加劑，例如著色劑、染料、有機或無機填料、有機溶劑等。

另外，本發明之樹脂組成物可藉由滾輪、Mayer棒塗佈、凹版塗佈、逆輥塗佈、擠製模具塗佈、輪上刮刀塗佈、以及滾壓塗佈中的任一種塗佈方法，而被層合在該金屬片之一個或二個表面上。另外，樹脂組成物也可以在捏合機中捏合，然後通過加熱輥，製成樹脂組成物薄片，再於層壓機中層合在該金屬片之一個或二個表面上。此等替代物、添加物或均等變化對於熟習此技藝者來說是顯而易見的。

本發明之目的、功能、特徵、和優點能因下文中本發明的較佳之實施例，配合所附圖式，而得到進一步的了解。

請參考圖1，為本發明鑽孔用潤滑蓋板10被設置於層壓板20上進行鑽孔時的剖面示意圖。本發明之鑽孔用潤滑蓋板10係由金屬片14與形成在金屬片14之至少一表面上之潤滑片12所構成，鑽孔用潤滑蓋板10 被設置於層壓板20上，層壓板20之下方受到墊板30之支撐。鑽頭40向下鑽動時，會依序貫穿潤滑片12、金屬片14、層壓板20，到達所需之深度後，鑽頭則會朝反方向旋轉退出孔洞。

進一步說明本發明鑽孔用潤滑蓋板之製造方法。

本發明樹脂組成物I之製備

將21重量%之聚環氧乙烷與21重量%之滑石粉於高速攪拌機混合，然後將1.7重量%之二氧化矽奈米粉(粒徑：20nm以下)加入該混合物中並高速攪拌之。在55℃溫度下將24重量%之聚乙二醇熔解成液態狀，再加入至上述混合物中並高速攪拌之。最後，將丙二醇甲醚加入使該混合物為100重量%以製得一樹脂組成物。

本發明樹脂組成物II之製備

改變二氧化矽奈米粉之添加比例為3重量%，除此以外，與前述實施例1以同樣方法進行，以製備樹脂組成物II。

本發明樹脂組成物III之製備

改變二氧化矽奈米粉之添加比例為5重量%，除此以外，與前述實施例1以同樣方法進行，以製備樹脂組成物III。

對照樹脂組成物IV之製備

不添加二氧化矽奈米粉，除此以外，與前述實施例1以同樣方法進行，以製造對照樹脂組成物IV。

實施例1

在使用上述該樹脂組成物I至IV前，以樹脂阻成物：硬化劑=10：1的重量比例分別加入硬化劑並使其均勻混合。將所製成之樹脂組成物塗佈於鋁板(厚度：70 μm)之至少一表面上，接著於約150℃乾燥、固化該等樹脂組成物約2分鐘，以形成鑽孔用潤滑蓋板。以厚度量測設備量測潤滑片得到膜厚約為70 μm。

依上述方式製得之鑽孔用潤滑蓋板進一步被設置於預進行鑽孔之層壓板上，層壓板之下方另外藉由墊板支撐。鑽頭向下鑽動時，會依序貫穿潤滑片、金屬片、層壓板，到達所需之深度後，鑽頭則會朝反方向旋轉退出孔洞。將鑽孔後之層壓板置於熱水浴中去除表面之潤滑片與孔洞中殘留之樹脂材料等，烘乾之後，觀察水洗後孔洞中樹脂材料、或碎屑等之殘留狀況，其結果記錄於下表1中。

由表1之結果可知，本發明之鑽孔用潤滑蓋板，當應用到層壓板上作為鑽孔用之潤滑蓋板使用時，可以發揮優異的潤滑及冷卻效果，有效提高鑽孔之位置精確度，並減少鑽孔所產生之碎屑，以達到較佳的膜厚均勻性、較快速的製造程序、較低的製造成本、較佳的鑽孔位置精確度以及較小的孔壁粗糙度。

實施例2

將本發明樹脂組成物I與硬化劑以10：1的重量比例均勻混合，接著將所製成之樹脂組成物分別塗佈於兩個鋁板之至少一表面上，接著使其中之一者以表2所示之溫度變化及樣品輸送速度乾燥固化處理該等樹脂組成物，以製得鑽孔用潤滑蓋板樣品a及b(膠面密著皆為5B)。

將鑽孔用潤滑蓋板樣品A及B以及對照樣品C(購自三菱瓦斯化學公司，型號LE 800)分別設置於預進行鑽孔之層壓板(疊片數：BT-NX-t0.1mm×6PNL)上，層壓板之下方另外藉由墊板(即尿素板)支撐，以製得測試樣本A、B及C(對照組)。將測試樣本A、B及C根據下列條件使用鑽孔機進行鑽孔測試試驗：

‧鑽針：0.1mm

‧轉速：300.Krpm

‧進刀速：2.4 m/min

‧回刀速：50.0 m/min

‧孔限：6000 hits

當鑽頭向下鑽動時，會依序貫穿潤滑片、金屬片、層壓板，到達所需之深度後，鑽頭則會朝反方向旋轉退出孔洞。

將鑽孔後之層壓板置於熱水浴中去除表面之潤滑片與孔洞中殘留之樹脂材料等，並烘乾之。

由圖2之鑽孔測試照片可知具有根據本發明之測試樣品B經過鑽孔程序後，所產生之孔洞並無堵塞情形發生。此外，由圖3之鑽孔測試靶圖可清楚得知經過3回合且每回合3000次鑽孔後，不論是根據本發明之樣品A或是B所測得之鑽孔準確度皆相較於對照樣品C來的高。另外，由表3亦可知根據本發明之樣品A或是B所測得之cpk值皆相較於對照樣品C來的高。因此，根據本發明之潤滑片相較於已知潤滑片如對照樣品C具有優越的鑽孔性能。

由於本發明之鑽孔用潤滑蓋板的潤滑片中含有可提供潤滑、保護功能之填充劑及奈米粉，因此可增加對鑽頭的保護以提升鑽頭的使用壽命，又，由於填充劑及奈米粉的存在，鑽頭在進行鑽孔作業時，由於摩擦減少，因此可鑽出真圓度更佳的孔洞，且本發明之潤滑片極易去除，不會造成殘留而導致後續電鍍作業的阻礙，且潤滑片之膜厚均勻，能提供均勻之良好鑽孔潤滑效果。

雖然本發明已利用上述之較佳之實例詳細揭示，然其並非用以限定本發明，凡熟習此一創作者，在不脫離本發明之精神和範圍內，可作為各種更動及修改，因此本發明之保護範圍當視作後附之申請專利範圍所界定者為準。

10‧‧‧蓋板

12‧‧‧潤滑片

14‧‧‧金屬片

20‧‧‧層壓板

30‧‧‧墊板

40‧‧‧鑽頭

DY、-DY‧‧‧鑽孔位置之Y軸方向

DX、-DX‧‧‧鑽孔位置之X軸方向

圖1為本發明鑽孔用潤滑蓋板被設置於層壓板上進行鑽孔時的剖面示意圖。

圖2為鑽孔測試照片。

圖3(a)根據本發明樣品A之鑽孔測試靶圖。

圖3(b)根據本發明樣品B之鑽孔測試靶圖。

圖3(c)對照樣品C之鑽孔測試靶圖。