CN103079781A - 钻孔用盖板 - Google Patents

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Abstract

提供一种钻孔用盖板：所述钻孔用盖板在金属支承箔的至少一侧上形成作为0.02-0.3mm厚的可结晶的水溶性树脂组合物的层；所述钻孔用盖板具有优异的孔位置精度；由不粘附于钻针的树脂形成；并保护钻针不损坏。所述水溶性树脂组合物的晶粒具有5-70μm的平均粒径和25μm以下的标准偏差。由所述水溶性树脂组合物形成的层的钻针进入面具有8μm以下的表面粗糙度(Sm)。在将所述水溶性树脂组合物的热熔物直接施涂于所述金属支承箔后或者在将包含所述水溶性树脂组合物的溶液施涂于所述金属支承箔并干燥后，通过在60秒内以1.5℃/s以上的冷却速度从120-160℃冷却至25-40℃来形成前述层。

Description

钻孔用盖板
技术领域
本发明涉及在覆铜层压体或多层板上钻孔时使用的钻孔用盖板(entry sheet for driling)。
背景技术
作为用于印刷线路板材料的覆铜层压体或多层板钻孔的方法，通常采用叠置一个或多个覆铜层压体或多层板，在其顶上设置如铝的金属支承箔单体或具有形成于金属支承箔表面上的树脂组合物层的片材(下文中，该片材通常称为"钻孔用盖板")作为盖板和支承板并钻孔的方法。
近年来，对作为印刷线路板材料的覆铜层压体或多层板的需求为致密化、生产性改进和成本减少，并且要求具有改进的孔位置精度的高质量钻孔。为了应对这些需求，例如专利文献1：JP-H04-92494A提出了使用水溶性树脂如聚乙二醇的片材的钻孔方法。另外，在专利文献2：JP H05-169400A中，提出了具有形成于金属箔上的水溶性树脂层的钻孔用润滑剂片材。此外，在专利文献3：JP2003-136485A中，提出了具有形成于铝箔上的水溶性树脂层的钻孔用盖板，所述铝箔具有在上面形成的热固性树脂薄膜。
然而，由于使印刷线路板致密化的技术的发展与使半导体用致密化的技术的发展相比缓慢并且两者之间产生差距，因此对于印刷线路板致密化的需求水平越来越高。为了应对该需求，需要进一步改进孔位置精度，并迫切需求发展孔位置精度更加优异的钻孔用盖板。
另外，考虑到国际化所引起的更激烈竞争和抢占新兴国家的市场，对生产性改进和成本减少的要求比以往任何时候都要格外强烈。因此，为了进一步改进孔位置精度并增加一次钻孔的叠置板的数量，已迫切需要发展孔位置精度更加优异的钻孔用盖板。
发明内容
发明要解决的问题
如上所述，对作为印刷线路板材料的覆铜层压体或多层板的需求是致密化、生产性改进和成本减少，更具体地，要求具有改进的孔位置精度的可钻性(drillability)，以下将对此更详细地描述。
首先，印刷线路板的致密化仅体现在最小孔径的变化。在大规模生产中，直径减少已进展至0.3mm、0.25mm和0.2mm，甚至已钻出0.15mm和0.105mm的孔。然而，对于极小直径如0.08mm、0.075mm、0.06mm和0.05mm的最小孔径，已采用激光处理。原因是由于具有由超硬金属制成的极小直径的钻针(drillbit)易碎且容易破损，因而在常规钻孔用盖板中更可能发生具有极小直径的钻针的破损。常规技术无法解决在极小直径领域中防止钻针破损和以良好位置精度钻孔的问题。
其次，树脂附着的钻针由于旋转时重心绕其轴线波动所造成的中心振摆(center runout)而倾向于降低钻孔的位置精度。极小直径的钻针在少量树脂卷绕周围的情况下更可能引起中心振摆。此外，当树脂的落下位置和钻孔位置相同时，钻针接触落下的树脂，集中性(centrality)降低，并引起孔位置精度劣化或者钻针破损。因此，对于极小直径的钻针，尽管要求大大减少卷绕在钻针周围的树脂的量，但由于具有极小直径的钻针的用于排出切削物(chip)的旋转沟(spiral groove)窄且浅，所以树脂容易卷绕在钻针周围，这无法通过常规技术解决。另外，上述集中性是指切削期间沿切削方向的直行性(property of goingstraight)。
第三，当钻针接触盖板的树脂组合物层时，在滑动时末端切刃咬合树脂组合物层。这里，滑动是指降低集中性，并且由于其为用于致密化的极小直径的钻针，所以减少滑动量以改进孔位置精度是很重要的。然而，极小直径的钻针滑动另外还影响树脂组合物层表面状态的微小差异,当滑动量大时，钻针可能破损。常规技术无法解决减少该滑动量以改进孔位置精度的问题。
第四，不管钻针直径如何，都存在对生产性改进和成本减少的市场需求。在该背景下，存在国际化所引起的更激烈竞争，抢占新兴国家的市场的需求以及对于压缩生产中的库存(capping work in process)的需求。此外，由于通过致密化而使孔数量快速增加所造成的钻孔时间的延长，以及与激光处理技术的竞争，也促使激励生产性改进和成本减少。例如，伴随着全球化，在具有不同成本结构的国家的廉价生产引起了更激烈竞争，为了抢占具有极低收入标准的新兴国家的市场，需要相当廉价的成本。更具体地，对生产性改进和成本减少的市场需求格外的更不同于以往任何时候变得更加强烈，因而需要进一步改进孔位置精度并增加一次钻孔的叠置板如覆铜层压体或多层板的数量，已需求改进生产性，抑制钻孔机的资本投资量，并减少成本。然而，常规技术无法解决同时追求成本(难度已比以往任何时候都更大)和叠置板的数量。另外，增加叠置板的数量是指，在叠置覆铜层压体或多层板的最上部和最下部保持良好的孔位置精度的情况下，将覆铜层压体或多层板叠置为尽可能为钻针刃长所允许的数量。
为了解决上述问题，本发明的目的为提供与常规钻孔用盖板相比，防止钻针破损、孔位置精度优异且附着钻针的树脂较少的钻孔用盖板。
用于解决问题的方案
作为为解决上述问题所进行的各种研究的结果，本发明人已专注于树脂组合物层的钻针进入面(drill bit entry surface)的表面状态，特别是水溶性树脂组合物的晶粒的平均粒径及其标准偏差，并且树脂组合物层的钻针进入面的表面粗糙度Sm(凹凸的平均间隔)是很重要的。然后，他们发现，通过规定生产中的冷却条件，可控制水溶性树脂组合物的结晶性，从而可生产大量结晶粒小和标准偏差小的致密晶体，并可减少表面粗糙度Sm。其结果是，他们已经总结出，可增强钻针、甚至是极小直径的钻针的集中性，可高位置精度地进行钻孔，可减少卷绕在钻针周围的树脂，并可减少钻针的破损。
基于此发现而做出本发明，其概述如下。
(1)一种钻孔用盖板，其具有形成于金属支承箔的至少一个表面上的厚度为0.02至0.3mm的可结晶的水溶性树脂组合物的层，所述水溶性树脂组合物的晶粒具有5至70μm范围内的平均粒径并且其标准偏差不超过25μm，所述水溶性树脂组合物的层的钻针进入面具有不超过8μm的表面粗糙度Sm；所述水溶性树脂组合物的层通过直接在所述金属支承箔上涂布水溶性树脂组合物的热熔物，或者涂布包含所述水溶性树脂组合物的溶液并干燥，然后从120℃至160℃的温度在60秒内以不小于1.5℃/sec的冷却速度冷却至25℃至40℃的温度来形成。
(2)根据上述项(1)所述的钻孔用盖板，其中所述水溶性树脂组合物的晶粒具有5至40μm范围内的平均粒径，并且其标准偏差不超过17μm，所述水溶性树脂组合物的层的钻针进入面具有不超过7μm的表面粗糙度Sm。
(3)根据上述项(1)所述的钻孔用盖板，其中所述水溶性树脂组合物包含水溶性树脂(A)，并进一步包含选自疏水性物质(B1)、熔点高于所述水溶性树脂(A)的熔点的物质(B2)和用于增强与所述水溶性树脂(A)的相容性的物质(B3)中的至少之一。
(4)根据上述项(1)所述的钻孔用盖板，其中所述包含水溶性树脂组合物的溶液进一步包含水和沸点低于水的沸点的溶剂。
(5)根据上述项(1)所述的钻孔用盖板，其中所述金属支承箔具有0.05至0.5mm范围内的厚度。
(6)根据上述项(1)所述的钻孔用盖板，其用于加工覆铜层压体。
发明的效果
在本发明的钻孔用盖板中，由于可生产水溶性树脂组合物层的晶粒小且标准偏差小的大量致密晶体，并还可减少表面粗糙度Sm，所以可增强钻针的集中性从而以良好位置精度钻孔，可减少卷绕在钻针周围的树脂，从而大大减少钻孔期间钻针的破损。由此，以高质量和优异的生产性进行钻孔是可行的。
附图说明
将参考附图描述本发明，其中：
图1为一系列示出实施例和比较例中水溶性树脂组合物层的表面状态的放大图。
图2为示出使用常规钻孔用盖板钻孔时的状态的示意性截面图；
图3为示出使用本发明的钻孔用盖板钻孔时的状态的示意性截面图。
图4为示出实施例和比较例的水溶性树脂组合物层的晶粒的平均粒径和孔位置精度之间的关系的图；
图5为示出实施例和比较例的水溶性树脂组合物层的结晶粒径的标准偏差与孔位置精度之间的关系的图；和
图6为示出实施例和比较例的水溶性树脂组合物层的表面粗糙度Sm与孔位置精度之间的关系的图。
具体实施方式
本发明的钻孔用盖板为具有形成于金属支承箔的至少一个表面上的具有结晶性的水溶性树脂组合物的层(下文中，称作“水溶性树脂组合物层”)的钻孔用盖板。
另外，在本发明的钻孔用盖板中，对于水溶性树脂组合物，具有特定范围内的粒径和特定范围内的标准偏差的晶粒存在于盖板的表面上，此外，使钻针进入面具有特定范围内的表面粗糙度能够有助于改进孔位置精度、减少树脂卷绕和防止钻针在钻孔期间破损。
在改进钻孔期间的孔位置精度方面，水溶性树脂组合物的晶粒的平均粒径需要在5至70μm的范围内，优选在5至50μm的范围内，更优选在5至40μm的范围内，进一步优选在5至30μm的范围内，特别优选在5至20μm的范围内，最优选在5至10μm的范围内。已从实验中发现，当晶粒的平均粒径小于5μm时，水溶性树脂组合物表面变得太均匀，钻针末端的切刃滑动，对盖板表面(entry sheet surface)的咬合性能降低，集中性降低，结果不能获得通过使晶粒变小而改进孔位置精度的效果。另一方面，已从实验中发现，当晶粒的平均粒径大于70μm时，钻针进入盖板表面受到晶粒凹凸的影响、集中性降低，结果，孔位置精度劣化成为悬念。
这里，图2为示意性示出使用常规钻孔用盖板钻孔时的状态的图，图3为示意性示出使用本发明钻孔用盖板钻孔时的状态的图。如图3所示，当使用本发明的水溶性树脂组合物层2时，由于对应于钻针末端1的大小来优化构成水溶性树脂组合物层2的晶粒2a-2g的平均粒径，钻针末端1和水溶性树脂组合物层2之间的咬合性能良好，并且变得可以改进孔位置精度。另一方面，如图2所示，当使用常规树脂组合物层20时，由于构成树脂组合物层20的晶粒20a-20c比钻针末端1大，所以钻针末端1倾向于引起在晶粒20a-20c表面上的滑动、集中性降低和孔位置精度劣化。
这里，本发明的水溶性树脂组合物的晶粒的粒径(下文中，可称作“结晶粒径”)是指当从盖板的垂直上方观察时存在于水溶性树脂组合物层表面上的晶粒中的最大直径。
此外，作为测量水溶性树脂组合物的结晶粒径的平均值的方法，使用V-LASER显微镜(VK-9700型，Keyence Corporation)在×200倍视野下观察钻孔用盖板的树脂组合物层的表面，由相同的显微镜测量50个任选的晶粒的最大直径，平均值(数量平均值)为水溶性树脂组合物的平均粒径。应注意的是，在本发明中，计算不包括小于1μm的结晶粒径。
此外，对于改进钻孔期间的孔位置精度，除了优化水溶性树脂组合物的晶粒粒径以外，还要求晶粒的平均粒径的标准偏差不超过25μm，优选不超过20μm，更优选不超过17μm，进一步优选不超过15μm，特别优选不超过10μm，最优选不超过5μm。限定标准偏差的原因是在实验中发现了临界性，即使晶粒的平均粒径小，但当标准偏差超过25μm时，大直径颗粒会分散、凹凸大，孔位置精的劣化成为悬念。
作为水溶性树脂组合物晶粒的平均粒径的标准偏差的计算方法，使用V-LASER显微镜(VK-9700型，Keyence Corporation)在×200倍视野下观察钻孔用盖板的树脂组合物层的表面，由相同的显微镜分别测量50个任选晶粒的最大直径，并计算平均值。可对所测量的50个晶粒的各最大直径计算标准偏差。
此外，在水溶性树脂组合物的层中，钻针进入面的表面粗糙度，更具体地JIS B0601(1994)标准中所规定的凹凸的平均间隔：Sm要求不超过8μm，优选不超过7μm，更优选不超过6μm，进一步优选不超过5μm，最优选不超过4μm。这是因为已在实验中发现临界性，当Sm超过8μm时，由于钻针进入盖板表面受到表面凹凸的影响并且集中性降低，所以孔位置精度的劣化成为悬念。
作为获得水溶性树脂组合物层的表面粗糙度Sm的方法，使用V-LASER显微镜(VK-9700型，Keyence Corporation)在×200倍视野下观察树脂组合物层的表面，进行噪声移除和梯度修正(表面梯度修正和高度范围自动修正)，测量沿所观察图像的任意方向的500μm评价长度中的表面粗糙度(JIS B0601(1994)中的线粗糙度)。对相同测量图像中的五个点进行相同的测量，平均值为上述Sm。
通过直接在金属支承箔上涂布水溶性树脂组合物的热熔物并冷却的方法，或者借助涂布法等涂布含有水溶性树脂组合物的溶液、干燥并冷却的方法形成用于本发明的钻孔用盖板的水溶性树脂组合物层。
用于本发明的钻孔用盖板的水溶性树脂组合物为含有水溶性树脂(A)并具有结晶性的组合物。具体地，例举水溶性树脂(A)与其他物质等的混合物。这里，其他物质包括各种无机化合物、有机化合物、混合物、复合物、配合物、低分子物质、单体、低聚物、高分子物质、聚合物质、天然树脂、纤维、矿物质、疏水性物质和亲水性物质等。
上述水溶性树脂(A)的种类不特别限定，只要其为具有结晶性的水溶性树脂即可，但优选为具有高结晶性的水溶性树脂，并优选为选自由例如聚环氧烷、聚丙烯酸钠、聚丙烯酰胺、羧甲基纤维素、聚丁二醇和聚亚烷基二醇的聚酯组成的组中的一种或多种。
作为上述聚环氧烷的实例，优选聚环氧乙烷和聚环氧丙烷等。此外，更优选分子结构中不产生位阻的聚环氧乙烷。聚亚烷基二醇的聚酯为通过使聚亚烷基二醇与二元酸反应所获得的缩合物。作为聚亚烷基二醇的实例，优选由聚乙二醇、聚丙二醇和聚丁二醇示例的二醇类和其共聚物质等。此外，二元酸优选为选自多元羧酸如邻苯二甲酸、间苯二甲酸、对苯二甲酸、癸二酸和苯均四酸的偏酯以及酸酐等。此外，更优选分子结构中具有不产生位阻的聚环氧乙烷作为主链的缩合物。
此外，本发明的水溶性树脂组合物优选为包括选自水溶性树脂(A)、疏水性物质(B1)、熔点高于水溶性树脂(A)的物质(B2)和用于增强水溶性树脂(A)与溶剂之间的相容性的物质(B3)中的至少之一的组合物。
通过在水溶性树脂组合物中配混疏水性物质(B1)，疏水性物质(B1)分散在水溶性树脂组合物中，当通过冷却而固化水溶性树脂组合物时，疏水性物质(B1)由于疏水性而充当结晶核，并可沉淀水溶性树脂组合物的大量小晶粒。
通过在水溶性树脂组合物中配混熔点高于水溶性树脂(A)的物质(B2)，可以在当通过冷却而固化水溶性树脂组合物时产生固化速度的差异。更具体地，在初期固化的高熔点物质(B2)起到结晶核的作用，并可沉淀水溶性树脂组合物的大量小晶粒。在熔点高于水溶性树脂(A)的物质(B2)中，存在不仅使晶粒变小，而且还进一步减小水溶性树脂组合物层的表面粗糙度Sm的高度有效的物质。
通过在水溶性树脂组合物中配混用于增强水溶性树脂(A)与溶剂之间的相容性的物质(B3)，由于包含在(B3)分子结构中的羟基在溶剂中均匀分散水溶性树脂(A)，所以当水溶性树脂组合物通过干燥和冷却固化时，可产生大量小晶粒。此外，在用于增强水溶性树脂(A)与溶剂之间的相容性的物质(B3)中，存在不仅使晶粒变小，而且还降低水溶性树脂组合物层的表面粗糙度Sm的高度有效的物质。
此外，疏水性物质(B1)、熔点高于水溶性树脂(A)的物质(B2)和用于增强水溶性树脂(A)与溶剂之间的相容性的物质(B3)中的任意种可由单一物质构成，或者可由作为两种以上的物质的混合物构成。此外，疏水性物质(B1)、熔点高于水溶性树脂(A)的物质(B2)和用于增强水溶性树脂(A)与溶剂之间的相容性的物质(B3)中的任意种可组合使用。
另外，基于100重量份水溶性树脂(A)，疏水性物质(B1)、熔点高于水溶性树脂(A)的物质(B2)和用于增强水溶性树脂(A)与溶剂之间的相容性的物质(B3)总计需要以0.1重量份至5重量份配混，优选以0.1重量份至3重量份配混，更优选以0.2重量份至3重量份配混，特别优选以0.2重量份至2重量份配混。这是因为当其小于0.1重量份时，不能产生致密结晶的效果，而当其超过5重量份时，经济上不合理。选择小量便产生效果的物质(B1、B2、B3)是合理的。
这里，疏水性物质(B1)不特别限定，只要其为疏水性的即可。例如，可使用疏水性聚合物、长链醇、疏水性多糖和无机化合物等。具体地，作为热塑性聚合物，可例举包括以下的粉末或颗粒：聚氨酯类、硅类、丙烯酸类聚合物和共聚物；聚醚酰亚胺；聚酰亚胺；聚氯乙烯；乙酸乙烯酯；聚酰胺；聚丙烯；聚乙酸乙烯酯；聚丁烯；聚甲基丙烯酰胺；粉末状纤维素；纤维素衍生物；聚乙烯醚；苯氧基树脂；乙烯-乙烯醇共聚树脂和聚四氟乙烯等，作为热固性聚合物，可例举包括以下的粉末或颗粒：环氧树脂、硅树脂、酚树脂、尿素树脂、丙烯酸类树脂、聚乙二醇二甲基丙烯酸酯树脂、双马来酰亚胺树脂、双马来酰亚胺三嗪树脂、氰酸酯树脂和苯胍胺树脂等，作为长链醇，例举月桂醇、鲸蜡醇、硬脂醇、油醇和亚油醇(linolyl alcohol)等，作为无机化合物，例举包括滑石、二硫化钼、钼酸锌、石墨、二硫化钨、氟化石墨和氮化硼等物质，还可通过相应混合而使用一种或多种。此外，作为用于增强本发明效果的疏水性物质(B1)，更优选硬脂醇、钼酸锌、石墨和氮化硼等。这是因为它们在水溶性树脂组合物溶液中具有高分散性的特征。
熔点高于水溶性树脂(A)的物质(B2)也不特别限定，只要其具有高于水溶性树脂(A)的熔点即可。例如，可使用氨基酸类、有机酸类、有机酸盐类、有机盐类、有机磷酸盐、多糖类、松香类和无机化合物等。具体地，氨基酸类包括谷氨酸钠等，有机酸类包括苹果酸、丙二酸、琥珀酸、富马酸、马来酸和三聚氰酸等，有机酸盐类包括有机酸类如苹果酸、丙二酸、琥珀酸、富马酸、马来酸、甲酸、乙酸、丙酸、硬脂酸和三聚氰酸等的金属盐，有机盐类包括三聚氰胺氰尿酸盐等，有机磷酸盐包括三磷酸腺苷钠盐等，多糖类包括纤维素、几丁质、淀粉、糖原、琼脂糖和果胶等，松香类包括妥尔松香(tall rosin)和妥尔松香脂肪酸等，以及无机化合物包括氯化钠、硫酸钠和硫酸镁等。此外，作为增强本发明效果的熔点高于水溶性树脂(A)的物质(B2)，更优选谷氨酸钠、琥珀酸、甲酸钠、甲酸钙、硬脂酸钠、硬脂酸钙和纤维素等。
用于增强水溶性树脂(A)与溶剂之间的相容性的物质(B3)包括例如分子中具有羟基的多元醇类、糖醇类和氨基酸衍生物醇类等。多元醇类不包括聚合物如包括在水溶性树脂(A)中的聚乙二醇，但包括作为除聚合物以外的多元醇的三羟甲基丙烷、季戊四醇、新戊二醇和三羟甲基乙烷等，糖醇类包括山梨糖醇、木糖醇和肌醇等，氨基酸衍生物醇类包括氨基苯酚(oxyaniline)、氨基苄醇(oxytoluidine)、酪氨酸和脱氧氨基糖等。此外，作为用于增强本发明效果的增强水溶性树脂(A)与溶剂之间的相容性的物质(B3)，更优选季戊四醇、山梨糖醇、木糖醇和肌醇等。
水溶性树脂组合物层的厚度依赖于用于钻孔的钻针直径、要处理的覆铜层压体或多层板的结构等而变化，但通常在0.02至0.3mm的范围内，优选在0.02至0.2mm的范围内。当水溶性树脂组合物层的厚度小于0.02mm时，不能获得充分的润滑效果，钻针的负载变大，并易于发生钻针的破损。另一方面，当水溶性树脂组合物层的厚度大于0.3mm时，可使卷绕在钻针周围的树脂增加。
此外，当使用通过涂布法等将包含水溶性树脂组合物的溶液直接涂布在金属支承箔上的方法时，所使用的溶液优选为含水和沸点低于水(更优选不小于15℃以下)的溶剂的溶液。沸点低于水的溶剂的种类不特别限定，但包括，例如醇类如乙醇或甲醇和异丙醇，并可使用低沸点溶剂如甲乙酮和丙酮。
通过包含沸点低于水的溶剂，提供有助于结晶粒径减少和表面粗糙度Sm减少的效果，以及改进孔位置精度的效果。各溶剂具有如下性质：乙醇有助于结晶粒径的减少，甲乙酮有助于表面粗糙度Sm的减少。乙醇在改进孔位置精度方面高度有效。作为低沸点溶剂，更优选乙醇和丙酮。通常，增加低沸点溶剂的配混量有助于结晶粒径的减少、表面粗糙度Sm的减少和晶粒标准偏差的减少。然而，随着低沸点溶剂的配混量不断增加，改进孔位置精度的效果逐渐饱和。另外，当低沸点溶剂与水的沸点之差小于15℃时其难以提供所述效果。
水和沸点低于水的溶剂之间的配混比需要在90/10至50/50的范围内，优选在80/20至50/50的范围内，最优选在70/30至50/50的范围内。当沸点低于水的溶剂的配混量小于10时，可能难以提供致密结晶的效果。当沸点低于水的溶剂的配混量大于50时，经济上不合理。并且易于干扰工业上的稳定生产。
当采用将水溶性树脂组合物的热熔物直接涂布在金属支承箔上并冷却的方法时，生产盖板的方法不特别限定。
用于捏合水溶性树脂组合物的方法可使用常规捏合手段，优选使用例如双轴辊、混合机、双臂捏合机和活塞式挤出机等。另外，当捏合水溶性树脂组合物时，为了防止水溶性树脂组合物的分解，优选在氮气气氛下捏合。此外，为了均匀分散水溶性树脂组合物，优选在120℃至160℃的温度下捏合水溶性树脂组合物。当捏合温度小于120℃时，水溶性树脂组合物变得不均匀，可能不利地影响性质如外观和孔位置精度，而当捏合温度大于160℃时，水溶性树脂组合物发生分解，可能不利地影响性质如孔位置精度。
另外，将水溶性树脂组合物直接涂布在金属支承箔上的方法不特别限定。
可使用常规涂布设备，并优选使用例如刮刀涂布机、挤出涂布机、模压涂布机和帘式涂布机等。由于当水溶性树脂组合物层的厚度不均匀时存在不利地影响性质如孔位置精度的可能，所以优选使用上述涂布机来均匀涂布水溶性树脂组合物的热熔物。
当采用通过上述涂布方法等将含水溶性树脂组合物的溶液直接涂布在金属支承箔上、干燥和冷却时，用于涂布盖板的方法不特别限定，并可使用常规涂布设备。例如，作为使水溶性树脂组合物层的厚度均匀的涂布手段，优选使用常规涂布手段如凹版印刷涂布机、辊式涂布机、刮刀涂布机、挤出涂布机、模压涂布机和帘式涂布机等。由于当水溶性树脂组合物层的厚度不均匀时存在不利地影响性质如孔位置精度的可能，所以优选使用上述方法来均匀涂布水溶性树脂组合物的溶液。
另外，期望依赖于水溶性树脂组合物层的厚度和水量来优化将水溶性树脂组合物的溶液直接涂布在金属支承箔上、然后干燥水溶性树脂组合物溶液的条件。
具体地，需要将温度保持在120℃至160℃10秒至600秒以干燥，优选将温度保持在120℃至160℃10秒至500秒以干燥，更优选将温度保持在120℃至160℃15秒至400秒以干燥，特别优选将温度保持在120℃至150℃20秒至300秒以干燥。当干燥温度小于120℃时，或者当干燥温度下的保持时间小于10秒时，存在溶剂残留在水溶性树脂组合物层中的可能性，或者未达到熔融水溶性树脂组合物所需的热量，存在水溶性树脂组合物层变得不均匀的可能性。另一方面，当干燥温度高且超过200℃时，或者当保持时间大于600秒时，水溶性树脂组合物发生分解，这易于引起外观问题。
另外，在将水溶性树脂组合物的溶液涂布在金属支承箔上并干燥时，残留在干燥后所得水溶性树脂组合物层中的溶剂的浓度优选小于5%。
同时，为了在树脂组合物层中产生致密晶体，可在干燥时同时使用超声振荡和减压下的干燥。
此外，作为冷却水溶性树脂组合物的条件，由于常规技术的冷却速度小于1.2℃/sec，所以结晶粒径、标准偏差和表面粗糙度Sm倾向于变大，并存在孔位置精度和树脂卷绕等问题。因此，作为本申请发明中的冷却条件，需要以不小于1.5℃/sec的冷却速度在60秒内从120℃至160℃的冷却初始温度冷却至25℃至40℃的冷却终止温度。
当冷却终止温度超过40℃时，不能实现作为本申请特征的晶粒直径的减少和均质化。类似地，当冷却时间超过60秒时，也不能实现作为本申请特征的晶粒直径的减少和均质化。另一方面，当冷却终止温度低但超过15℃时，盖板发生翘曲,还可在后处理中引起结露(dew condensation)，因此不优选。当冷却速度小于1.5℃/sec时，冷却时间倾向于变长并超过60秒，因此不优选。
在获得晶粒直径的减少和均质化的较高效果方面，作为冷却条件，优选以不小于2℃/sec的冷却速度在50秒内从120℃至160℃的温度冷却至25℃至40℃的温度，更优选以不小于2.5℃/sec的冷却速度在40秒内从120℃至160℃的温度冷却至25℃至40℃的温度，更优选以不小于3℃/sec的冷却速度在30秒内从120℃至160℃的温度冷却至25℃至40℃的温度，进一步更优选以不小于4.5℃/sec的冷却速度在20秒内从120℃至160℃的温度冷却至25℃至40℃的温度，最优选以不小于6℃/sec的冷却速度在15秒内从120℃至160℃的温度冷却至25℃至40℃的温度。
用于本发明的钻孔用盖板的金属支承箔不特别限定，只要其为对水溶性树脂组合物具有高粘合性并能够承受钻针冲击的金属物质即可。作为金属支承箔的金属种类，可使用例如铝，金属支承箔的厚度通常为0.05至0.5mm，优选0.05至0.3mm。当铝箔的厚度小于0.05mm时，容易在钻孔期间产生层压板的毛刺，而当其超过0.5mm时，倾向于难以排出钻孔期间产生的切削物。作为铝箔用物质，纯度不小于95%的铝是优选的，具体地，例举JIS H4100、JIS H4160和JIS H4170中规定的5052、3004、3003、1N30、1N99、1050、1070、1085、1100和8021等。通过将高纯度铝箔用于金属支承箔，能够缓和对钻针的冲击，改进与钻针末端的咬合性能并增强孔位置精度以及水溶性树脂组合物的润滑效果。
此外，在对水溶性树脂组合物的粘合性方面，优选使用具有预先形成于表面上的0.001至0.02mm厚度的树脂膜的铝箔，树脂膜的厚度更优选为0.001至0.15mm，特别优选0.001至0.1mm。用于树脂膜的树脂不特别限定，只要其能够改进对水溶性树脂组合物的粘合性即可，可使用热塑性树脂或热固性树脂。例如，热塑性树脂包括聚氨酯类、乙酸乙烯酯类、氯乙烯类、聚酯类及其共聚物。热固性树脂包括树脂如环氧类和氰酸酯类。另外，在本发明中，作为金属支承箔，还可使用具有通过公知方法预先涂布在商购可得的金属箔上的树脂的金属支承箔。
本发明的钻孔用盖板用于钻孔印刷线路板材料如覆铜层压体或多层板。具体地，将其配置在一个或多个叠置的覆铜层压体或多层板的上面，以使金属支承箔侧接触印刷线路板材料，并可从钻孔用盖板的水溶性树脂组合物层表面进行钻孔。
实施例
将通过示出以下实施例和比较例来具体描述本发明。应注意的是，以下实施例仅示出本发明实施方案的一个实例，但并不限于此。另外，在实施例中，“聚乙二醇”可缩写为“PEG”，“聚环氧乙烷”可缩写为“PEO”。
表1中，示出实施例和比较例中生产钻孔用盖板中所使用的树脂、溶剂、添加剂和金属支承箔的说明以及冷却条件，进一步示出用于钻孔的钻针的钻针直径的条件。
(表1)
Figure BDA00002838216600171
<实施例1>
将80重量份数均分子量为150,000的聚环氧乙烷(ALTOPMG-150，由Meisei Chemical Works,Ltd.制)和20重量份数均分子量为20,000的聚乙二醇(PEG20000，由Sanyo ChemicalIndustries,Ltd.制)溶于水中，以使树脂固成分为30%。进一步添加并完全溶解基于该水溶性树脂混合物的固成分的0.5重量份甲酸钠(由Mitsubishi Gas Chemical Company,Inc.制)。使用棒涂机将该水溶性树脂组合物的溶液涂布至具有形成于一个表面上的厚度为0.01mm的环氧树脂膜的铝箔(所用铝箔：1100，(厚度0.07mm)，由Mitsubishi Aluminum Co,Ltd.制)，以使水溶性树脂组合物层干燥后的厚度为0.03mm，通过干燥机在120℃下干燥3分钟，进一步以3.1℃/sec的冷却速度冷却，从而生产钻孔用盖板(参见表2)。
在水溶性树脂组合物层朝上的情况下将所得钻孔用盖板配置在厚度为0.1mm的六个叠置的覆铜层压体(CCL-HL832HS，铝箔两面为5μm，由Mitsubishi Gas Chemical Company,Inc.制)的顶部，将支持板(胶木板)配置在所叠置的覆铜层压体的下侧，在如下条件下以每个钻针3,000次冲击(hit)进行20次钻孔处理，钻针：
Figure BDA00002838216600181
(KMC L518A0.105×1.8，由Union Tool Co.制)，旋转速度：330,000rpm，和供给速度：8μm/rev.(参见表2)。
水溶性树脂组合物晶粒的平均粒径(μm)、结晶粒径的标准偏差(μm)和盖板的表面粗糙度Sm(μm)的结果示于表3。
<实施例2-20和比较例1-36>
对于实施例2-20和比较例1-36，根据实施例1制备示于表1和表2的水溶性树脂组合物，将其涂布在铝箔上，干燥并冷却，从而生产钻孔用盖板，并进行钻孔处理。
例如，在实施例2中，80重量份数均分子量为150,000的聚环氧乙烷(ALTOP MG-150，由Meisei Chemical Works,Ltd.制)和20重量份数均分子量为20,000的聚乙二醇(PEG20000，由Sanyo Chemical Industries,Ltd.制)溶于水/MeOH(甲醇)的混合溶液中，以使树脂固成分为30%。水和MeOH的比例为90重量份/10重量份。因此，存在使用沸点低于水的低沸点溶剂的情况。
另外，比较例26使用商购可得的由Sang-A Flontec Co.,Ltd制造的“LX120”，比较例27使用商购可得的由Yong Li ChuanIndustrial Co.,Ltd制造的“AL-100040”，比较例29使用商购可得的由Uniplus Electonics Co.,Ltd制造的“LAE-1007”。
水溶性树脂组合物晶粒的平均粒径(μm)、结晶粒径的标准偏差(μm)和盖板的表面粗糙度Sm(μm)的结果示于表3。另外，将特定样品(实施例2、3、10、12和19，比较例2、10、20、26和28)的水溶性树脂组合物层的表面状态放大，并示于图1。
(表2-1)
Figure BDA00002838216600201
表(2-2)
Figure BDA00002838216600211
(表2-3)
Figure BDA00002838216600221
表(2-4)
Figure BDA00002838216600231
<评价方法>
对实施例和比较例中生产的各钻孔用盖板的样品进行以下评价。
(钻孔处理)
为了评价所得各样品，在以下条件下进行钻孔。
对于钻针直径为的钻孔处理，在水溶性树脂组合物钻针层朝上的情况下将各样品配置在厚度为0.2mm的四个叠置的覆铜层压体(CCL-HL832，铜箔两面为12μm，由MitsubishiGas Chemical Company,Inc.制)的顶部，将支持板(胶木板)配置在所叠置的覆铜层压体的下侧，在如下条件下以每个钻针3,000次冲击进行20次钻孔处理，钻针：
Figure BDA00002838216600233
(NEU L0040.15×2.5，由Union Tool Co.制)，旋转速度：200,000rpm，和供给速度：20μm/rev。
对于钻针直径为
Figure BDA00002838216600241
的钻孔处理，在水溶性树脂组合物层朝上的情况下将各样品配置在厚度为0.1mm的六个叠置的覆铜层压体(C CL-HL832HS，铝箔两面为5μm，由Mitsubishi GasChemical Company,Inc.制)的顶部，将支持板(胶木板)配置在所叠置的覆铜层压体的下侧，在如下条件下以每个钻针3,000次冲击进行20次钻孔处理，钻针：
Figure BDA00002838216600242
(KMC L518A0.105×1.8，由Union Tool Co.制)，旋转速度：330,000rpm，和供给速度：8μm/rev。
对于钻针直径为的钻孔处理，在水溶性树脂组合物层朝上的情况下将各样品配置在厚度为0.1mm的四个叠置的覆铜层压体的顶部(CCL-HL832HS，铝箔两面为5μm，由Mitsubishi Gas Chemical Company,Inc.制)，将支持板(胶木板)配置在所叠置的覆铜层压体的下侧，在如下条件下以每个钻针3,000次冲击进行20次钻孔处理，钻针：
Figure BDA00002838216600244
(KMV J9480.08×1.2，由Union Tool Co.制)，旋转速度：330,000rpm，和供给速度：6μm/rev。
(评价1孔位置精度)
使用孔分析仪(HA-1AM型，由Hitachi Via Mechanics,Ltd.制)测量叠置的覆铜层压体的底板背面上3,000次冲击的孔位置与指定坐标的错位，计算每个钻针的平均值和标准偏差(σ)，并计算平均值+3σ。然后，计算20次钻孔处理的“平均值+3σ”的平均值。
孔位置精度的评价结果示于表3。另外，在图4、图5和图6中分别示出晶粒平均粒径、平均结晶粒径的标准偏差和表面粗糙度Sm与孔位置精度的关系。
(评价2树脂卷绕量)
使用×25倍显微镜(VHK-100型，由Keyence Corporation制)观察钻孔处理3,000次冲击后的各20个钻针相对于钻针直径的树脂卷绕量。基于以下标准评价观察结果，评价结果示于表3。
○：树脂卷绕的最大直径小于钻针直径的1.5倍
△：树脂卷绕的最大直径不小于钻针直径的1.5倍
×：卷绕钻针周围的树脂在钻孔期间落在盖板表面上
(评价3)损坏的钻针数量
使用20个钻针进行钻孔处理，并计算损坏的钻针数量。损坏的钻针数量的结果示于表3。
基于以上评价1-3，根据以下标准进行综合判断。
◎:晶粒平均粒径不超过40μm/晶粒平均粒径的标准偏差不超过17μm/表面粗糙度Sm不超过7μm，孔位置精度不超过23μm，无钻针损坏，无树脂卷绕
○:晶粒平均粒径不超过70μm/晶粒平均粒径的标准偏差不超过25μm/表面粗糙度Sm不超过8μm，孔位置精度不超过25μm，无钻针损坏，无树脂卷绕
△:晶粒平均粒径/晶粒平均粒径的标准偏差/表面粗糙度Sm不满足权利要求的要求，孔位置精度不超过25μm，无钻针损坏，无树脂卷绕
×:晶粒平均粒径/晶粒平均粒径的标准偏差/表面粗糙度Sm不满足权利要求的要求，孔位置精度超过25μm，无钻针损坏，无树脂卷绕
××:晶粒平均粒径/晶粒平均粒径的标准偏差/表面粗糙度Sm不满足权利要求的要求，存在钻针破损或存在树脂卷绕
(表3)
Figure BDA00002838216600261
Figure BDA00002838216600271
如从表3可清楚看出，作为商购可得的常规产品，比较例26、27和29中的晶粒平均粒径、晶粒平均粒径的标准偏差和表面粗糙度Sm均不存在小值。
从表3、图4、图5和图6的结果清楚的看到，与比较例1-36相比，实施例1-20的样品的水溶性树脂组合物在晶粒平均粒径、晶粒平均粒径的标准偏差和水溶性树脂组合物层的表面粗糙度Sm与孔位置精度的关系中显示显著的至关重要的意义。此外，很明显与比较例1-36相比，实施例1-20的样品中的水溶性树脂组合物还在树脂卷绕和钻针损坏中获得优异的结果。
另外，很明显当水溶性树脂组合物的晶粒的平均粒径及其标准偏差小时，孔位置精度倾向于优异，而当盖板的表面粗糙度Sm小时，树脂卷绕倾向于减少。
另外，表4示出从表2和3摘录出的钻针直径为0.08mm的钻孔的实施例20和比较例21，从表4的结果明显看出，当进行钻针直径为0.08mm的钻孔处理时，通过在生产水溶性树脂组合物的层时快速冷却的效果，显示出晶粒平均粒径及其标准偏差、表面粗糙度Sm、孔位置精度和树脂卷绕的优异结果。
(表4-1)
Figure BDA00002838216600281
(表4-2)
Figure BDA00002838216600282
另外，表5示出从表2和3中摘录的钻针直径为0.105mm的钻孔的实施例5和6以及比较例22，从表5的结果明显看出，当进行钻针直径为0.105mm的钻孔时，通过在生产水溶性树脂组合物层时快速冷却的效果，显示出晶粒平均粒径及其标准偏差、表面粗糙度Sm、孔位置精度和树脂卷绕的优异结果。
(表5-1)
Figure BDA00002838216600283
(表5-2)
Figure BDA00002838216600291
根据本发明，与常规钻孔用盖板相比，可提供具有优异的孔位置精度、卷绕钻针周围的树脂较少和钻针破损减少的钻孔用盖板。在用于激光处理领域中能够在极小直径领域内以良好的位置精度钻孔，并减少卷绕钻针周围的树脂从而减少钻针破损，有助于成本降低和生产性改进，因此工业上极具价值。
附图标记说明
1    钻针末端
2,20  树脂组合物层
3    金属支承箔

Claims (6)

1.一种钻孔用盖板，其具有形成于金属支承箔的至少一个表面上的厚度为0.02至0.3mm的可结晶的水溶性树脂组合物的层，所述水溶性树脂组合物的晶粒具有5至70μm范围内的平均粒径并且其标准偏差不超过25μm，所述水溶性树脂组合物的层的钻针进入面具有不超过8μm的表面粗糙度Sm；所述水溶性树脂组合物的层通过直接在所述金属支承箔上涂布所述水溶性树脂组合物的热熔物，或者涂布包含所述水溶性树脂组合物的溶液并干燥，然后在60秒内以不小于1.5℃/sec的冷却速度从120℃至160℃的温度冷却至25℃至40℃的温度来形成。
2.根据权利要求1所述的钻孔用盖板，其中所述水溶性树脂组合物的晶粒具有5至40μm范围内的平均粒径，并且其标准偏差不超过17μm，所述水溶性树脂组合物的层的钻针进入面具有不超过7μm的表面粗糙度Sm。
3.根据权利要求1所述的钻孔用盖板，其中所述水溶性树脂组合物包含水溶性树脂(A)，并进一步包含选自疏水性物质(B1)、熔点高于所述水溶性树脂(A)的熔点的物质(B2)和用于增强与所述水溶性树脂(A)的相容性的物质(B3)中的至少之一。
4.根据权利要求1所述的钻孔用盖板，其中所述包含水溶性树脂组合物的溶液进一步包含水和沸点低于水的沸点的溶剂。
5.根据权利要求1所述的钻孔用盖板，其中所述金属支承箔具有0.05至0.5mm范围内的厚度。
6.根据权利要求1所述的钻孔用盖板，其用于加工覆铜层压体。
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