JP2005224895A - Entry sheet for drilling and its manufacturing method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、プリント基板等の穴あけ加工に用いられるエントリーシート（エントリーボードともいう）及びその製造方法に関する。 The present invention relates to an entry sheet (also referred to as an entry board) used for drilling a printed circuit board or the like and a method for manufacturing the same.
近年、電子機器の高機能化、高密度化に伴い、電子部品は軽薄短小化、高集積化、高速化の傾向にある。このために、プリント基板においても、薄型化及び軽量化が求められており、配線密度あるいは、そこに実装される電子部品も高密度化している。プリント基板には、スルーホール、ディスクリート部品の実装用の穴、及び実装時の実装ピン挿入穴等が必要とされている。この中で、ディスクリート部品の実装用の穴は、部品の小型化及び製品の高性能化にともなう部品の高密度化により、穴が小径化すると共に穴の間隔が狭まり、穴内粗さの低減と穴位置精度の向上など加工精度の向上がより一層求められている。 In recent years, as electronic devices have higher functionality and higher density, electronic components tend to be lighter, thinner, more integrated, and faster. For this reason, printed boards are also required to be thinner and lighter, and the wiring density or electronic components mounted thereon is also increasing in density. The printed circuit board is required to have through holes, holes for mounting discrete components, and mounting pin insertion holes for mounting. Among these, the holes for mounting discrete components are reduced in diameter due to downsizing of parts and higher density of parts due to higher performance of products. There is a further demand for improved machining accuracy such as improved hole position accuracy.
プリント基板等の穴あけ加工では、主に基板表面への傷を防止しバリ（プリント基板の金属箔のカエリ）を押さえるために、アルミニウム合金などからなるエントリーシートが用いられているが、最近では加工精度を向上させるため、エントリーシートに潤滑剤を付与したものが上市され、また、穴位置精度を向上させるため表面を粗面加工したエントリーシート（例えば、特許文献１〜３を参照）や高平滑性表面を有するエントリーシート（例えば、特許文献４を参照）等が検討されている。 In drilling of printed circuit boards, entry sheets made of aluminum alloy are used mainly to prevent scratches on the substrate surface and to suppress burrs (burrs on the metal foil of printed circuit boards). In order to improve accuracy, the entry sheet with a lubricant added is marketed, and in order to improve the hole position accuracy, an entry sheet (for example, see Patent Documents 1 to 3) or a highly smooth surface is processed. An entry sheet having a conductive surface (see, for example, Patent Document 4) has been studied.
一方プリント板の穴あけ加工では、複数枚を重ねて加工するが、重ねる枚数が増加するほど、あるいは穴数が増大するほど加工精度が低下する傾向がある（例えば、特許文献５を参照）。重ねる枚数が多いほど、又、穴あけ可能な穴数が増大するほどプリント基板の生産性向上及びコストダウンには有利であるので、重ねる枚数が増加してもあるいは穴あけ穴数が増大しても、加工精度の低下が少ないエントリーシートが求められている。 On the other hand, in punching a printed board, a plurality of sheets are stacked and processed, but the processing accuracy tends to decrease as the number of stacked sheets increases or the number of holes increases (see, for example, Patent Document 5). As the number of stacked sheets increases and the number of holes that can be drilled increases, it is advantageous for improving the productivity and cost reduction of the printed circuit board, so even if the number of stacked sheets increases or the number of holes drilled increases, There is a need for an entry sheet that reduces processing accuracy.
前述のように、エントリーシートとしては、主に基板表面への傷を防止しバリ（プリント基板の金属箔のカエリ）を押さえるために、アルミニウム合金などからなるシートが用いられているが、ドリルの被削性が悪いためとドリルの横滑りのため、穴内粗さや穴あけ位置精度などの加工精度が不充分であった。従って、重ねる枚数の増加あるいは穴あけ穴数が増大することにより加工精度が低下すると共に、ドリルの折損が発生するという問題があった。従って、本発明が解決しようとする課題は、重ねるプリント基板の枚数が多くても加工精度が高い穴あけ加工用エントリーシート及びその製造方法を提供することにある。 As described above, as an entry sheet, a sheet made of an aluminum alloy or the like is mainly used to prevent scratches on the substrate surface and to suppress burrs (fogging of the metal foil of the printed circuit board). Due to poor machinability and side slip of the drill, machining accuracy such as hole roughness and drilling position accuracy was insufficient. Accordingly, there is a problem in that machining accuracy is lowered and drill breakage occurs due to an increase in the number of stacked sheets or an increase in the number of drilled holes. Therefore, the problem to be solved by the present invention is to provide an entry sheet for punching with high processing accuracy even when the number of printed circuit boards to be stacked is large, and a method for manufacturing the same.
本発明者らは上記課題について鋭意検討し、まず、エントリーシートのアルミニウム又はアルミ合金の硬度を向上し、穴あけ時のアルミニウム又はアルミ合金の被削性を向上して、ドリルの劣化を低減することによりドリルの横滑りを低減した。さらに上記アルミニウム合金の表面を特定の範囲で粗化することにより、ドリルの横滑りを低減することにより、重ねるプリント基板の枚数が多くても加工精度が高いことを見出し、本発明を完成させた。
即ち本発明は、金属アルミニウム又はアルミニウム含金からなる穴あけ加工用エントリーシートにおいて、厚さが６０〜２００μｍ、中心線平均表面粗さ（Ｒａ）が０．１〜０．５μｍ、且つ表面粗さの最大高さ（Ｒｙ）が４μｍ以下であることを特徴とする、穴あけ加工用エントリーシートに関する。
また本発明は、厚さが６０〜２００μｍの金属アルミニウム若しくはアルミニウム合金のシートを、化学エッチング法又は電解エッチング法により、中心線平均表面粗さ（Ｒａ）が０．１〜０．５μｍであり、且つ、表面粗さの最大高さ（Ｒｙ）が４μｍ以下に粗面加工することを特徴とする穴あけ加工用エントリーシートの製造方法に関する。
The present inventors have intensively studied the above problems, and firstly, to improve the hardness of the aluminum or aluminum alloy of the entry sheet, improve the machinability of the aluminum or aluminum alloy at the time of drilling, and reduce the deterioration of the drill. This reduces drill slip. Furthermore, by roughening the surface of the aluminum alloy in a specific range to reduce the side slip of the drill, it was found that the processing accuracy was high even when the number of printed circuit boards to be stacked was large, and the present invention was completed.
That is, the present invention relates to an entry sheet for drilling made of metallic aluminum or aluminum-containing metal having a thickness of 60 to 200 μm, a centerline average surface roughness (Ra) of 0.1 to 0.5 μm, and a surface roughness. The present invention relates to an entry sheet for drilling, characterized in that the maximum height (Ry) is 4 μm or less.
In the present invention, a sheet of metal aluminum or aluminum alloy having a thickness of 60 to 200 μm is obtained by a chemical etching method or an electrolytic etching method, and the centerline average surface roughness (Ra) is 0.1 to 0.5 μm. In addition, the present invention relates to a method for manufacturing an entry sheet for drilling, characterized in that the maximum surface roughness (Ry) is roughened to 4 μm or less.
本発明の穴あけ加工用エントリーシートでは、金属アルミニウム又はアルミニウム合金の中心線平均表面粗さ（Ｒａ）及び最大高さ（Ｒｙ）を最適化することにより、重ねて加工するプリント基板の枚数が多くても加工精度が高く、ドリルの折損やバリの発生が少ない穴あけ加工用エントリーシートを提供することができる。 In the entry sheet for drilling according to the present invention, by optimizing the center line average surface roughness (Ra) and the maximum height (Ry) of metal aluminum or aluminum alloy, the number of printed circuit boards to be stacked is large. In addition, it is possible to provide an entry sheet for drilling with high machining accuracy and less drill breakage and burrs.
本発明のエントリーシートの材質は、金属アルミニウム又はアルミニウム合金である。本発明において、金属アルミニウムとは、アルミニウムの含量が少なくとも９９質量％である金属をいい、アルミニウム合金とは、金属アルミニウムの含量が８０質量％以上、９９質量％未満である金属をいう。 The material of the entry sheet of the present invention is metal aluminum or aluminum alloy. In the present invention, metallic aluminum refers to a metal having an aluminum content of at least 99% by mass, and an aluminum alloy refers to a metal having a metallic aluminum content of not less than 80% by mass and less than 99% by mass.
金属アルミニウムとしては、例えば、ＪＩＳ Ｈ ４０００に記載された、Ａ１０５０、Ａ１０６０、Ａ１０７０、Ａ１０８０、Ａ１０８５、Ａ１１００、Ａ１２００、Ａ１２３０、Ａ１Ｎ００、Ａ１Ｎ３０、Ａ１Ｎ９０、Ａ１Ｎ９９等が挙げられる。
また、アルミニウム合金としては、例えば、ＪＩＳ Ｈ ４０００に記載された、Ａ２０１１、Ａ２０１４、Ａ２０１７、Ａ２０１８、Ａ２０２４、Ａ２０２５、Ａ２１１７、Ａ２１１８、Ａ２２１８、Ａ２２１９、Ａ２６１８、２Ｎ０１等のＡｌ−Ｃｕ系アルミニウム合金：Ａ３００３、Ａ３００４、Ａ３００５、Ａ３１０４、Ａ３１０５、Ａ３２０３等のＡｌ−Ｍｎ系アルミニウム合金；Ａ４０３２、Ａ４０４３等のＡｌ−Ｓｉ系アルミニウム合金；Ａ５００５、Ａ５０５２、Ａ５０５６、Ａ５０８２、Ａ５０８３、Ａ５０８６、Ａ５１５４、Ａ５１８２、Ａ５２５４、Ａ５４５４、Ａ５６５２、Ａ５Ｎ０１、Ａ５Ｎ０２等のＡｌ−Ｍｇ系アルミニウム合金；Ａ６００３、Ａ６０６１、Ａ６０６３、Ａ６１０１、Ａ６１５１、Ａ６Ｎ０１等のＡ１−Ｍｇ−Ｓｉ系アルミニウム合金；Ａ７００３、Ａ７０５０、Ａ７０７２、Ａ７０７５、Ａ７Ｎ０１等のＡ１−Ｚｎ−Ｍｇ系アルミニウム合金；Ａ８０２１、Ａ８０７９等のＡｌ−Ｆｅ系アルミニウム合金等が挙げられる。
Examples of the metallic aluminum include A1050, A1060, A1070, A1080, A1085, A1100, A1200, A1230, A1N00, A1N30, A1N90, A1N99 and the like described in JIS H4000.
Moreover, as an aluminum alloy, Al-Cu type aluminum alloys described in JIS H4000, such as A2011, A2014, A2017, A2018, A2024, A2025, A2117, A2118, A2218, A2219, A2618, 2N01, etc .: A3003 A3004, A3005, A3104, A3105, A3203 and other Al-Mn aluminum alloys; A4032, A4043 and other Al-Si aluminum alloys; , A5652, A5N01, A5N02, etc. Al-Mg based aluminum alloys; A6003, A6061, A6063, A6101, A6151, A6N01, etc. A1-Mg-Si based aluminum alloy; A7003, A7050, A7072, A7075, A1-Zn-Mg series aluminum alloy such A7N01; A8021, Al-Fe-based aluminum alloy such as A8079 and the like.
本発明のエントリーシートの厚さは６０〜２００μｍであり、好ましくは８０〜１８０μｍであり、更に好ましくは１００〜１６０μｍであり、最も好ましくは１００〜１５０μｍである。厚さが６０μｍ未満ではドリル穴あけ時に発生するバリの抑制が不十分となる場合があり、２００μｍを超えると穴あけ加工の位置精度やドリル寿命の低下を招く場合があるからである。 The thickness of the entry sheet of the present invention is 60 to 200 μm, preferably 80 to 180 μm, more preferably 100 to 160 μm, and most preferably 100 to 150 μm. This is because if the thickness is less than 60 μm, the suppression of burrs generated during drilling may be insufficient, and if it exceeds 200 μm, the position accuracy of drilling and the life of the drill may be reduced.
本発明のエントリーシートの中心線平均表面粗さ（Ｒａ）は０．１〜０．５μｍであり、且つ表面粗さの最大高さ（Ｒｙ）は４μｍ以下である。ここにＲａ及びＲｙは、ＪＩＳ Ｂ ０６０１（製品の幾何特性仕様（ＧＰＳ）−表面性状：輪郭曲線方式−用語，定義及び表面性状パラメータ）により定義されるものであり、触針式表面粗さ測定機、光波干渉式表面粗さ測定機等により測定することができる。ＲａおよびＲｙの値は、それぞれＪＩＳ Ｂ ０６０１記載のエントリーシートからランダムに選んだ１０点を測定したときの平均値である。 The centerline average surface roughness (Ra) of the entry sheet of the present invention is 0.1 to 0.5 μm, and the maximum height (Ry) of the surface roughness is 4 μm or less. Here, Ra and Ry are defined by JIS B 0601 (Product Geometric Specification (GPS)-Surface Properties: Contour Curve Method-Terminology, Definition and Surface Properties Parameters), and stylus type surface roughness measurement. Or a light wave interference type surface roughness measuring machine. The values of Ra and Ry are average values when 10 points randomly selected from the entry sheet described in JIS B 0601 are measured.
Ｒａは、好ましくは０．１４〜０．３５μｍであり、更に好ましくは０．１６〜０．３０μｍであり、最も好ましくは０．１８〜０．２５μｍである。Ｒａが０．１２μｍ未満ではドリルの横滑りが起き易く、プリント基板を重ねて穴を開けた場合の下層の基板の穴精度位置が低下する問題があり、０．３５μｍを超えると表面の凹凸が大きくなりすぎてしまい、ドリル進入時に穴位置精度が悪くなるからである。 Ra is preferably 0.14 to 0.35 μm, more preferably 0.16 to 0.30 μm, and most preferably 0.18 to 0.25 μm. If Ra is less than 0.12 μm, the sides of the drill are likely to slip, and there is a problem that the hole accuracy position of the lower layer substrate is lowered when a hole is made by overlapping the printed circuit boards. This is because the hole position accuracy is deteriorated when the drill enters.
また、Ｒｙは、好ましくは２．５μｍ以下であり、更に好ましくは２．０μｍ以下であり、最も好ましくは１．５μｍ以下である。Ｒｙが３．０μｍを超えると、ドリル進入時に穴位置精度が悪くなるからである。
本発明のエントリーシートは、厚さが６０〜２００μｍであるような金属アルミニウム又はアルミニウム合金の表面を粗面化することにより得ることができる。粗面化はシートの両面でもよいし、片面のみでもよい。
Ry is preferably 2.5 μm or less, more preferably 2.0 μm or less, and most preferably 1.5 μm or less. This is because when Ry exceeds 3.0 μm, the hole position accuracy deteriorates when the drill enters.
The entry sheet of the present invention can be obtained by roughening the surface of metal aluminum or aluminum alloy having a thickness of 60 to 200 μm. The roughening may be performed on both sides of the sheet or only on one side.
粗面化する方法としては、例えば、サンドブラスト、ショットブラスト・ガラスビーズブラスト、ホーニング処理、ベルト研磨、ブラシ研磨、スチールウール研磨、バフ研磨、ラッピング等の物理的粗面化方法、酸性溶液若しくは又はアルカリ性溶液による化学エッチング法、電解エッチング法等が挙げられるが、シートの変形が少なく、Ｒａ及びＲｙの制御が容易であることから、化学エッチング法及び電解エッチング法が好ましく、化学エッチング法が更に好ましい。 Examples of roughening methods include, for example, sandblasting, shot blasting / glass bead blasting, honing treatment, belt polishing, brush polishing, steel wool polishing, buffing, lapping, physical roughening methods, acidic solutions, or alkaline Examples include a chemical etching method using a solution, an electrolytic etching method, and the like, but since the deformation of the sheet is small and Ra and Ry are easily controlled, the chemical etching method and the electrolytic etching method are preferable, and the chemical etching method is more preferable.
化学エッチング法としては、例えば、酸によるエッチング、アルカリによるエッチング等が挙げられる。
酸によりエッチングして粗面化する場合の酸としては、例えば、硫酸、硝酸、塩酸、フッ酸、ホウフッ化水素酸、リン酸、クロム酸、フッ化アンモニウム、塩化鉄、メタンスルホン酸、エタンスルホン酸、ヒドロキシエタンスルホン酸、ヒドロキシプロパンスルホン酸等が挙げられる。これらの酸の中でも、塩酸、リン酸及びフッ化アンモニウムが好ましく、塩酸及びリン酸が更に好ましい。
エッチング液中の酸の濃度は、酸の種類、エッチング温度、エッチング時間等により異なるが、塩酸の場合は、１〜２５質量％が好ましく、３〜２０質量％が更に好ましく、５〜１５質量％が最も好ましい。同様に、リン酸の場合は、１０〜８０質量％が好ましく、２０〜７０質量％が更に好ましく、３０〜６０質量％が最も好ましい。また、フッ化アンモニウムの場合は、１〜２０質量％が好ましく、２〜１５質量％が更に好ましく、３〜１０質量％が最も好ましい。
Examples of the chemical etching method include acid etching, alkali etching, and the like.
Examples of acids used for roughening by etching with acid include sulfuric acid, nitric acid, hydrochloric acid, hydrofluoric acid, borofluoric acid, phosphoric acid, chromic acid, ammonium fluoride, iron chloride, methanesulfonic acid, and ethanesulfone. Examples include acids, hydroxyethanesulfonic acid, hydroxypropanesulfonic acid and the like. Among these acids, hydrochloric acid, phosphoric acid and ammonium fluoride are preferable, and hydrochloric acid and phosphoric acid are more preferable.
The acid concentration in the etching solution varies depending on the type of acid, etching temperature, etching time, etc., but in the case of hydrochloric acid, 1 to 25% by mass is preferable, 3 to 20% by mass is more preferable, and 5 to 15% by mass. Is most preferred. Similarly, in the case of phosphoric acid, it is preferably 10 to 80% by mass, more preferably 20 to 70% by mass, and most preferably 30 to 60% by mass. Moreover, in the case of ammonium fluoride, 1-20 mass% is preferable, 2-15 mass% is still more preferable, and 3-10 mass% is the most preferable.
アルカリによりエッチングして粗面化する場合のアルカリとしては、例えば、水酸化リチウム、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、炭酸ナトリウム、アルミン酸ナトリウム、ケイ酸ナトリウム、メタケイ酸ナトリウム、リン酸ナトリウム等が挙げられる。これらのアルカリの中でも、特に、水酸化ナトリウムが好ましい。エッチング液中のアルカリの濃度は、アルカリの種類、エッチング温度、エッチング時間等により異なるが、水酸化ナトリウムの場合は、１〜３０質量％が好ましく、３〜２５質量％が更に好ましく、５〜２０質量％が最も好ましい。
化学エッチングにより粗面化する場合には、上記の酸又はアルカリのみでも十分であるが、エッチング液に、更に、水溶性酸化剤又は有機アミン化合物を配合することにより、Ｒａ及びＲｙの制御が容易になる。
Examples of the alkali in the case of roughening by etching with alkali include lithium hydroxide, sodium hydroxide, potassium hydroxide, sodium carbonate, sodium aluminate, sodium silicate, sodium metasilicate, sodium phosphate and the like. It is done. Among these alkalis, sodium hydroxide is particularly preferable. The concentration of alkali in the etching solution varies depending on the type of alkali, etching temperature, etching time, etc., but in the case of sodium hydroxide, it is preferably 1 to 30% by mass, more preferably 3 to 25% by mass, and 5 to 20%. Mass% is most preferred.
When roughening by chemical etching, only the acid or alkali described above is sufficient, but Ra and Ry can be easily controlled by adding a water-soluble oxidizing agent or an organic amine compound to the etching solution. become.
水溶性酸化剤としては、例えば、過酸化水素；過塩素酸カリウム、過塩素酸ナトリウム、過塩素酸アンモニウム等の過塩素酸塩類；過ヨウ素酸ナトリウム、過ヨウ素酸カリウム等の過ヨウ素酸塩類；過硫酸（ペルオキソ二硫酸とも言う）、過硫酸ナトリウム、過硫酸カリウム、過硫酸アンモニウム等の過硫酸又はその塩；カロー酸（ペルオキソ一硫酸とも言う）、カロー酸ナトリウム・カロー酸カリウム、カロー酸アンモニウム等のカロー酸又はその塩：過ギ酸、過酢酸、過プロピオン酸、ペルオキシフタル酸、モノペルオキシコハク酸等の有機過酸又はその塩；ペルオキソリン酸、ペルオキソリン酸ナトリウム、ペルオキソリン酸カリウム等の、ペルオキソリン酸又はその塩；等が挙げられる。これらの中でも、過酸化水素、過硫酸又はその塩及びカロー酸又はその塩が好ましく、過酸化水素、過塩素酸カリウム及び過塩素酸ナトリウムが更に好ましく、過酸化水素が最も好ましい。水溶性酸化剤の配合量は、エッチング液に対して、０．５〜８質量％が好ましく、１〜６質量％が更に好ましく、２〜５質量％が最も好ましい。 Examples of the water-soluble oxidizing agent include hydrogen peroxide; perchlorates such as potassium perchlorate, sodium perchlorate and ammonium perchlorate; periodates such as sodium periodate and potassium periodate; Persulfuric acid such as persulfuric acid (also called peroxodisulfuric acid), sodium persulfate, potassium persulfate, ammonium persulfate, etc .; Caroic acid (also called peroxomonosulfuric acid), sodium carorate / potassium kaloate, ammonium carorate, etc. Caroic acid or salts thereof: organic peracids or salts thereof such as performic acid, peracetic acid, perpropionic acid, peroxyphthalic acid, monoperoxysuccinic acid; peroxophosphoric acid, sodium peroxophosphate, potassium peroxophosphate, etc. Peroxophosphoric acid or a salt thereof; and the like. Among these, hydrogen peroxide, persulfuric acid or a salt thereof and caroic acid or a salt thereof are preferable, hydrogen peroxide, potassium perchlorate and sodium perchlorate are more preferable, and hydrogen peroxide is most preferable. 0.5-8 mass% is preferable with respect to an etching liquid, the compounding quantity of a water-soluble oxidizing agent has more preferable 1-6 mass%, and its 2-5 mass% is the most preferable.
有機アミン化合物としては、例えば、エチルアミン、ジエチルアミン、トリエチルアミン、プロピルアミン、ブチルアミン、トリブチルアミン、モノエタノールアミン、ジエタノールアミン、トリエタノールアミン、Ｎ，Ｎ，Ｎ´，Ｎ´−テトラキス（２−ヒドロキシプロピル）エチレンジアミン、ピペリジン、ピペラジン、Ｎ−メチルピペリジン、４−メチルピペリジン等挙げられる。有機アミン化合物の配合量は、エッチング液に対して、０．００５〜３質量％が好ましく、０．１〜２質量％が更に好ましく、０．５〜１．５質量％が最も好ましい。 Examples of the organic amine compound include ethylamine, diethylamine, triethylamine, propylamine, butylamine, tributylamine, monoethanolamine, diethanolamine, triethanolamine, N, N, N ′, N′-tetrakis (2-hydroxypropyl) ethylenediamine. , Piperidine, piperazine, N-methylpiperidine, 4-methylpiperidine and the like. The amount of the organic amine compound is preferably 0.005 to 3% by mass, more preferably 0.1 to 2% by mass, and most preferably 0.5 to 1.5% by mass with respect to the etching solution.
化学エッチング法によりエントリーシートを粗面化する場合のエッチング液の温度は、１０〜９０℃が好ましく、２０〜９０℃がより好ましく、２５〜７０℃が更に好ましく、３０〜５０℃が最も好ましい。エッチング液の温度が、１０℃未満の場合には、温度の制御が困難であり、９０℃を超える場合には、エッチング液中の水の蒸発量が多くなり、エッチング液の濃度管理が困難となる。エッチングの時間は、適宜決定すればよいが、０．５〜２０分が好ましく、１〜１５分が更に好ましく、２〜１０分が最も好ましい。エッチングの時間が０．５分未満の場合には粗面化が不十分となる場合があり、２０分を超えると表面粗さの最大高さ（Ｒｙ）が大きくなってしまう場合があるからである。 When the entry sheet is roughened by the chemical etching method, the temperature of the etching solution is preferably 10 to 90 ° C, more preferably 20 to 90 ° C, still more preferably 25 to 70 ° C, and most preferably 30 to 50 ° C. When the temperature of the etching solution is less than 10 ° C., it is difficult to control the temperature, and when it exceeds 90 ° C., the amount of water in the etching solution increases, and it is difficult to control the concentration of the etching solution. Become. The etching time may be appropriately determined, but is preferably 0.5 to 20 minutes, more preferably 1 to 15 minutes, and most preferably 2 to 10 minutes. If the etching time is less than 0.5 minutes, roughening may be insufficient. If the etching time exceeds 20 minutes, the maximum height (Ry) of the surface roughness may increase. is there.
化学エッチング法により粗面化する場合には、酸又はアルカリによるエッチングが終了した後、必要に応じてアルミニウムの表面のエッチング液を中和し、水洗、乾燥することにより、本発明のエントリーシートが得られる。
なお、アルカリによるエッチングの場合には、アルミニウム表面にスマット（アルミニウムの酸化物による黒色の汚れ）が発生することから、エッチング終了後、希塩酸、希硝酸等でこれを溶解除去することが好ましい。
In the case of roughening by chemical etching, after the etching with acid or alkali is completed, the etching solution on the surface of aluminum is neutralized if necessary, washed with water, and dried, so that the entry sheet of the present invention is obtained. can get.
In the case of etching with alkali, since smut (black stains due to aluminum oxide) is generated on the aluminum surface, it is preferable to dissolve and remove this with dilute hydrochloric acid, dilute nitric acid or the like after completion of etching.
電解エッチング法によりエントリーシートを粗面化する場合には、塩酸系電解液、硝酸系電解液、硫酸系電解液、リン酸系電解液、中性塩系電解液、水酸化アルカリ系電解液等が挙げられ、酸性電解液が好ましく、塩酸系電解液及び硝酸系電解液が更に好ましい。
塩酸系電解液は、塩酸を０．２〜３質量％含有する電解液である。塩酸の含量は０．３〜２質量％が好ましく、０．４〜１．５質量％が更に好ましく０．５〜１質量％が最も好ましい。塩酸系電解液は、更に、アルミニウムイオンを含有することが好ましい。塩酸系電解液中のアルミニウムイオンの含量は０．０５〜３質量％であることが好ましく、０．０７〜１．５質量％であることが更に好ましく、０．１〜０．７質量％であることが最も好ましい。塩酸系電解液は、他に、ナトリウムイオン及びアンモニウムイオンの少なくとも一方を含有していてもよい。
When roughening the entry sheet by electrolytic etching, hydrochloric acid electrolyte, nitric acid electrolyte, sulfuric acid electrolyte, phosphoric acid electrolyte, neutral salt electrolyte, alkali hydroxide electrolyte, etc. An acidic electrolyte is preferable, and a hydrochloric acid electrolyte and a nitric acid electrolyte are more preferable.
The hydrochloric acid-based electrolytic solution is an electrolytic solution containing 0.2 to 3% by mass of hydrochloric acid. The content of hydrochloric acid is preferably 0.3 to 2% by mass, more preferably 0.4 to 1.5% by mass, and most preferably 0.5 to 1% by mass. The hydrochloric acid-based electrolytic solution preferably further contains aluminum ions. The content of aluminum ions in the hydrochloric acid electrolyte is preferably 0.05 to 3% by mass, more preferably 0.07 to 1.5% by mass, and 0.1 to 0.7% by mass. Most preferably it is. In addition, the hydrochloric acid-based electrolytic solution may contain at least one of sodium ions and ammonium ions.
硝酸系電解液は、硝酸を０．１〜２質量％、アルミニウムイオンを０．０５〜１．５質量％含有する電解液である。硝酸の含量は０．３〜１．５質量％が好ましく、０．５〜１．２質量％が更に最も好ましい。また、アルミニウムイオンの含量は０．１〜１質量％が好ましく、０．２〜０．５質量％が更に好ましい。硝酸系電解液は、他に、アンモニウムイオンを含有していてもよい。
硫酸系電解液は、硫酸を１０〜９０質量％含有する電解液である。硫酸の含量は２０〜８０質量％が好ましく、３０〜７０質量％が更に好ましく、３０〜６０質量％が最も好ましい。
リン酸系電解液は、リン酸を１０〜９０質量％含有する電解液である。リン酸の含量は２０〜８０質量％が好ましく、３０〜７０質量％が更に好ましく、３０〜６０質童％が最も好ましい。
これらの場合、電解液中の硫酸やリン酸の濃度が低いと効果が得られにくく、高いと反応が早くなり制御が困難となる。
The nitric acid-based electrolyte is an electrolyte containing 0.1 to 2% by mass of nitric acid and 0.05 to 1.5% by mass of aluminum ions. The content of nitric acid is preferably 0.3 to 1.5% by mass, and more preferably 0.5 to 1.2% by mass. Moreover, 0.1-1 mass% is preferable and, as for the content of aluminum ion, 0.2-0.5 mass% is still more preferable. In addition, the nitric acid-based electrolyte may contain ammonium ions.
The sulfuric acid-based electrolytic solution is an electrolytic solution containing 10 to 90% by mass of sulfuric acid. The content of sulfuric acid is preferably 20 to 80% by mass, more preferably 30 to 70% by mass, and most preferably 30 to 60% by mass.
The phosphoric acid electrolyte is an electrolyte containing 10 to 90% by mass of phosphoric acid. The content of phosphoric acid is preferably 20 to 80% by mass, more preferably 30 to 70% by mass, and most preferably 30 to 60% by mass.
In these cases, if the concentration of sulfuric acid or phosphoric acid in the electrolytic solution is low, it is difficult to obtain the effect, and if it is high, the reaction becomes fast and control becomes difficult.
電解エッチング法の電解液の温度は２０〜７６℃が好ましく、２５〜６０℃が更に好ましく、３０〜５０℃が最も好ましい。また、印加される電圧は、１〜５０Ｖが好ましく、５〜３０Ｖが更に好ましい。電流密度は、０．１〜２Ａ／ｍ２が好ましく、０．２〜１．５Ａ／ｍ２が更に好ましい。電気量は、１〜２０Ｃ／ｍ２が好ましく、１．５〜１５Ｃ／ｍ２が更に好ましく、２〜１０Ｃ／ｍ２が最も好ましい。
電解処理時間は、０．１〜９０秒の範囲にあることが好ましい。電解処理時間が短いと制御が困難であり、長いと十分な表面粗度が得られにくい。
電解エッチング法により粗面化する場合には、電解終了後、必要に応じてアルミニウムの表面の電解液を中和し、水洗、乾燥することにより、本発明のエントリーシートが得られる。
The temperature of the electrolytic solution in the electrolytic etching method is preferably 20 to 76 ° C, more preferably 25 to 60 ° C, and most preferably 30 to 50 ° C. Moreover, 1-50V is preferable and the applied voltage has more preferable 5-30V. The current density is preferably 0.1 to 2 A / m 2, and more preferably 0.2 to 1.5 A / m 2 . Quantity of electricity is preferably from 1~20C / m 2, more preferably 1.5~15C / m 2, 2~10C / m 2 is most preferred.
The electrolytic treatment time is preferably in the range of 0.1 to 90 seconds. If the electrolytic treatment time is short, control is difficult, and if it is long, sufficient surface roughness is difficult to obtain.
When the surface is roughened by the electrolytic etching method, after completion of electrolysis, the electrolytic solution on the surface of the aluminum is neutralized as necessary, washed with water and dried to obtain the entry sheet of the present invention.
プリント基板等にドリルを用いて穴あけ加工する場合、本発明のエントリーシートは、プリント基板等の最上層（ドリルの侵入側）に置かれ、必要に応じて、最下層に捨て板（バックアップボードともいう）が置かれ、これらを重ね合わせて加工される。加工するプリント基板は、特に限定されず、片面基板、両面基板、多層基板のいずれでもよい。また、プリント基板の材質は、フェノール樹脂、エポキシ系樹脂、ポリイミド系樹脂、ポリエステル樹脂、トリアジン樹脂、フッ素系樹脂等のいずれでもよく、またこれらが、ガラス繊維等で強化された繊維強化樹脂でもよい。 When drilling a printed circuit board using a drill, the entry sheet of the present invention is placed on the uppermost layer (the drill entry side) of the printed circuit board, etc. ) Is placed and processed by superimposing them. The printed circuit board to be processed is not particularly limited, and may be a single-sided board, a double-sided board, or a multilayer board. The material of the printed circuit board may be any of a phenol resin, an epoxy resin, a polyimide resin, a polyester resin, a triazine resin, a fluorine resin, and the like, or a fiber reinforced resin reinforced with glass fiber or the like. .
本発明のエントリーシートは、径の小さなドリルよる穴あけの場合でも横滑りが少なく、位置精度が高い穴あけ加工ができる。従って、本発明のエントリーシートは、口径が１〜６ｍｍ程度の穴あけ加工にも使用できるが、小口径の穴あけ加工に好ましく使用でき、特に、口径０．１〜０．４ｍｍ、更に好ましくは口径０．１〜０．３ｍｍであり、最も好ましくは口径０．１〜０．２ｍｍの穴あけ加工に使用される。 The entry sheet of the present invention has less side slip even when drilling with a small-diameter drill, and can perform drilling with high positional accuracy. Therefore, the entry sheet of the present invention can be used for drilling with a diameter of about 1 to 6 mm, but can be preferably used for drilling with a small diameter, particularly 0.1 to 0.4 mm, and more preferably 0. 0.1 to 0.3 mm, and most preferably used for drilling with a diameter of 0.1 to 0.2 mm.
以下、実施例により本発明を更に具体的に説明するが、これらに限定されるものではない。尚、以下の実施例中、％は特に記載が無い限り質量基準である。 EXAMPLES Hereinafter, the present invention will be described more specifically with reference to examples, but is not limited thereto. In the following examples,% is based on mass unless otherwise specified.
実施例１：
ＪＩＳ Ｈ ４０００に規定するＡ−２０１７Ｔのアルミニウム合金よりなる厚さ１００μｍのシートを、水酸化ナトリウム１質量％を含有するアルカリ性水溶液に、４５℃で１分間浸漬した後、３０％硝酸に１分間浸漬し、その後十分に水洗し、乾燥することにより、実施例１のエントリーシートを製造した。
Example 1:
A sheet of 100 μm thickness made of an A-2017T aluminum alloy specified in JIS H 4000 is immersed in an alkaline aqueous solution containing 1% by mass of sodium hydroxide at 45 ° C. for 1 minute, and then immersed in 30% nitric acid for 1 minute. Thereafter, the entry sheet of Example 1 was manufactured by thoroughly washing with water and drying.
実施例２：
ＪＩＳ Ｈ ４０００に規定するＡ−４０３２Ｔのアルミニウム合金よりなる厚さ１５０μｍのシートを、リン酸４０質量％、過酸化水素３質量％及びジエチルアミン１質量％を含有する酸性水溶液に、４５℃で５分間浸漬した後、十分に水洗し、乾燥することにより、実施例２のエントリーシートを製造した。
Example 2:
A sheet having a thickness of 150 μm made of an aluminum alloy of A-4032T specified in JIS H 4000 is added to an acidic aqueous solution containing 40% by mass of phosphoric acid, 3% by mass of hydrogen peroxide and 1% by mass of diethylamine at 45 ° C. for 5 minutes. After immersion, the entry sheet of Example 2 was manufactured by thoroughly washing with water and drying.
実施例３：
ＪＩＳ Ｈ ４０００に規定するＡ−５００５Ｈのアルミニウム合金よりなる厚さ１５０μｍのシートを、水酸化ナトリウム３質量％を含有するアルカリ性水溶液に、４０℃で１分間浸漬した後３０％硝酸に１分間浸漬し、その後、十分に水洗し、乾燥することにより、実施例３のエントリーシートを製造した。
Example 3:
A sheet having a thickness of 150 μm made of an aluminum alloy of A-5005H specified in JIS H 4000 is immersed in an alkaline aqueous solution containing 3% by mass of sodium hydroxide at 40 ° C. for 1 minute, and then immersed in 30% nitric acid for 1 minute. Then, the entry sheet of Example 3 was manufactured by thoroughly washing with water and drying.
実施例４：
ＪＩＳ Ｈ ４０００に規定するＡ−２０１７Ｈのアルミニウム合金よりなる厚さ２００μｍのシートを、リン酸４０質量％、過酸化水索３質量％及びジエチルアミン１質量％を含有する酸性水溶液に、４５℃で５分間浸漬した後、十分に水洗し、乾燥することにより、実施例４のエントリーシートを製造した。
Example 4:
A sheet having a thickness of 200 μm made of an aluminum alloy of A-2017H specified in JIS H 4000 was added to an acidic aqueous solution containing 40% by mass of phosphoric acid, 3% by mass of peroxide hydrox and 1% by mass of diethylamine at 45 ° C. After dipping for a minute, the entry sheet of Example 4 was manufactured by thoroughly washing with water and drying.
実施例５：
ＪＩＳ Ｈ ４０００に規定するＡ−６０６１Ｔのアルミニウム合金よりなる厚さ１００μｍのシートを、リン酸４０質量％、過酸化水素３質量％及びジエチルアミン１質量％を含有する酸性水溶液に、４５℃で５分間浸潰した後、十分に水洗し、乾燥することにより、実施例５のエントリーシートを製造した。
Example 5:
A sheet having a thickness of 100 μm made of an aluminum alloy of A-6061T defined in JIS H 4000 is added to an acidic aqueous solution containing 40% by mass of phosphoric acid, 3% by mass of hydrogen peroxide and 1% by mass of diethylamine at 45 ° C. for 5 minutes. After being crushed, the entry sheet of Example 5 was produced by thoroughly washing with water and drying.
実施例６：
ＪＩＳ Ｈ ４０００に規定するＡ−３００３Ｈのアルミニウム合金よりなる厚さ１００μｍのシートを、リン酸４０質量％、過酸化水素３質量％及びジエチルアミン１質量％を含有する酸性水溶液に、４５℃で５分間浸漬した後、十分に水洗し、乾燥することにより、実施例６のエントリーシートを製造した。
Example 6:
A sheet having a thickness of 100 μm made of an A-3003H aluminum alloy specified in JIS H 4000 is added to an acidic aqueous solution containing 40% by mass of phosphoric acid, 3% by mass of hydrogen peroxide and 1% by mass of diethylamine at 45 ° C. for 5 minutes. After immersion, the entry sheet of Example 6 was manufactured by thoroughly washing with water and drying.
実施例７：
ＪＩＳ Ｈ ４０００に規定するＡ−１１００Ｈの金属アルミニウムよりなる厚さ１００μｍのシートを、塩酸２質量％、塩化ナトリウム１質量％を含有する酸性水溶液に、４５℃で５分間浸漬した後、十分に水洗し、乾燥することにより、実施例７のエントリーシートを製造した。
Example 7:
A sheet of 100 μm thickness made of A-1100H metal aluminum specified in JIS H 4000 is immersed in an acidic aqueous solution containing 2% by mass of hydrochloric acid and 1% by mass of sodium chloride at 45 ° C. for 5 minutes, and then thoroughly washed with water. And the entry sheet of Example 7 was manufactured by drying.
比較例１：
ＪＩＳ Ｈ ４０００に規定するＡ−３００３Ｈの金属アルミニウムよりなる厚さ１００μｍのエントリーシートを使用した。
Comparative Example 1:
An entry sheet having a thickness of 100 [mu] m made of A-3003H metal aluminum as defined in JIS H4000 was used.
比較例２：
ＪＩＳ Ｈ ４０００に規定するＡ−３００３Ｏの金属アルミニウムよりなる厚さ１５０μｍのエントリーシートを使用した。
Comparative Example 2:
An entry sheet having a thickness of 150 [mu] m made of A-3003O metal aluminum as defined in JIS H4000 was used.
比較例３：
ＪＩＳ Ｈ ４０００に規定するＡ−１１００Ｈの金属アルミニウムよりなる厚さ１００μｍのエントリーシートを使用した。
Comparative Example 3:
An entry sheet having a thickness of 100 μm made of A-1100H metal aluminum as defined in JIS H4000 was used.
比較例４：
ＪＩＳ Ｈ ４０００に規定するＡ−２０１７Ｔのアルミニウム合金よりなる厚さ１００μｍのシートを、塩酸２質量％、塩化ナトリウム１質量％を含有する酸性水溶液に、５０℃で２５分間浸漬した後、十分に水洗し、乾燥することにより、比較例５のエントリーシートを製造した。
Comparative Example 4:
A sheet of 100 μm thickness made of an aluminum alloy of A-2017T specified in JIS H 4000 is immersed in an acidic aqueous solution containing 2% by mass of hydrochloric acid and 1% by mass of sodium chloride at 50 ° C. for 25 minutes, and then thoroughly washed with water. And the entry sheet of the comparative example 5 was manufactured by drying.
比較例５：
ＪＩＳ Ｈ ４０００に規定するＡ−１１００Ｈの金属アルミニウムよりなる厚さ１５０μｍのシートを、塩酸２質量％、塩化ナトリウム１質量％を含有する酸性水溶液に、４５℃で２５分間浸漬した後、十分に水洗し、乾燥することにより、比較例６のエントリーシートを製造した。
Comparative Example 5:
A sheet of 150 μm thickness made of A-1100H metal aluminum as defined in JIS H 4000 is immersed in an acidic aqueous solution containing 2% by mass of hydrochloric acid and 1% by mass of sodium chloride for 25 minutes at 45 ° C., and then thoroughly washed with water. And the entry sheet of the comparative example 6 was manufactured by drying.
比較例６：
ＪＩＳ Ｈ ４０００に規定するＡ−３００３Ｈのアルミニウム合金よりなる厚さ１００μｍのシートを、塩酸２質量％、塩化ナトリウム１質量％を含有する酸性水溶液に、４５℃で２５分間浸漬した後、十分に水洗し、乾燥することにより、比較例７のエントリーシートを製造した。
Comparative Example 6:
A sheet of 100 μm thickness made of an aluminum alloy of A-3003H specified in JIS H 4000 is immersed in an acidic aqueous solution containing 2% by mass of hydrochloric acid and 1% by mass of sodium chloride at 45 ° C. for 25 minutes, and then thoroughly washed with water. And the entry sheet of the comparative example 7 was manufactured by drying.
実施例１〜７及び比較例１〜６のエントリーシートについて、中心線平均表面粗さ（Ｒａ）、表面粗さの最大高さ（Ｒｙ）を測定した。これらの結果を表１に示す。なお、Ｒａ及びＲｙは、超深度形状測定顕微鏡（キーエンス社製、型式ＶＫ８５００）を用いて測定した。
さらに実施例１〜７及び比較例１〜６のエントリーシートを使用して、下記の方法でプリント基板の穴あけ加工を行い、ドリル耐折損性、穴位置精度を評価した。これらの結果を表１に示す。
For the entry sheets of Examples 1 to 7 and Comparative Examples 1 to 6, the center line average surface roughness (Ra) and the maximum height (Ry) of the surface roughness were measured. These results are shown in Table 1. Ra and Ry were measured using an ultradeep shape measuring microscope (manufactured by Keyence Corporation, model VK8500).
Furthermore, using the entry sheets of Examples 1 to 7 and Comparative Examples 1 to 6, drilling of the printed board was performed by the following method, and drill breakage resistance and hole position accuracy were evaluated. These results are shown in Table 1.
＜加工方法＞
紙−フェノール積層板（捨て板）の上に、厚さ０．２ｍｍのガラスエポキシ両面銅張板（銅箔３５／３５μｍ）を８枚、次いで、最上部にエントリーシートを置いて固定し、直径０．２ｍｍ、刃長６．０ｍｍのドリルを用いて、回転数６００００ｒｐｍ、送り速度１．８ｍｍ／分の条件で、４０００穴の穴あけ加工を行った。
<Processing method>
Eight glass epoxy double-sided copper-clad boards (copper foil 35/35 μm) with a thickness of 0.2 mm are placed on a paper-phenol laminate (discarded board), then an entry sheet is placed on the top and fixed. Using a drill of 0.2 mm and a blade length of 6.0 mm, 4000 holes were drilled at a rotational speed of 60000 rpm and a feed rate of 1.8 mm / min.
＜ドリル耐折損性＞
○：４０００ショット（穴あけ回数）までドリル破損せず、良好。
△：２００１〜４０００ショットの間にドリルが破損し、やや不良。
×：１〜２０００ショットの間にドリルが破損し、不良。
<Drill breaking resistance>
○: The drill does not break up to 4000 shots (the number of drilling times) and is good
(Triangle | delta): A drill broke between 2001-4000 shots, and it is a little bad.
X: The drill broke between 1 and 2000 shots, and was defective.
＜穴位置精度＞
最上部の基板（１枚目）と最下部の基板（８枚目）について、３９９０〜４０００ショットの１０個の穴の設定穴位置からのずれを、プリント基板穴位置外形検査機（竹内製作所製、型式ＰＸＬ−２０００Ｖ）により測定し、それらの値の平均値を計算した。
<Hole position accuracy>
For the uppermost board (first board) and the lowermost board (8th board), the displacement of 10 holes of 3990 to 4000 shots from the set hole position was determined by a printed board hole position outline inspection machine (manufactured by Takeuchi Seisakusho). , Model PXL-2000V), and the average of these values was calculated.
備考：表１において、調質はＪＩＳ Ｈ ０００１記載の質別を表わし、それぞれ以下の質を意味する。
Ｆ：製造したままのもの、
Ｏ：焼きなまししたもの、
Ｈ：加工硬化したもの、
Ｗ：液体化処理したもの、
Ｔ：熱処理によって、Ｆ、Ｏ、Ｈ以外の安定な質別にしたもの。
なお本発明では、いずれの質別のものも使用可能である。
Remarks: In Table 1, the tempering represents the quality according to JIS H 0001, which means the following qualities.
F: As manufactured,
O: Annealed,
H: Work hardened,
W: liquefied
T: Stable quality other than F, O, H by heat treatment.
In the present invention, any qualities can be used.
表１から見られるように、本発明の要件を充足するエントリーシートは、プリント配線基盤を複数枚重ねて穴あけ加工した場合でも、ドリルの折損がなく、かつ設定位置からの穴のずれが極めて小さいことが判る。 As can be seen from Table 1, the entry sheet satisfying the requirements of the present invention has no drill breakage and extremely small deviation of the hole from the set position even when a plurality of printed wiring boards are punched. I understand that.
Claims (4)
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-
2004
- 2004-02-12 JP JP2004035682A patent/JP2005224895A/en active Pending
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