JP2008053514A - ドリル孔明け用エントリーシート - Google Patents

Abstract

【課題】
孔位置精度の低下やドリル折れの原因となるドリルビットへのエントリーシート樹脂の巻き付きを低減した、孔位置精度に優れるドリル孔明け用エントリーシートの提供。
【解決手段】
金属箔の少なくとも片面に水溶性樹脂(a)含有樹脂組成物層が形成されており、且つ該樹脂組成物層の表面に光硬化性樹脂の硬化物層が形成されているドリル孔明け用エントリーシート。
【選択図】 なし

Description

本発明は、プリント配線板の製造工程において、銅張積層板や多層板などのドリル孔明け加工の際に使用されるドリル孔明け用エントリーシートに関するものである。

プリント配線板材料に使用される銅張積層板や多層板のドリル孔明け加工方法としては、銅張積層板や多層板を１枚または複数枚重ねて、その最上部に当て板としてアルミ箔単体またはアルミ箔表面に樹脂組成物層を形成したドリル孔明け用エントリーシートを配置して孔明け加工を行う方法が一般的に採用されている。近年、プリント配線板材料に対する高密度化や信頼性向上の要求から、孔位置精度の改善や孔壁粗さの低減などの高品質の孔明け加工が求められ、これに対応するために、ポリエチレングリコールなどの水溶性樹脂からなるシートを使用した孔明け加工法(例えば特許文献１参照)、金属箔に水溶性樹脂層を形成した孔明け用滑剤シート(例えば特許文献２参照)、熱硬化性樹脂薄膜を形成したアルミニウム箔に水溶性樹脂層を形成した孔明け用エントリーシート(例えば特許文献３参照)などが提案・実用化されている。また昨今では、プリント配線板の更なる高密度化に対応するドリルビットの小径化の進展に伴い、ドリルビットへのエントリーシート樹脂の巻き付きの影響が大きくなり、芯振れ、切り粉の排出悪化、樹脂落ちなどによる孔位置精度の低下や、ドリルビット折れが発生する傾向が増加している。このため、ドリルビットへのエントリーシート樹脂の巻き付きの少ない、孔位置精度に優れるドリル孔明け用エントリーシートが切望されている。

特開平４−９２４９４号公報 特開平６−３４４２９７号公報 特開２００３−１３６４８５号公報

本発明の目的は、銅張積層板や多層板などをドリル孔明け加工する際の従来技術における上記課題を解決する、つまり孔位置精度の低下やドリル折れの原因となるドリルビットへのエントリーシート樹脂の巻き付きを低減した、孔位置精度に優れるドリル孔明け用エントリーシートを提供するものである。

本発明者らはドリルビットへの樹脂の巻き付きの低減策について鋭意研究を重ねた結果、巻き付き現象は、ドリル孔明け加工時の摩擦熱で高温となったドリルビットの根元にエントリーシート表面の樹脂組成物が軟化して付着した後、冷えて固まるものであり、この樹脂組成物層の表面を、軟化し難い特定の硬化樹脂層で覆うことで、ドリルビットへの樹脂の巻き付きが低減することを見出し本発明に至った。即ち本発明は、金属箔の少なくとも片面に水溶性樹脂(a)含有樹脂組成物層が形成されており、且つ該樹脂組成物層の表面に光硬化性樹脂の硬化物層が形成されているドリル孔明け用エントリーシートであり、好ましくは該光硬化性樹脂の硬化物層の厚みが、0.5〜20μmであるドリル孔明け用エントリーシートであり、更に好ましくは該光硬化性樹脂の硬化物層の厚みと該樹脂組成物層の厚みの比(光硬化性樹脂の硬化物層の厚み／樹脂組成物層の厚み)が、0.01〜0.5の範囲であるドリル孔明け用エントリーシートである。

本発明のドリル孔明け用エントリーシートを使用することにより、ドリル孔明け加工時におけるドリルビットへのエントリーシート樹脂の巻き付きが低減された。これにより、小径以下のドリルビットを使用するドリル孔明け加工においても、孔位置精度の低下やドリル折れを防止できる、高品質で、生産性に優れる孔明け加工が可能となる。

本発明は、金属箔の少なくとも片面に、水溶性樹脂(a)含有樹脂組成物層が形成されており、且つ該樹脂組成物層の表面に光硬化性樹脂の硬化物層が形成されているドリル孔明け用エントリーシートである。金属箔に形成される水溶性樹脂(a)含有樹脂組成物層は、通常１層であるが、２層以上の複合層であってもよく、複合層の場合には、樹脂組成物層の表面とは複合層の表面を意味する。

本発明のドリル孔明け用エントリーシートの樹脂組成物層に使用される水溶性樹脂(a)とは、常温、常圧において、水100ｇに対し、1ｇ以上溶解する高分子化合物であれば、特に限定されない。好適なものとしては、ポリエチレンオキサイド、ポリプロピレンオキサイド、ポリビニルアルコール、ポリアクリル酸ソーダ、ポリアクリルアミド、ポリビニルピロリドン、カルボキシメチルセルロース、ポリテトラメチレングリコール、ポリエーテルエステル、ポリビニルアルコールが挙げられ、１種あるいは２種以上を適宜混合して使用することも可能である。樹脂組成物中の水溶性樹脂(a)の配合量は、好ましくは10〜90重量％であり、より好ましくは20〜80重量％である。ドリル孔明け加工時に潤滑効果を高めるため、樹脂組成物としては、これらの水溶性樹脂(a)に後述の水溶性滑剤(b)を併用することが好ましい。

本発明において使用される水溶性樹脂(ａ)の１種であるポリエーテルエステルとは、ポリアルキレンオキシドのエステル化物であれば、特に限定されない。 代表的な例としては、ポリエチレングリコール、ポリエチレンオキサイド、ポリプロピレングリコール、ポリテトラメチレングリコール、ポリプロピレンオキサイドやこれらの共重合物で例示されるグリコール類、またはエチレンオキサイド類の重合物と、フタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸、セバシン酸等、及びそれらのジメチルエステル、ジエチルエステル等、ピロメリット酸無水物等で例示される多価カルボン酸、その無水物、またはそのエステルとを反応させて得られる樹脂などが挙げられ、１種もしくは２種以上を適宜混合して使用することも可能である。

本発明のドリル孔明け用エントリーシートの樹脂組成物層に使用される水溶性樹脂(a)に好適に併用される水溶性滑剤(b)としては、具体的には、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール；ポリオキシエチレンオレイルエーテル、ポリオキシエチレンセチルエーテル、ポリオキシエチレンステアリルエーテル、ポリオキシエチレンラウリルエーテル、ポリオキシエチレンノニルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンオクチルフェニルエーテルなどで例示されるポリオキシエチレンのモノエーテル類；ポリオキシエチレンモノステアレート、ポリオキシエチレンソルビタンモノステアレート；ヘキサグリセリンモノステアレート、デカヘキサグリセリンモノステアレートなどで例示されるポリグリセリンモノステアレート類；ポリオキシエチレンプロピレン共重合体などが挙げられ、１種もしくは２種以上を適宜配合して使用することも可能である。樹脂組成物中の水溶性滑剤(b)の配合量は、好ましくは10〜90重量％、より好ましくは 20〜80重量％である。水溶性滑剤(b)が 10重量％未満ではドリル孔明け時の潤滑効果が不十分になり易く、90重量％を超えると樹脂組成物層が脆くなる場合がある。

本発明のドリル孔明け用エントリーシートにおける水溶性樹脂(a)含有樹脂組成物層の厚みは、ドリル孔明け加工の際に使用するドリルビット径や加工する銅張積層板や多層板の構成などによって選択されるが、通常、5〜250μmの範囲が好ましく、10〜200μmの範囲がより好ましい。水溶性樹脂(a)含有樹脂組成物層の厚みが、5μm未満では十分な潤滑効果が得られにくく、250μmを超えるとドリルビットへのエントリーシート樹脂の巻き付きが増加する。また、水溶性樹脂(a)含有樹脂組成物中には各種添加剤も使用可能であり、例えば、有機または無機の充填剤、染料、着色顔料等が目的に合わせて用いられる。

本発明のドリル孔明け用エントリーシートに使用される金属箔としては、厚み 50〜300μmのアルミニウム箔が好ましい。アルミニウム箔の厚みが 50μm未満ではドリル孔明け加工の際、銅張積層板や多層板にバリが発生し易く、300μmを超えると、ドリル孔明け加工時に発生する切り粉の排出が困難になる。アルミニウム箔の材質としては、純度 95％以上のアルミニウムがより好ましく、具体的にはJIS H4160に規定される、5052、3004、3003、1N30、1050、1070、1085などが例示される。金属箔に高純度のアルミニウム箔を使うことでドリルビットの衝撃の緩和や食いつき性が向上し、樹脂組成物層によるドリルビットの潤滑効果と相俟って、加工孔の孔位置精度が向上する。また、これらアルミニウム箔に、予め厚さ 0.1〜10μmの接着用皮膜が形成されているアルミニウム箔の使用が樹脂組成物との密着性の点から更に好ましい。接着用皮膜に使用される接着剤としては、ウレタン系、酢酸ビニル系、塩化ビニル系、ポリエステル系及び、それらの共重合体や、エポキシ系、シアネート系などの接着剤が例示される。金属箔の少なくとも片面に水溶性樹脂(a)含有樹脂組成物層を形成させる方法としては、予め水溶性樹脂(a)含有樹脂組成物のシートを作製した後、金属箔と貼り合わせて金属箔複合樹脂組成物シートとする方法や、金属箔の少なくとも片面に直接水溶性樹脂(a)含有樹脂組成物の溶解物や溶液をコーティング法などにより塗工し、必要に応じて乾燥し、金属箔複合樹脂組成物シートとする方法などが例示される。

本発明のドリル孔明け用エントリーシートの水溶性樹脂(a)含有樹脂組成物層の表面に形成・硬化される光硬化性樹脂とは、光エネルギーの作用により硬化する化合物であれば特に限定されない。光硬化性樹脂にはラジカル重合型樹脂とラジカル付加型樹脂があり、代表的な例としては、ラジカル重合型樹脂には不飽和ポリエステル系、ポリエステルアクリレート系、ポリエーテルアクリレート系、アクリル化エポキシ樹脂系、アクリル化ポリウレタン系、アクリル樹脂系などが、ラジカル付加型樹脂にはエポキシ樹脂系などのカチオン重合型樹脂が挙げられる。

本発明において使用される光硬化性樹脂には、反応を開始させるための光重合開始剤が適量配合される。光重合開始剤とは、光を吸収して活性化し、開裂反応や水素引き抜き、電子移動などの反応を起こし、ラジカル分子、水素イオンなど反応を開始する物質を生成するものであり、アセトフェノン系、ベンゾフェノン系、ミヒラーケトン類、ベンジル類、ベンゾインやベンゾインエーテル類、ベンジルメチルケタール類、チオキサントン類などが例示される。光硬化性樹脂に光重合開始剤を添加した樹脂組成物の硬化に使用する光エネルギーとしては紫外線などが例示され、光硬化性樹脂を硬化させるには、200〜450nm域の出力波長を持つ紫外線照射装置を用いるのが一般的である。

本発明のドリル孔明け用エントリーシートの水溶性樹脂(a)含有樹脂組成物層の表面に形成する光硬化性樹脂の硬化物層の厚みは、0.5〜20μmの範囲が好ましく、2〜15μmの範囲がより好ましい。光硬化性樹脂の硬化物層の厚みが 0.5μm未満では、ドリル孔明け加工時のドリルビットへのエントリーシート樹脂の巻き付き低減効果が不足し、光硬化性樹脂の硬化物層の厚みが 20μmを超えると水溶性樹脂(a)含有樹脂組成物層の潤滑効果が阻害され、逆に孔位置精度が低下する場合がある。また光硬化性樹脂の硬化物層の厚みと前述の樹脂組成物層の厚みの比(光硬化性樹脂の硬化物層の厚み／樹脂組成物層の厚み)は、0.01〜0.5の範囲が好ましい。

本発明のドリル孔明け用エントリーシートにおいて、水溶性樹脂(a)含有樹脂組成物層の表面に光硬化性樹脂の硬化物層を形成させる方法としては、水溶性樹脂(a)含有樹脂組成物のシートの片面もしくは金属箔複合樹脂組成物シートの樹脂組成物層面に、例えば、バーコーター等を用いたコーティング法によって、光硬化性樹脂を塗布した後、紫外線照射により硬化させる方法や、スプレー等を用いて光硬化性樹脂を塗布した後、同様に紫外線照射により硬化させる方法などがあるが、光硬化性樹脂の硬化物層の厚み均一性を得るには、コーティング法が望ましい。紫外線照射の方法には小型の照射装置が、量産向けにはコンベアを用いた連続型の照射装置が使用される。水溶性樹脂(a)含有樹脂組成物のシートの片面に光硬化性樹脂の硬化物層を形成させた場合は、その後、硬化物層を形成していない面に金属箔を貼り合わせ、金属箔複合樹脂組成物シートの樹脂組成物層面に光硬化性樹脂の硬化物層を形成させた場合はそのままで、本発明のドリル孔明け用エントリーシートとなる。

本発明のドリル孔明け用エントリーシートは、プリント配線板材料、具体的には、銅張積層板や多層板などをドリル孔明け加工する際、銅張積層板や多層板を１枚または複数枚を重ねたものの少なくとも最上面に、銅張積層板や多層板と接するように配置し、ドリル孔明け用エントリーシートの光硬化性樹脂の硬化物層面側から、ドリル孔明け加工を行うものである。以下に実施例、比較例を示し、本発明を具体的に説明する。

(実施例１)
数平均分子量 15万のポリエチレンオキサイド(アルコックスR-150、明成化学工業製) 50重量部と数平均分子量 20,000のポリエチレングリコール(PEG20000、三洋化成工業製) 50重量部を、ニーダーを使用して温度 130℃、窒素ガスシール下で混練りした後、100℃の加熱ロールに通して厚さ 50μmの樹脂組成物シートを得た。この樹脂組成物シートを厚み 100μmのアルミニウム箔(三菱アルミニウム製、材質3004)にラミネーターを通して貼り合わせ、金属箔複合樹脂組成物シートＡを得た。次に暗室にて、金属箔複合樹脂組成物シートＡの樹脂組成物層表面に、不飽和ポリエステル系樹脂(ゴーセラックG223、日本合成化学製)と光重合開始剤のベンジルジメチルケタール(イルガキュア651、チバガイギー製)をゴーセラックG223：イルガキュア651＝100:3の比率で配合した塗料をバーコーターで塗布した後、ハンディ型紫外線照射装置(波長 365nm)で 60秒間照射を行い、金属箔複合樹脂組成物シートＡの樹脂組成物層表面に厚さ 10μmの光硬化性樹脂の硬化物層を形成したドリル孔明け用エントリーシートＢを得た。このドリル孔明け用エントリーシートＢを、厚さ 0.4mmの銅張積層板(CCL-HL832、銅箔両面 12μm、三菱ガス化学製)を 6枚重ねた上に、光硬化性樹脂の硬化物層を上にして配置し、重ねた銅張積層板の下側には当て板(ベーク板)を配置してドリルビット:0.3mmφ、回転数:120,000rpm、送り速度:20μm/rev.の条件でドリルビット1本につき 4,000hitで、20本のドリル孔明け加工を行い、ドリルビットへの樹脂巻き付き度合い、孔位置精度の評価を行った結果を表１に示した。

(比較例１)
実施例１において、ドリル孔明け用エントリーシートＢの代わりに金属箔複合樹脂組成物シートＡを、そのまま樹脂組成物層を上にして銅張積層板に配置してドリル孔明け用エントリーシートとして使用する以外は、実施例１と同様にしてドリル孔明け加工を行い、ドリルビットへの樹脂巻き付き度合い、孔位置精度の評価を行った結果を表１に示した。

(実施例２)
ポリエチレングリコール・ジメチルテレフタレート重縮合物(パオゲンPP-15、第一工業製薬製) 50重量部、ポリオキシエチレンモノステアレート(ノニオンS-40、日本油脂製) 50重量部を、ニーダーを使用し、温度 140℃の窒素雰囲気中で混練した後、押出機にて厚さ 100μmのシートを作成した。このシートを、厚さ 100μmのアルミニウム箔(日本製箔製、材質1N30)に予め接着用被膜としてポリエステル系接着剤(R820、セメダイン製)を 2μm塗工した接着用被膜形成アルミニウム箔の片面に重ね、100℃の加熱ロールで接着させ、金属箔複合樹脂組成物シートＣを得た。次に暗室で、この金属箔複合樹脂組成物シートＣの樹脂組成物層表面に、アクリレート系樹脂(カヤラッドR604、日本化薬製)とベンジルジメチルケタール(イルガキュア651)をカヤラッドR604:イルガキュア651=100:3の比率で混合した塗料をバーコーターで塗布した後、ハンディ型紫外線照射装置(波長 365nm)で 90秒間照射を行い、樹脂組成物表面に厚さ 15μmの光硬化性樹脂の硬化物層を形成したドリル孔明け用エントリーシートＤを得た。このドリル孔明け用エントリーシートＤを、厚さ0.1mmの銅張積層板(CCL-HL832HS、銅箔両面 12μm、三菱ガス化学製)を 4枚重ねた上に、光硬化性樹脂の硬化物層を上にして配置し、重ねた銅張積層板の下側には当て板(ベーク板)を配置してドリルビット:0.15mmφ、回転数:160,000rpm、送り速度:15μm/rev.の条件でドリルビット1本につき 4,000hitで、20本のドリル孔明け加工を行い、ドリルビットへの樹脂巻き付き度合い、孔位置精度の評価を行った結果を表１に示した。

(比較例２)
実施例２において、ドリル孔明け用エントリーシートＤの代わりに金属箔複合樹脂組成物シートＣを、そのまま樹脂組成物層を上にして銅張積層板に配置してドリル孔明け用エントリーシートとして使用する以外は、実施例２と同様にしてドリル孔明け加工を行い、ドリルビットへの樹脂巻き付き度合い、孔位置精度の評価を行った結果を表１に示した。

(表１)
実施例 比較例 実施例 比較例
項 目 １ １ ２ ２
樹脂巻き付き度合い(本)
微少 18/20 3/20 17/20 2/20
少ない 2/20 5/20 3/20 8/20
多い 0/20 12/20 0/20 10/20
孔位置精度(μm)
(平均＋3σ)の平均値 23 28 13 17
最大値の平均値 40 45 37 42

＜評価方法＞
１) 樹脂巻き付き度合い：4,000hit加工後のドリルビット 20本を、倍率 25倍の顕微鏡にて観察し、ドリルビット径に対する樹脂の巻き付きの最大径を求め、以下の 3段階(ドリルビット径の 1.5倍未満：微小、同 1.5〜5倍：少ない、同 5倍超：多い)に分類し、該当本数/20（本）と表記。
２)孔位置精度：重ねた銅張積層板の最下板の裏面における 4,000hitの孔位置と指定座標とのズレをホールアナザイラー(日立ビアメカニクス製)にて測定、平均＋３σと最大値を算出し、ドリル孔明け加工 20回分の平均値を表記。

Claims (3)

1. 金属箔の少なくとも片面に水溶性樹脂(a)含有樹脂組成物層が形成されており、且つ該樹脂組成物層の表面に光硬化性樹脂の硬化物層が形成されているドリル孔明け用エントリーシート。
2. 該光硬化性樹脂の硬化物層の厚みが、0.5〜20μmである請求項１記載のドリル孔明け用エントリーシート。
3. 該光硬化性樹脂の硬化物層の厚みと該樹脂組成物層の厚みの比(光硬化性樹脂の硬化物層の厚み／樹脂組成物層の厚み)が、0.01〜0.5の範囲である請求項１叉は２記載のドリル孔明け用エントリーシート。