JP4342119B2 - 孔開け加工時の保護用あて板及びそれを使用したプリント配線基板の孔開け加工方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はプリント配線基板の小穴開け加工を高品質で効率良く実施するための保護用あて板として好適な潤滑性樹脂被覆金属板及びそれを使用したプリント配線基板の孔開け加工方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
絶縁体に銅等の金属箔が積層された積層プリント配線基板に、ドリルによりスルーホール（貫通孔）を形成する際に、前記積層基板の片面又は両面に水溶性潤滑含浸シートを配置し、このシートを当て板として使用してドリルによる穴開け加工する方法がＵＳＰ４，７８１，４９５及びＵＳＰ４，９２９，３７０に開示されている。このスルーホール形成方法において使用される潤滑含浸シートは、固形の水溶性潤滑剤であるジエチレングルコール及びジプロピレングルコール等のグリコール類と、脂肪酸等の合成ワックス及び非イオン系界面活性剤の混合物と、を紙等の多孔質材料に含浸したものである。
【０００３】
一方、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコールの水溶性マトリックス高分子又はその脂肪酸エステル誘導体を単独又はそれら混合物等を使用し、前記高分子層が形成されたシートを配置してドリルで穴開けする方法が開示されている（特開平４−９２４８８号公報、同４−９２４８９号公報、同４−９２４９０号公報、同４−９２４９１号公報、同４−９２４９２号公報、同４−９２４９３号公報、同４−９２４９４号公報）。
【０００４】
更に、他の水溶性マトリックス高分子として、ポリビニルピロリドン、アラビアゴム、ポリアクリル酸ソーダ、アルギン酸ナトリウム、カルボキシメチルセルロース誘導体、ポリエーテルエステル、ポリエチレンポリプロピレングリコールトリレンジイソシアネートコポリマー、特定のポリアルキレンオキシドと特定のジカルボン酸化合物及びジイソシアネート化合物との混合物、及び特定のビニル化合物から誘導される共重合体と、ポリオキシエチレン基を含有する二塩基性酸素酸との反応による樹脂を使用する方法が開示されている（特開平５−１６９４００号公報、同６−３４４２９７号公報、同８−１９７４９６号公報、同１０−６２９８号公報、同１０−３３０７７７号公報）。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、これらの方法においては、確かにドリルの発熱防止効果又はプリント配線基板の穴開け部内壁の粗さの低減、延いてはドリル寿命の向上には効果はあるものの、紙等の多孔質シートへの含浸が不足したり、アルミニウム基板との密着性が劣ったり、また皮膜自体がベタツキ易く、夏場等の多湿状態下では一層皮膜表面のベタツキが起こり、製品としての取扱いに支障をきたすという欠点があった。本願発明者らによる先行研究では、無機系粉末充填材の添加により、上記問題点がかなり改善されていたが、特に皮膜の吸湿又は水濡れによるベタツキの問題は、皮膜の主成分が水溶性樹脂から構成されている先行技術では本質的に不可避の問題であった。
【０００６】
加えて、最近の電子情報機器の分野における低コスト化の要求のもとで、プリント配線基板に対しても強いコストダウンの要請がなされている。そこで、ドリル加工時間の短時間化及び時間あたりの生産枚数の増大が求められており、ドリルビットの高速回転化、穴あけ加工速度の高速化、一度に加工するプリント配線基板枚数の増大及びドリル寿命の延長等が必要とされてきている。こうした要求はより厳しいドリル加工条件を求めるものであり、保護板用あて板に対しては厳しい加工条件下においても、正確な穴位置精度及び平滑な内壁粗さを保持できるよう高性能化を図ることがより一層求められている。
【０００７】
本発明はかかる問題点に鑑みてなされたものであって、ドリルによるプリント配線基板への穴開け加工において、穴開け時のドリルピットの発熱防止効果、潤滑効果及び切り屑の飛散防止効果が高く、且つ切り屑の排出性が優れており、高品質で効率良く穴開け加工が可能であると共に、ベタツキがなく、保護板用あて板に好適な潤滑性樹脂被覆金属板及びそれを使用したプリント配線基板の孔開け加工方法を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る孔開け加工時の保護用あて板は、プリント配線基板の孔開け加工にて使用される保護用あて板において、水溶性ポリアミド（１）と、この水溶性ポリアミド（１）の架橋硬化剤（２）と、無機系粉末充填材（３）とを含む樹脂組成物を金属板の少なくとも一方の面に被覆し加熱硬化させた潤滑性樹脂皮膜を有し、前記潤滑性樹脂皮膜は耐水性を有し、前記無機系粉末充填材（３）は水に対して膨潤性を示し、かつ層状珪酸塩鉱物から誘導された複合酸化物であり、少なくともケイ素、マグネシウム、フッ素、リチウム及びナトリウムを含有する結晶構造であることを特徴とする。
【０００９】
この潤滑性樹脂被覆金属板において、前記水溶性ポリアミド（１）と前記架橋硬化剤（２）の配合比率が、固形分換算の質量比で、（１）：（２）＝（６０：４０）〜（８５：１５）であることが好ましい。なお、本発明において、固形分換算の質量比とは、溶媒等を含まない各構成単位の実質的な質量の比率のことをいう。
【００１０】
更に、前記樹脂組成物は、エチレンオキサイド単位又はエチレンオキサイド単位及びプロピレンオキサイド単位から構成される水溶性潤滑剤（４）と高分子カルボン酸化合物（５）とから構成されることが好ましい。
【００１１】
更にまた、前記高分子カルボン酸化合物（５）は、分子内にカルボキシル基を有する高分子化合物、特にカルボキシル基を含有するポリオレフィン系樹脂であることが好ましい。
【００１２】
前記樹脂組成物は、少なくとも１種の変性オレフィン系樹脂（６）を含有することが好ましい。
【００１３】
前記樹脂組成物は、例えば、流動パラフィン、パラフィンワックス、マイクロワックス、低重合度ポリエチレン、塩素化炭化水素又はフルオロカーボンからなる炭化水素系滑剤、高級脂肪酸又はオキシ脂肪酸からなる脂肪酸系滑剤、脂肪酸アミド又はアルキレンビス脂肪酸アミドからなる脂肪酸アミド系滑剤、脂肪酸低級アルコールエステル、脂肪酸多価アルコールエステル、脂肪酸ポリグリコールエステル又は脂肪酸脂肪アルコールエステルからなるエステル系滑剤、脂肪アルコール類からなるアルコール系滑剤、炭素数が１２乃至１８である脂肪酸のアルカリ金属塩からなる金属石鹸系滑剤、及びカルナバロウ、カンデリラロウ、蜜ロウ、イボタロウ又はモンタンロウからなる天然ワックス系滑剤並びにこれらの混合物からなる群から選択され、かつ５０乃至１５０℃の範囲に融点を有する潤滑性化合物（７）を少なくとも１種含有するものである。
【００１４】
前記エチレンオキサイド単位又はエチレンオキサイド単位及びプロピレンオキサイド単位から構成される水溶性潤滑剤（４）はポリエチレングリコールであり、前記高分子カルボン酸化合物（５）はカルボキシル基を含有するポリオレフィン系樹脂であることが好ましい。
【００１５】
本発明において、前記金属板の前記潤滑性樹脂被覆されていない方の面上に、エポキシ系樹脂及びシリコーン系樹脂を含有する樹脂組成物からなる離型性樹脂皮膜が被覆されていることが好ましい。
【００１６】
また、前記金属板はアルミニウム合金板であり、その少なくとも一方の面上に、５乃至１００μｍの厚さの前記潤滑性樹脂皮膜が形成されていることが好ましい。この場合に、前記アルミニウム合金板の厚さが２０乃至４００μｍである。
【００１７】
本発明の潤滑性樹脂被覆金属板は、例えば、小径孔開け加工を行う際に積層された複数枚のプリント配線基板の少なくともドリル進入側に配置される保護用あて板として使用される。
【００１８】
本発明に係るプリント配線基板の孔開け加工方法は、１枚又は複数枚重ねたプリント配線基板のドリルが進入する面に保護用あて板として請求項１乃至１９のいずれか１項に記載の潤滑性樹脂被覆金属板を配置し、ドリルにより孔開けを行うことを特徴とする。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施例について詳細に説明する。本発明の第１のプリント配線基板用の穴開け加工に適用される潤滑性樹脂被覆金属板とは、表面の少なくとも一方の面が、水溶性のポリアミド（１）、この水溶性ポリアミド（１）の架橋硬化剤（２）を必須成分とする混合物からなる樹脂組成物により被覆された金属板である。
【００２０】
前記樹脂組成物には、必要に応じ、前記無機系粉末充填材（３）及び／又は前記エチレンオキサイド単位又はエチレンオキサイド単位及びプロピレンオキサイド単位から構成される水溶性潤滑剤（４）と高分子カルボン酸化合物（５）とを必須成分とする混合物からなる樹脂組成物及び／又は前記変性オレフィン樹脂（６）及び／又は前記潤滑性化合物（７）が含有されていても良い。
【００２１】
本発明の第２のプリント配線基板用の穴開け加工に適用される潤滑性樹脂被覆金属板とは、表面の少なくとも一方の面が、エチレンオキサイド単位又はエチレンオキサイド単位及びプロピレンオキサイド単位から構成される水溶性潤滑剤（４）と高分子カルボン酸化合物（５）とを必須成分とする混合物からなる樹脂組成物により被覆された金属板である。
【００２２】
前記樹脂組成物には、必要に応じ、前記無機系粉末充填材（３）及び／又は前記変性オレフィン樹脂（６）及び／又は前記潤滑性化合物（７）が含有されていても良い。
【００２３】
そして、その好ましい構成比率は、固形分換算の質量比で、
（１）：（２）＝（６０：４０）〜（８５：１５）
（４）：（５）＝（２０：８０）〜（６７：３３）
｛（１）＋（２）＋（４）＋（５）｝：（３）＝（７０：３０）〜（１００：０）
｛（１）＋（２）＋（３）＋（４）＋（５）｝：（６）＝（５０：５０）〜（１００：０）
｛（１）＋（２）＋（３）＋（４）＋（５）＋（６）｝：（７）＝（５０：５０）〜（１００：０）
である。
【００２４】
なお、前述の樹脂組成物に、更に必要に応じ、金属板への塗布性を向上させることを目的として、レベリング剤、又は消泡剤等を適宜に配合しても良い。
【００２５】
そして、これらの樹脂組成物を金属板に被覆して加熱硬化して形成した潤滑性樹脂皮膜は、架橋硬化剤（２）により硬化されており、かつエチレンオキサイド単位又はエチレンオキサイド単位及びプロピレンオキサイド単位から構成される水溶性潤滑剤（４）と高分子カルボン酸化合物（５）とはエチレンオキサイド単位又はエチレンオキサイド単位及びプロピレンオキサイド単位から構成される水溶性潤滑剤（４）のエーテル結合と高分子カルボン酸化合物（５）のカルボキシル基が水素結合による会合体を形成するため、５０乃至７０℃程度に融点を持つ熱可塑性を示し、水に対して溶解性を示さず耐水性を有することを特徴とする。
【００２６】
なお、本発明において耐水性を有するとは、潤滑性樹脂皮膜を水に濡らした際に、皮膜の溶解が生じないものをいう。金属板への被覆方法は特に限定されないが、生産性の観点からグラビアコート法又はロールコート法等の製造法が好ましく、この方法により加熱後の皮膜厚さが均一でベタツキがない性能を有する潤滑性樹脂被覆金属板を得ることができる。
【００２７】
前記水溶性ポリアミド（１）は水に対して溶解性を示し、その室温におけるショア硬さＨＳＤは２０乃至４０であることが好ましい。ショア硬さＨＳＤが４０を超えると、加熱後の潤滑性樹脂皮膜の硬度が高くなりすぎ、ドリル加工時の穴位置精度が悪化したり、特にドリルの穴開け時の潤滑性が低下して、ドリル寿命の向上にはマイナスの効果を与えてしまう場合がある。一方、ショア硬さＨＳＤが２０未満の場合は、加熱後の潤滑性樹脂皮膜の強度及び硬度が不十分で皮膜自体の耐久性が劣る場合がある。従って、ショア硬さＨＳＤは２０乃至４０であることが好ましい。
【００２８】
前記架橋硬化剤（２）としては、メチル化メチロールメラミン等のメラミン系樹脂、フェノール系樹脂、及びブロックイソシアネート樹脂等が好ましい。水溶性ポリアミド（１）及び架橋硬化剤（２）の配合比率｛（１）：（２）｝は、固形分換算の質量比で、（６０：４０）〜（８５：１５）であることが適切である。架橋硬化剤（２）の添加比率がこの１５未満の場合は、水分に晒された際に皮膜の溶解及び膨潤が生じ易くなる。一方、また添加比率が４０を超える場合は、皮膜の柔軟性が失われ、ドリル加工時の穴位置精度が低下してくる。従って、配合比率｛（１）：（２）｝は、固形分換算の質量比で、（６０：４０）〜（８５：１５）であることが好ましい。
【００２９】
前記無機系粉末充填材（３）は、少なくともケイ素とマグネシウムを主要元素として結晶構造が構成される層状珪酸塩の複合酸化物であり、天然に存在するカオリナイト若しくはハロイサイト、パイロフィライト、タルク、モンモリロナイト、バイデライト、サポナイト、ヘクトライト、バーミキュライト、白雲母、金雲母、四珪素雲母、マーガライト、又はクリンナイト等が挙げられるが、本発明において、特に前記潤滑性樹脂皮膜性状及びドリル加工性能に顕著な効果を示すものに、ケイ素、マグネシウム、フッ素及びナトリウムを主要元素とする結晶構造で構成された変性雲母が挙げられる。この結晶構造体を有する変性雲母は、その性質上、水に対して膨潤性を示すものであり、以下のような優れた特徴を樹脂組成物及び加熱後に形成される潤滑性樹脂皮膜に付与することができる。第１に、水に膨潤することにより均一に樹脂組成物中に分散することができ、かつグラビアコート法又はロールコート法での製造の際に供すことができる最適な樹脂組成物粘度の制御が行うことができること、第２に、前記潤滑性樹脂皮膜に主に含まれる水溶性ポリアミド（１）との組み合わせから得られる皮膜の潤滑性は、前記無機粒子である変性雲母が本質的に有する潤滑性に加え、皮膜表面に微細な凹凸構造を形成させることで穴開け加工時のドリルの接触面積を低減し、摩擦の低減が図られ、より一層の潤滑性が付与できること、第３に、前記変性雲母自体が成膜性を有していることから、塗装時に良好な皮膜を得ることが出来ることである。前記３つの主要な効果をより一層発現させるためには、前記変性雲母の平均粒径が１乃至１０μｍであることが好ましく、更に好ましくは２乃至８μｍ、更に一層好ましくは３乃至５μｍである。変性雲母の平均粒径が１μｍ未満であると、樹脂組成物中での分散の均一性が低下してくる。一方、１０μｍを越えると皮膜表面に微細な凹凸構造の形成が困難となり潤滑効果が低下したり、樹脂組成物の保管中に沈殿が生じたりする。従って、変性雲母の平均粒径は１乃至１０μｍであることが好ましい。
【００３０】
前記エチレンオキサイド単位又はエチレンオキサイド単位及びプロピレンオキサイド単位から構成される水溶性潤滑剤（４）は、分子内にエーテル結合を有する有機化合物であり、具体的にはポリエチレングリコール、ポリエチレングリコールとポリプロピレングリコールとの共重合体、ポリオキシエチレンアルキルエーテル類、ポリオキシエチレンスルホコハク酸ラウリルソーダ、ポリエチレングリコール脂肪酸エステル類、ポリオキシエチレンソルビタン脂肪酸エステル類、ポリオキシエチレンソルビット脂肪酸エステル類、ポリオキシエチレンポリオキシプロピレンアルキルエーテル類、エチレンオキサイド及びプロピレンオキサイドから構成されるポリエステルポリオール類又はポリエーテルポリオール類等の水溶性潤滑剤が挙げられ、これらを単独又は２種類以上を組み合わせてもよい。この中で最も好ましいのは、ポリエチレングリコールである。その好ましい分子量は７５０乃至４０００００、更に好ましくは３４００乃至１５００００、更に一層好ましくは２００００乃至４００００である。エチレンオキサイド単位又はエチレンオキサイド単位及びプロピレンオキサイド単位から構成される水溶性潤滑剤の分子量が７５０未満の場合は、加熱後の潤滑性樹脂皮膜にベタツキが生じ易くなる。一方、水溶性潤滑剤の分子量が４０００００以上の場合は、樹脂組成物の粘度が著しく高くなり、塗装時の皮膜のレベリング性が低下したり、作業性が大幅に低下する。従って、エチレンオキサイド単位又はエチレンオキサイド単位及びプロピレンオキサイド単位から構成される水溶性潤滑剤の分子量は７５０乃至４０００００であることが好ましい。
【００３１】
前記高分子カルボン酸化合物（５）は、分子内にカルボキシル基を有する高分子化合物であり、好ましくはカルボキシル基を含有するポリオレフィン系樹脂であり、エチレンアクリル酸共重合樹脂又はポリアクリル酸等を使用することができる。エチレンオキサイド単位又はエチレンオキサイド単位及びプロピレンオキサイド単位から構成される水溶性潤滑剤（４）と高分子カルボン酸化合物（５）とは、エチレンオキサイド単位又はエチレンオキサイド単位及びプロピレンオキサイド単位から構成される水溶性潤滑剤（４）のエーテル結合と高分子カルボン酸化合物（５）のカルボキシル基が水素結合による会合体を形成するため、５０乃至７０℃程度に融点を持つ熱可塑性を示し、水に対して溶解性を示さず耐水性を有することを特徴とする。前記会合体はドリル穴開け加工時に発生する摩擦熱により溶融し、溶融した樹脂が穴開け加工時に潤滑作用を果たすため、ドリル加工穴の内壁粗さが低減する特徴を有する。
【００３２】
エチレンオキサイド単位又はエチレンオキサイド単位及びプロピレンオキサイド単位から構成される水溶性潤滑剤（４）と分子内にカルボキシル基を有する高分子化合物である高分子カルボン酸化合物（５）との配合比率｛（４）：（５）｝は、固形分換算の質量比で（２０：８０）〜（６７：３３）であることが適切である。前記水溶性潤滑剤（４）の配合比率が２０未満の場合、会合体の融点が９０℃以上となり、ドリル穴開け加工時に発生する摩擦熱では溶融しにくくなるため、溶融樹脂による潤滑作用が期待し難くなる。一方、前記高分子カルボン酸化合物（５）の配合比率が３３未満の場合は、水素結合による会合体の結合力が低下するため耐水性が低下し、皮膜にベタツキが生じやすくなる。従って、前記水溶性潤滑剤（４）と前記高分子カルボン酸化合物（５）との配合比率｛（４）：（５）｝は、固形分換算の質量比で（２０：８０）〜（６７：３３）であることが好ましい。
【００３３】
前記樹脂組成物には、皮膜と金属板の密着性を向上させ、ひいては穴開け加工時のドリル穴位置精度を向上させるために、前記変性オレフィン系樹脂（６）を添加しても良い。変性オレフィン系樹脂（６）は、ショア硬さＨＳＤが６０以下であることが好ましく、これにより皮膜と金属板の密着性を向上させることができる。変性オレフィン系樹脂（６）としては、結晶性オレフィン系樹脂、ポリオレフィン系樹脂、エチレン−エチルアクリレート共重合樹脂、又はエチレン酢酸ビニル共重合樹脂等を使用することができる。また、この変性オレフィン系樹脂（６）は、水系溶媒に可溶又は水系エマルジョン等の形態であることが好ましい。
【００３４】
前記水溶性ポリアミド（１）、前記架橋硬化剤（２）、前記無機系粉末充填材（３）、前記水溶性潤滑剤（４）及び前記高分子カルボン酸化合物（５）の合計と、前記変性オレフィン系樹脂（６）との好ましい配合比率｛（１）＋（２）＋（３）＋（４）＋（５）｝：（６）は、固形分換算の質量比で（５０：５０）〜（１００：０）である。前記変性オレフィン系樹脂（６）の添加比率が５０を超える場合は、ドリル加工時に発生する切りくずが熱溶解して貫通孔内及び基板に付着し易くなり、切りくずの排出・除去に支障をきたすか、又はドリルにくずが付着して再研磨の際の障害となる。従って、変性オレフィン系樹脂（６）の添加比率は５０以下であることが望ましい。
【００３５】
また、前記潤滑性樹脂皮膜に対してより一層潤滑性を付与する目的として、潤滑性化合物（７）を添加することができる。前記潤滑性化合物（７）として、具体的には、流動パラフィン、パラフィンワックス、マイクロワックス、低重合度ポリエチレン、塩素化炭化水素又はフルオロカーボン等の炭化水素系滑剤、高級脂肪酸又はオキシ脂肪酸等の脂肪酸系滑剤、脂肪酸アミド又はアルキレンビス脂肪酸アミド等の脂肪酸アミド系滑剤、脂肪酸低級アルコールエステル、脂肪酸多価アルコールエステル、脂肪酸ポリグリコールエステル又は脂肪酸脂肪アルコールエステル等のエステル系滑剤、脂肪アルコール類等のアルコール系滑剤、炭素数が１２乃至１８である脂肪酸のアルカリ金属塩等の金属石鹸系滑剤、カルナバロウ、カンデリラロウ、蜜ロウ、イボタロウ又はモンタンロウ等の天然ワックス系滑剤及びこれらの混合物等が挙げられ、これらを単独又は２種類以上を組み合わせてもよい。前記潤滑性化合物（７）はドリル穴あけ加工時に発生する摩擦熱により溶融することにより機能を発現し、好ましくは５０乃至１５０℃、より好ましくは５０乃至９０℃の範囲に融点を有するものが潤滑剤として好適である。融点が９０℃を超える潤滑性化合物（７）を適用した場合は、ドリル穴開け加工時に発生する摩擦熱では溶融しにくくなるため、固体潤滑剤としての作用は期待できるものの、溶融した潤滑剤による作用が期待し難くなるため、効果が半減する。一方、融点が５０℃未満の場合は、特に夏季等において、皮膜のベタツキの原因ともなるため、好ましくない。
【００３６】
前記水溶性ポリアミド（１）、前記架橋硬化剤（２）、前記無機系粉末充填材（３）、前記エチレンオキサイド単位又はエチレンオキサイド単位及びプロピレンオキサイド単位から構成される水溶性潤滑剤（４）、前記高分子カルボン酸化合物（５）及び前記変性オレフィン系樹脂（６）の合計と、前記潤滑性化合物（７）との好ましい配合比率｛（１）＋（２）＋（３）＋（４）＋（５）＋（６）｝：（７）は、固形分換算の質量比で、（５０：５０）〜（１００：０）である。潤滑性化合物（７）の添加比率が５０を超える場合は、ドリル加工時に発生する切りくずが熱溶解して貫通孔内及び基板に付着し易くなり、切りくずの排出・除去に支障をきたすか、又はドリルにくずが付着して再研磨の際の障害となる等する。従って、前記潤滑性化合物（７）の添加比率は５０以下であることが望ましい。
【００３７】
なお、前記の樹脂組成物に、更に必要に応じ、金属板への塗布性を向上させることを目的として、レベリング剤又は消泡剤等を適宜に配合しても良い。
【００３８】
本発明の樹脂組成物を金属板へ被覆し皮膜を形成する方法としては、生産性の観点からグラビアコート法又はロールコート法が好ましい。このような方法により金属板上に被覆された樹脂組成物を１４０乃至２５０℃、好ましくは１６０乃至２００℃の範囲で、５乃至１２０秒、好ましくは１０乃至６０秒で焼付け乾燥を施し、皮膜厚さとして５乃至１００μｍ、好ましくは１０乃至５０μｍの皮膜を金属板上に形成させる。加熱硬化温度が１４０℃未満の場合は架橋反応の進行が著しく遅くなり、また加熱硬化温度が２５０℃を超える場合は、金属板がアルミニウム基板の場合、金属板の結晶構造が変化して強度が低下する。従って、加熱硬化温度は１４０乃至２５０℃とすることが好ましい。
【００３９】
好ましい潤滑性樹脂皮膜の厚さは５乃至１００μｍである。皮膜の厚さが５μｍ未満であると潤滑性能が発揮されず、１００μｍを超える皮膜を形成しようとすると、上述の２つの方法では樹脂組成物の粘度を極端に上げなければならないため、被覆が困難となり、生産性が大幅に低下する。
【００４０】
金属板としてはアルミニウム基板を使用することが好ましい。具体的には、純アルミニウム系と、３０００系合金及び５０００系合金等のアルミニウム合金があるが、最も好ましくは純アルミニウム系である。アルミニウム基板の厚さは２０乃至４００μｍが好ましく、更に好ましくは５０乃至２５０μｍ、最も好ましくは１００乃至２００μｍである。アルミニウム基板の厚さが２０μｍ未満であると、当て板としてのハンドリング性が悪くなり、穴開け加工時のドリルの穴位置精度が低下する。また、アルミニウム基板の厚さが４００μｍを超えると、上述の２方法での生産性が制限され、経済性の点で劣ることになる。
【００４１】
また、潤滑性樹脂被覆金属板は、潤滑性樹脂被覆がされていない方の面に、特公平４−９号公報に開示されているようなシリコーン系樹脂を含有する樹脂組成物からなる離型性樹脂皮膜が０．５乃至１０μｍ程度、更に好ましくは１乃至５μｍ程度の厚さで被覆されていてもよい。
【００４２】
なお、アルミニウム基板等の金属板の板厚Ｔと潤滑性樹脂皮膜の厚さｔｒとの比については、穴あけ条件等に応じて適宜選定すればよいが、ｔｒ／Ｔ≦０．５とすれば、潤滑性樹脂皮膜の応力による金属板の歪が少なくなり、平坦度が向上するため、穴あけ加工の精度がより向上するという優れた効果が得られる。更に、ｔｒ／Ｔ≦０．５とすることにより、アルミニウム基板等の金属板から潤滑性樹脂皮膜を剥離しなくてもそのまま溶解してアルミニウム原料とすることができ、保護用あて板等として使用した後の廃棄処理がなくなるため、環境面でも好ましい効果が得られる。
【００４３】
次に、本発明の潤滑性樹脂被覆金属板を使用したプリント配線基板の孔開け加工方法について説明する。本発明のプリント配線基板の孔開け方法は、１枚又は複数枚のプリント配線基板を重ね、そのドリルが進入する側の面に本発明の潤滑性樹脂被覆金属板を配置して行う。その後、ドリルで潤滑性樹脂被覆金属板を切削加工してこれを貫通することにより、プリント配線基板の孔開け加工を行うものである。
【００４４】
潤滑性樹脂被覆金属板の潤滑性樹脂皮膜に熱可塑性成分が含まれている場合、ドリル加工により発生する摩擦熱が潤滑性樹脂の溶融により吸収されると共に、溶融した潤滑性樹脂がドリルに付着し、ドリルの進入と共に同伴されるため、ドリル加工時の摩擦が軽減される。このことにより、近時、特に求められている厳しいドリル加工条件においても、プリント配線基板の主な構成成分であるガラス繊維、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、銅板又は紙等に深いクラックが生じたり、激しく破砕したりすることを防ぐことができる。このため、ドリルの摩耗を軽減すると共に、ドリル加工後の穴内壁が平滑なスルーホールが得られる。
【００４５】
【実施例】
以下、本発明の実施例の効果を本発明の範囲から外れる比較例と比較して説明する。
【００４６】
［実施例１］
水溶性のポリアミドを１６.０質量％、架橋硬化剤として水系ブロック化イソシアネート架橋剤を４．０質量％、無機粉末充填材として水膨潤性変成雲母を３．２質量％、レベリング剤としてフッ素系界面活性剤を０.３質量％となるように、蒸留水で約４０℃で均一になるまで分散溶解させた。この樹脂組成物を、厚さ１５０μｍの純アルミニウム系（１０５０−Ｈ１８）シートの片面にロールコート法により被覆し、１８０℃、３０秒加熱硬化を施し、アルミニウム基板上に約２５μｍの潤滑性樹脂皮膜を形成させた。
【００４７】
［実施例２乃至６１］
実施例１に準じ、下記表１及び表２に示す樹脂組成物を調製し、アルミニウム基板上に被覆、加熱硬化を施すことにより、アルミニウム基板上に約２５μｍの潤滑性樹脂皮膜を形成した。
【００４８】
［比較例６２乃至７４］
実施例１乃至６１に準じ、下記表３に示す樹脂組成物を調製し、アルミニウム基板上に被覆、加熱硬化を施すことにより、アルミニウム基板上に約２５μｍの潤滑性樹脂皮膜を形成した。
【００４９】
【表１】

【００５０】
【表２】

【００５１】
【表３】

【００５２】
実施例及び比較例（表１乃至３）で使用した化合物の名称を以下に示す。
Ａ）水溶性ポリアミド（水溶性ナイロン樹脂 ショア硬さＨＳＤ３３）
Ｂ）架橋硬化剤（水系ブロック化イソシアネート架橋剤）
Ｃ）架橋硬化剤（水系フェノール系架橋剤）
Ｄ）架橋硬化剤（水系メチル化メチロールメラミン系架橋剤）
Ｅ）無機系粉末充填材（水膨潤性合成雲母 平均粒径１〜５μｍ）
Ｆ）変性オレフィン系樹脂・高分子カルボン酸化合物（エチレンアクリル酸共重合樹脂エマルジョン）
Ｇ）変性オレフィン系樹脂（ポリエチレン系樹脂エマルジョン）
Ｈ）変性オレフィン系樹脂（結晶性ポリプロピレン系樹脂エマルジョン）
Ｉ）変性オレフィン系樹脂（ウレタン変性ポリオレフィン系樹脂エマルジョン）
Ｊ）変性オレフィン系樹脂（高結晶性ポリエチレン系樹脂エマルジョン）
Ｋ）水溶性潤滑剤（ポリエーテルポリオール 分子量3400）
Ｌ）水溶性潤滑剤（ポリエーテルポリオール 分子量750）
Ｍ）レベリング剤（フッ素系界面活性剤）
Ｎ）水溶性ポリアミド（水溶性ナイロン樹脂 ショア硬さＨＳＤ８０）
Ｏ）無機系粉末充填材（非水膨潤性合成雲母 平均粒径１〜５ミクロン）
Ｐ）水溶性潤滑剤（ポリビニルアルコール 重合度500〜600 鹸化度＝88%）
Ｑ）水溶性潤滑剤（カルボキシメチルセルロースナトリウム塩 重合度200〜400）
Ｒ）水溶性潤滑剤（ポリエチレングリコール 平均分子量20000）
Ｓ）水溶性潤滑剤（ポリエチレングリコール 平均分子量40000）
Ｔ）水溶性潤滑剤（ポリエチレングリコール 平均分子量15〜40万）
Ｕ）潤滑性化合物（ステアリン酸系滑剤 融点５２℃）
Ｖ）潤滑性化合物（パラフィンワックス系滑剤 融点６１℃）
Ｗ）潤滑性化合物（カルナバワックス系滑剤 融点８３℃）
Ｘ）潤滑性化合物（ステアリン酸亜鉛系滑剤 融点１２０℃）
Ｙ）高分子カルボン酸化合物（ポリアクリル酸 重合度300〜400）
【００５３】
以上の実施例及び比較例の条件に従って作製した潤滑性樹脂被覆金属板をプリント配線基板の穴開け加工時の当て板として使用し、その性能を評価した。
【００５４】
性能の評価方法を下記に示す。先ず、プリント配線基板の穴開け加工を、下記１，２）に記載の条件で行い、性能は３乃至６に記載の穴位置精度及びその内壁粗さ、皮膜のベタツキ性状及び耐水性により評価した。その結果を下記表４乃至６に示す。
【００５５】
１）穴開け加工条件
（条件１）
ドリルビット ：直径０．２ｍｍ
回転数 ：１００，０００ｒｐｍ
送り速度 ：１．４ｍ／分
ドリルヒット数：３０００ヒット
（条件２）
ドリルビット：直径０．３ｍｍ
回転数：１５０，０００ｒｐｍ
送り速度：２．５ｍ／分
ドリルヒット数：３０００ヒット
【００５６】
２）穴開け加工時の配置方法
潤滑性樹脂被覆金属板の下に、０．２ｍｍ厚の銅箔張プリント配線基板を８枚重ねにして置き、その下に厚さ１．５ｍｍのベークライト板からなるバックアップボードを配置してドリル加工に供した。
【００５７】
３）穴位置精度の判定法
穴位置精度の判定は、３０００ヒット後の８枚重ねのプリント配線基板の中の最下部（８枚目）の基板について実施した。最下部の基板において、穴中心部からの誤差間隔の標準偏差が１２．５μｍ未満であるものを◎、１５μｍ未満であるものを○、１７．５μｍ未満であるものを△、１７．５μｍ以上であるものを×とした。
【００５８】
４）内壁粗さの判定法
内壁粗さの判定は、２０００ヒット目及び前後２穴ずつの各スルーホール壁面左右の内壁粗さを測定し、その平均値が１２．５μｍ以下であるものを◎、１５μｍ以下であるものを○、１７．５μｍ以下であるものを△、１７．５μｍを超えるものを×とした。
【００５９】
５）皮膜のベタツキ性状の判定法
縦及び横の長さが５ｃｍの方形に切断した潤滑性樹脂被覆金属板に、同形状のアルミニウム板（皮膜なし）を潤滑性樹脂皮膜と接するように重ね、その上から５０ｋｇの重りを載せて、４０℃、相対湿度９０％の雰囲気条件下で１２時間放置したとき、皮膜のないアルミニウム板に潤滑性樹脂皮膜の転写が確認されないものは○、わずかに転写が起こっているものは△、明らかに潤滑性樹脂皮膜の転写が起こっているものは×とした。
【００６０】
６）皮膜の耐水性の判定法
潤滑性樹脂被覆金属板に霧吹きで蒸留水を噴霧し、潤滑性樹脂皮膜を水で濡らした状態で５分間室温中に放置した。この皮膜を軽く爪でこすった際、皮膜にキズ等が生じないものを◎、皮膜に若干目視変化が生じたものを○、やや皮膜が溶解したものを△、完全に皮膜が溶解し金属地肌が露出したものを×とした。
【００６１】
【表４】

【００６２】
【表５】

【００６３】
【表６】

【００６４】
上記表４及び表５に示すように、本願発明の範囲内に含まれる実施例１乃至６１においては、ドリルによる穴開け加工時の穴位置精度、貫通孔（スルーホール）の内壁粗さ、アルミニウム基板上に形成された潤滑性樹脂皮膜の吸湿による転写挙動、及び潤滑性樹脂皮膜の耐水性に関して、顕著な性能の向上効果が確認された。
【００６５】
実施例１乃至３の潤滑性樹脂成分は（１）及び（２）から構成されている。これらはドリル加工が条件２で行われた場合にのみ好適な性能を示した。
【００６６】
実施例４乃至８の潤滑性樹脂成分は（１）、（２）及び（３）から構成されている。なお、実施例６乃至８の潤滑性樹脂成分は架橋硬化剤（２）の種類を変えた実施例である。実施例９の潤滑性樹脂成分は（１）、（２）、（４）及び（５）から構成されている。実施例１０乃至１５の潤滑性樹脂成分は（１）、（２）及び（３）に（４）及び（５）を添加したものから構成されている。実施例１６の潤滑性樹脂成分は（１）、（２）及び（６）から構成されている。実施例１７の潤滑性樹脂成分は（１）、（２）、（４）、（５）及び（６）から構成され、実施例１８及び１９の潤滑性樹脂成分は（１）、（２）、（３）、（４）及び（５）に（６）を添加したものから構成され、実施例２０乃至２５の潤滑性樹脂成分は（１）、（２）及び（３）に（６）を添加したものから構成されている。実施例２６の潤滑性樹脂成分は（１）、（２）及び（７）から構成されている。
【００６７】
実施例２７及び２８の潤滑性樹脂成分は（１）、（２）、（３）及び（７）から構成されている。実施例２９乃至３１及び実施例３４は（１）、（２）、（３）、（４）、（５）、（６）及び（７）から構成されている。実施例３２及び３３の潤滑性樹脂成分は（１）、（２）、（３）、（６）及び（７）から構成されている。実施例３５及び３６の潤滑性樹脂成分は（４）及び（５）から構成されている。実施例３７の潤滑性樹脂成分は（３）、（４）及び（５）から構成されている。実施例３８の潤滑性樹脂成分は（３）、（４）及び（５）に（６）を添加したものから構成されている。実施例３９の潤滑性樹脂成分は（３）、（４）及び（５）に（６）及び（７）を添加したものから構成されている。実施例４０乃至４３の潤滑性樹脂成分は（１）、（２）及び（３）に（４）及び（６）を添加したものから構成されている。実施例４４及び４５の潤滑性樹脂成分は（１）、（２）及び（３）から構成されている。実施例４６及び４７の潤滑性樹脂成分は（１）、（２）及び（３）に（４）を添加したものから構成されている。
【００６８】
なお、架橋硬化剤（２）としては（Ｂ）、無機系粉末充填材（３）としては（Ｅ）、変性オレフィン樹脂（６）及び／又は高分子カルボン酸化合物（５）としては（Ｆ）、水溶性潤滑剤（４）としては（Ｋ）及び／又は（Ｓ）が好ましい。
【００６９】
実施例４８の潤滑性樹脂成分は（１）＋（２）＋（３）であるが、架橋硬化剤（２）の配合比率が本発明の好ましい範囲の下限値未満のため、皮膜がやや水溶性を示した。実施例４９の潤滑性樹脂成分は（１）＋（２）＋（３）であるが、架橋硬化剤（２）の配合比率が本発明の好ましい範囲の上限値を超えているため、ドリル加工時の穴位置精度がやや低下した。実施例５０の潤滑性樹脂成分は（１）＋（２）＋（３）であり、且つ配合比率は本発明の好ましい範囲の好ましい範囲内であるが、硬いポリアミドを使用したため穴位置精度がやや低下した。また、内壁粗さも低下した。実施例５１の潤滑性樹脂成分は（１）＋（２）＋（３）＋（６）であるが、ポリオレフィン（６）の配合比率が本発明の好ましい範囲の上限値を超えているため、切りくず除去性がやや低下した。実施例５２の潤滑性樹脂成分は（１）＋（２）＋（３）であるが、無機系粉末充填材（３）の配合比率が少ないので、ドリル加工が条件１で行われた場合では、穴位置精度がやや低下した。また、内壁粗さ及び皮膜の耐水性もやや低下した。実施例５３の潤滑性樹脂成分は（１）＋（２）＋（３）であるが、無機系粉末充填材（３）の配合比率が本発明の好ましい範囲の上限値を超えているため、樹脂組成物の粘度が上昇して金属板への塗装が難しくなり、潤滑性樹脂皮膜の表面がやや荒れたため、穴位置精度がやや低下した。実施例５４の潤滑性樹脂成分は（１）＋（２）＋（３）であるが、無機系粉末充填材（３）が水に対して膨潤性を示さない材料であるため、充填材の分散が余り良くなく表面がやや荒れ、穴位置精度及び内壁粗さがやや低下した。実施例５５の潤滑性樹脂成分は（１）＋（２）＋（３）＋（４）＋（６）であるが、水溶性潤滑剤（４）の配合比率が本発明の好ましい範囲の上限値を超えているため、潤滑性樹脂皮膜にややベタツキが生じた。実施例５６の潤滑性樹脂成分は実施例４３に準じた潤滑性樹脂皮膜を形成した面とは反対側に離型性樹脂皮膜を形成しており、良好な穴位置精度、内壁粗さ及び耐水性を示し、ベタツキも生じなかった。実施例５７の潤滑性樹脂成分は（１）＋（２）＋（４）＋（５）であり、実施例５８及び５９の潤滑性樹脂成分は（１）＋（２）＋（３）＋（４）＋（５）であるが、カルボン酸化合物（５）にポリアクリル酸を使用している。このため、実施例５７は穴位置精度、内壁粗さ及び皮膜のベタツキ性状がやや低下した。また、実施例５８及び５９は、皮膜がやや硬くなり穴位置精度がやや低下した。実施例６０の潤滑性樹脂成分は（３）＋（４）＋（５）であるが、水溶性潤滑剤の分子量が本発明の好ましい範囲の上限値を超えているため、樹脂組成物の粘度が上昇して金属板への塗装が難しくなり、潤滑性樹脂皮膜の表面がやや荒れたため、穴位置精度がやや低下した。実施例６１の潤滑性樹脂成分は（３）＋（４）＋（５）であるが、水溶性潤滑剤（４）の配合比率が本発明の好ましい範囲の上限値を超えているため、潤滑性樹脂皮膜の耐水性及びベタツキ性がやや低下した。
【００７０】
これに対し、上記の表６に記載の本願発明の範囲外である比較例６２乃至７６においては、一連の性能を全て満足するものは存在しなかった。比較例６２乃至６５の潤滑性樹脂成分は（１）＋（３）であり、硬化剤（２）が含有されていないため、特に耐水性が劣化した。比較例６６乃至６９の潤滑性樹脂成分は水溶性潤滑剤（４）のみを主成分とするものであり、高分子カルボン酸化合物（５）が含有されていないため水溶性であり、特に皮膜のベタツキ性状と耐水性とが劣化した。比較例７０乃至７４の潤滑性樹脂成分は（２）＋（３）であり、ポリアミド（１）及び水溶性潤滑剤（４）及びカルボン酸化合物（５）が含有されていないため、所望の性能が得られなかった。比較例７１及び７２は穴位置精度が劣化し、比較例７３は皮膜の耐水性がやや低下し、穴位置精度及び内壁粗さが劣化した。比較例７４は皮膜のベタツキ性状がやや低下し、皮膜の耐水性が劣化した。比較例７５及び７６は高分子カルボン酸化合物（５）のみを主成分とするものであり、皮膜がやや硬質となり、特に穴位置精度が劣化した。
【００７１】
従って、本願発明の技術範囲で規定された配合の潤滑性樹脂皮膜を有する金属板のみが、プリント配線基板の穴あけ加工時のあて板として優れた性能を示すことがわかった。
【００７２】
【発明の効果】
以上詳述したように、本発明によれば、樹脂組成物をアルミニウム等からなる金属板上に皮膜として形成した潤滑性樹脂被覆金属板は、優れた穴位置精度、内壁粗さ、皮膜のベタツキ性状、耐水性を有し、プリント配線基板の穴開け加工時の当て板として充分に適用することが可能である。更に、本発明の潤滑性樹脂被覆金属板は、生産性の点で有利なグラビアコート法又はロールコート法で皮膜を形成することができ、しかも短時間で加熱形成された皮膜は本質的に非水溶性であるため、多湿条件下に曝されてもベタツキが起こらず、また一旦金属板に形成された皮膜がロールの形で巻き取られた後、荷重をかけ、更にロールから巻きほどかれた場合にも皮膜の転写が起こらず、安定した性能を長期間に亘って保持することができる。

Claims (13)

1. プリント配線基板の孔開け加工にて使用される保護用あて板において、水溶性ポリアミド（１）と、この水溶性ポリアミド（１）の架橋硬化剤（２）と、無機系粉末充填材（３）とを含む樹脂組成物を金属板の少なくとも一方の面に被覆し加熱硬化させた潤滑性樹脂皮膜を有し、前記潤滑性樹脂皮膜は耐水性を有し、前記無機系粉末充填材（３）は水に対して膨潤性を示し、かつ層状珪酸塩鉱物から誘導された複合酸化物であり、少なくともケイ素、マグネシウム、フッ素、リチウム及びナトリウムを含有する結晶構造であることを特徴とする孔開け加工時の保護用あて板。
2. 前記水溶性ポリアミド（１）と前記架橋硬化剤（２）の配合比率が、固形分換算の質量比で、（１）：（２）＝（６０：４０）〜（８５：１５）であることを特徴とする請求項１に記載の孔開け加工時の保護用あて板。
3. 前記樹脂組成物は、エチレンオキサイド単位又はエチレンオキサイド単位及びプロピレンオキサイド単位から構成される水溶性潤滑剤（４）と高分子カルボン酸化合物（５）とから構成されることを特徴とする請求項１又は２に記載の孔開け加工時の保護用あて板。
4. 前記高分子カルボン酸化合物（５）は、分子内にカルボキシル基を有する高分子化合物であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の孔開け加工時の保護用あて板。
5. 前記高分子カルボン酸化合物（５）はカルボキシル基を含有するポリオレフィン系樹脂であることを特徴とする請求項４に記載の孔開け加工時の保護用あて板。
6. 前記樹脂組成物は、少なくとも１種の変性オレフィン系樹脂（６）を含有することを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の孔開け加工時の保護用あて板。
7. 前記樹脂組成物は、流動パラフィン、パラフィンワックス、マイクロワックス、低重合度ポリエチレン、塩素化炭化水素又はフルオロカーボンからなる炭化水素系滑剤、高級脂肪酸又はオキシ脂肪酸からなる脂肪酸系滑剤、脂肪酸アミド又はアルキレンビス脂肪酸アミドからなる脂肪酸アミド系滑剤、脂肪酸低級アルコールエステル、脂肪酸多価アルコールエステル、脂肪酸ポリグリコールエステル又は脂肪酸脂肪アルコールエステルからなるエステル系滑剤、脂肪アルコール類からなるアルコール系滑剤、炭素数が１２乃至１８である脂肪酸のアルカリ金属塩からなる金属石鹸系滑剤、及びカルナバロウ、カンデリラロウ、蜜ロウ、イボタロウ又はモンタンロウからなる天然ワックス系滑剤並びにこれらの混合物からなる群から選択され、かつ５０乃至１５０℃の範囲に融点を有する潤滑性化合物（７）を少なくとも１種含有することを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の孔開け加工時の保護用あて板。
8. 前記エチレンオキサイド単位又はエチレンオキサイド単位及びプロピレンオキサイド単位から構成される水溶性潤滑剤（４）はポリエチレングリコールであり、前記高分子カルボン酸化合物（５）はカルボキシル基を含有するポリオレフィン系樹脂であることを特徴とする請求項１乃至７のいずれかに記載の孔開け加工時の保護用あて板。
9. 前記金属板の前記潤滑性樹脂被覆されていない方の面上に、エポキシ系樹脂及びシリコーン系樹脂を含有する樹脂組成物からなる離型性樹脂皮膜が被覆されていることを特徴とする請求項１乃至８のいずれか１項に記載の孔開け加工時の保護用あて板。
10. 前記金属板はアルミニウム合金板であり、その少なくとも一方の面上に、５乃至１００μｍの厚さの前記潤滑性樹脂皮膜が形成されていることを特徴とする請求項１乃至９のいずれか１項に記載の孔開け加工時の保護用あて板。
11. 前記アルミニウム合金板の厚さが２０乃至４００μｍであることを特徴とする請求項１０に記載の孔開け加工時の保護用あて板。
12. 小径孔開け加工を行う際に積層された複数枚のプリント配線基板の少なくともドリル進入側に配置される保護用あて板として使用されるものであることを特徴とする請求項１乃至１１のいずれか１項に記載の孔開け加工時の保護用あて板。
13. １枚又は複数枚重ねたプリント配線基板のドリルが進入する面に保護用あて板として請求項１乃至１２のいずれか１項に記載の潤滑性樹脂被覆金属板を配置し、ドリルにより孔開けを行うことを特徴とするプリント配線基板の孔開け加工方法。