JP4797690B2 - ドリル孔明け加工用エントリーシートの製造方法 - Google Patents

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の製造方法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のドリル孔明け加工方法としては、銅張積層板を重ねて、その最上部にアルミニウム箔等を配置し、ドリル孔明け加工を行う方法が一般的に採用されている。この際、加工孔の位置精度が十分でないと、後工程で銅張積層板に配線パターンを形成する際に、孔の設計位置とドリル加工された孔の実際の位置とにズレが生じ、パターンズレ不良が発生する問題がある。近年、プリント配線板材料に対する信頼性の向上の要求や高密度化の進展に伴い、孔位置精度の向上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ており、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。ただ最近では、プリント配線板の小型化および軽量化のために配線パターンの微細化とスルーホールの小径化、合わせてプリント配線板表面孔位置のランドパターンの小径化が更に進み、許容される孔位置精度の範囲が益々狭くなってきている。このため、プリント配線板製造時の歩留まりを低下させ、生産コストを引き上げてしまう問題が生じ、より優れた孔位置精度を達成でき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４−９２４８８号公報 特開平５−１６９４００号広報 特開２００３−１３６４８５号公報

本発明の目的は、従来技術における上記した課題を解決する、銅張積層板のドリル孔明け加工において、優れた孔位置精度が得られるドリル孔明け用エントリーシートの製造方法を提供するものである。

本発明者らは孔明け用エントリーシートの樹脂組成物層の表面状態に注目して鋭意研究を重ねた結果、樹脂組成物層の表面粗さを特定範囲に抑制することで良好な穴位置精度が得られる事を見出し本発明に到達した。即ち本発明は、金属箔の少なくとも片面に樹脂組成物層を付着させたドリル孔明け用エントリーシートの製造方法において、該樹脂組成物層の表面平滑化処理を行い、樹脂組成物層の表面粗さを、中心線平均粗さ(Ra)で 0.2〜1.0μm、十点平均粗さ(Rz)で 2〜10μmとするドリル孔明け用エントリーシートの製造方法であり、好ましくは該樹脂組成物を加熱溶融して、樹脂組成物層を形成させ、該樹脂組成物層を金属箔と貼り合せるドリル孔明け用エントリーシートの製造方法であり、該樹脂組成物層の厚みが10〜200μmであるドリル孔明け用エントリーシートの製造方法であり、更に好ましくは該樹脂組成物が水溶性樹脂(ａ)を含有する樹脂組成物であるドリル孔明け用エントリーシートの製造方法であり、該金属箔が厚み50〜500μmのアルミニウム箔であるドリル孔明け用エントリーシートの製造方法である。

本発明で得られるドリル孔明け用エントリーシートを使用する事で、従来技術と比較してドリル加工において高い孔位置精度が得られた。これにより課題であったプリント配線板製造の後工程において配線のパターンズレ不良が少なくなり、歩留まり向上が図れるため、プリント配線板の製造コストを引き下げることができる。

本発明は、金属箔の少なくとも片面に、樹脂組成物層を付着させたドリル孔明け用エントリーシートの製造方法において、該樹脂組成物層の表面平滑化処理を行い、樹脂組成物層の表面粗さを、中心線平均粗さ(Ra)で 0.2〜1.0μm、十点平均粗さ(Rz)で 2〜10μmとするドリル孔明け用エントリーシートの製造方法である。金属箔の少なくとも片面に付着させる樹脂組成物層は、通常１層であるが、1層以上の複合層であってもよく、複合層の場合、樹脂組成物層の表面とは、複合層の表面を意味する。

本発明で規定する表面粗さの中心線平均粗さ(Ra)と十点平均粗さ(Rz)は、JIS-B0601で定義されるものである。中心線平均粗さ(Ra)とは、粗さ曲線からその中心線の方向に測定長さLの部分を抜取り、この抜取り部分の中心線と粗さ曲線との偏差の絶対値を算術平均した値である。十点平均粗さ(Rz)とは断面曲線から基準長さLだけ抜き取った部分の平均線に対し、最高から5番目までの山頂の標高の平均値と最深から5番目までの谷底の標高の平均値との差の値である。表面粗さの測定方法には一般に市販されている表面粗さ計を用いる。表面粗さ計には微細プローブによる接触式、レーザーを使用した非接触式などがあるが、いずれの方式でも樹脂組成物層の表面粗さを測定することは可能であり、具体的な表面粗さ計としては、例えば(株)東京精密製の表面粗さ計サーフコムなどがある。

本発明のドリル孔明け用エントリーシートの製造方法では、金属箔に付着させる樹脂組成物層に使用する樹脂組成物は特に限定されないが、銅張積層板の孔明け加工後に加工孔および銅張積層板全体を洗浄する際に洗浄が容易となる、水溶性樹脂(ａ)を含有する樹脂組成物が好ましい。この樹脂組成物中には、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。

本発明においてドリル孔明け用エントリーシートの樹脂組成物層として好適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、特に限定されるものではない。より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(ｂ)が例示され、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。また、ドリル孔明け時に潤滑効果を高めるために、これらの水溶性樹脂(ａ)に水溶性滑剤(ｃ)を併用することが好ましい。

本発明において好適に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(ｂ)とは、ポリアルキレンオキシドのエステル化物であれば、特に限定されるものではない。 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。

本発明において水溶性樹脂(ａ)に併用する水溶性滑剤(ｃ)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。水溶性滑剤(ｃ)の配合量は、水溶性樹脂(ａ)と水溶性滑剤(ｃ)の配合量の合計100重量部に対して、10〜90重量部、より好ましくは20〜80重量部である。水溶性滑剤(ｃ)が10重量部未満ではドリル孔明け時の潤滑性に問題が生じ易く、90重量部を超えると樹脂層が脆くなる。

本発明において使用される金属箔としては、厚み50〜500μm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未満では積層板のバリが発生し易く、500μmを超えると、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などが例示されるが、純度99.3％以上のアルミニウムがより好ましい。金属箔に、高純度のアルミニウム箔を使う事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摩擦熱による発熱の軽減効果と相俟って、加工孔の内壁品質が向上する。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最も好ましい。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。

本発明のドリル孔明け用エントリーシートの製造方法において、金属箔上に樹脂組成物層を付着させる方法としては、例えば、樹脂組成物を、適宜加熱溶融して、直接金属箔上に塗工して樹脂組成物層を形成させる方法や、予め樹脂組成物層(シート)を形成し、金属箔の少なくとも片面に樹脂組成物層(シート)を重ね、ロール等で加熱するか又は接着剤等により、貼り合わせる方法などがある。樹脂組成物層(シート)の製造方法としては、工業的に使用される公知の方法であれば、特に限定されない。具体的には、樹脂組成物をロールやニーダー、または他の混練手段を使用し、適宜加熱溶融して混合し、ロール法やカーテンコート法などで、離型フィルム上に樹脂組成物層を形成する方法や、樹脂組成物をロールやＴ−ダイ押出機等を使用し、予め所望の厚さの樹脂組成物シートに成形する方法などが例示される。

本発明の製造方法で得られるドリル孔明け用エントリーシートの樹脂組成物層の厚みは、10〜200μmの範囲が好ましく、20〜100μmの範囲がより好ましい。樹脂組成物層の厚みが10μm未満では、ドリル加工時の発熱防止効果が不足して孔壁粗さが増加し、200μmを超えると、ドリルビットへの樹脂の巻き付きが増加して孔位置精度が低下する。

本発明のドリル孔明け用エントリーシートの製造方法は、該樹脂組成物層の表面平滑化処理を行い、樹脂組成物層の表面粗さを、中心線平均粗さ(Ra)で 0.2〜1.0μm、十点平均粗さ(Rz)で 2〜10μmの範囲にすることを特徴とする。樹脂組成物層の表面平滑化処理を行わない製造方法で得られるドリル孔明け用エントリーシートの樹脂組成物層の表面粗さは、中心線平均粗さ(Ra)で 1.2〜5.0μm、十点平均粗さ(Rz)で 10〜25μm程度であり、特に樹脂組成物層の厚みが厚いものは、表面粗さが大きくなる傾向がある。これらのドリル孔明け用エントリーシートを使用した場合は、特にドリル径が0.3mmφ以下の小径の場合に孔位置精度の悪化が顕著となってくる。

本発明のドリル孔明け用エントリーシートの製造方法における樹脂組成物層の表面平滑化処理方法としては、樹脂組成物層の表面粗さが、中心線平均粗さ(Ra)で 0.2〜1.0μm、十点平均粗さ(Rz)で 2〜10μmの範囲になる表面平滑化処理方法であれば特に限定されないが、機械的な平滑化処理が好ましい。機械的な平滑化処理方法としては、得られた樹脂組成物層(シート)または樹脂組成物層を金属箔と付着させたシートを、圧着ロールに通す方法、プレス機によって加圧プレスを行う方法、樹脂組成物の表面を研磨装置で研磨を行う方法などが例示される。圧着ロールまたはプレス機による加圧の圧力は0.05〜0.5MPaの範囲が好ましく、特に0.1〜0.3MPaがより好ましい。圧力0.05Mpa未満では表面粗さの十分な改善効果が得られず、0.5MPaを超えると樹脂組成物層の厚みが変化する可能性が生じる。研磨装置で樹脂組成物の表面の研磨を行う方法としては、微細な研磨剤を使用する方法や研磨ロールに通す方法などがある。

本発明の製造方法で得られるドリル孔明け用エントリーシートは、銅張積層板または多層銅張積層板をドリル孔明け加工する際に、銅張積層板または多層銅張積層板を1枚または複数枚を重ねたものの少なくとも最上面に、ドリル孔明け用エントリーシートの樹脂組成物層面側を上にして配置して使用する。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（商品名：アルコックスR-150、明成化学工業製）65重量部と数平均分子量20,000のポリエチレングリコール（商品名：PEG20000、三洋化成工業製）35重量部を、ニーダーを使用して温度150℃で窒素ガスシール下に混練した後、100℃の加熱ロールに通して厚さ50μmの樹脂組成物シートＡを得た。（樹脂組成物シートＡの表面粗さは、中心線平均粗さ(Ra)で 1.9μm、十点平均粗さ(Rz)で 12μmであった。）次いで、樹脂組成物シートＡを、25℃、圧力0.2MPaの圧着ロールにかけ、樹脂組成物シートＢを得た。（樹脂組成物シートＢの表面粗さは、中心線平均粗さ(Ra)で 0.8μm、十点平均粗さ(Rz)で 6μmであった。）この樹脂組成物シートＢを、予め接着用皮膜としてポリエステル系接着剤（商品名：R820、セメダイン製）を5μm塗工した厚さ100μmのアルミニウム箔（材質：1N30）の片面に重ね、85℃の加熱ロールを使用して接着させ、ドリル孔明け用エントリーシートを得た。（ドリル孔明け用エントリーシートの樹脂組成物層の表面粗さは、中心線平均粗さ(Ra)で 0.7μm、十点平均粗さ(Rz)で 6μmでであった。）このドリル孔明け用エントリーシートを、厚さ0.8mmの銅張積層板を3枚重ねた上に、樹脂組成物層面側を上にして配置し、重ねた銅張積層板の下側には当て板（紙フェノール積層板）を配置してドリルビット：0.3mmφ、回転数：120,000rpm、送り速度：20μm/rev.の条件でドリル孔明け加工を行い、孔位置精度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（商品名：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（商品名：ノニオンS-40、日本油脂製）50重量部を、ニーダーを使用して温度150℃の窒素雰囲気中で混練した後、100℃の押出機にて、厚さ100μmの樹脂組成物シートＣを得た。（樹脂組成物シートＣの表面粗さは、中心線平均粗さ(Ra)で 1.7μm、十点平均粗さ(Rz)で 16μmであった。）次いで、この樹脂組成物シートＣを、プレス機を用いて25℃、圧力0.3MPaで、120秒間プレスを行い、樹脂組成物シートＤを得た。（樹脂組成物シートＤの表面粗さは、中心線平均粗さ(Ra)で 0.5μm、十点平均粗さ(Rz)で 5μmであった。）この樹脂組成物シートＤを、厚さ50μmのアルミ箔（材質：1070）の片面に重ね、90℃の加熱ロールを使用して接着させ、ドリル孔明け用エントリーシートを得た。（ドリル孔明け用エントリーシートの樹脂組成物層の表面粗さは、中心線平均粗さ(Ra)で 0.6μm、十点平均粗さ(Rz)で 4μmであった。）このドリル孔明け用エントリーシートを、厚さ0.1mmの銅張積層板を4枚重ねた上面に、樹脂組成物層表面側を上にして配置し、重ねた銅張積層板の下側には当て板（紙フェノール積層板）を配置してドリルビット：0.15mmφ、回転数：160,000rpm、送り速度：15μm/rev.の条件でドリル孔明け加工を行い、孔位置精度評価を行った結果を表１に示した。

（比較例１）
実施例１で得られた樹脂組成物シートＡをそのまま使用して、予め接着用皮膜としてポリエステル系接着剤（R820）を5μm塗工した厚さ100μmのアルミニウム箔（材質：1N30）の片面に重ね、85℃の加熱ロールを使用して接着させ、ドリル孔明け用エントリーシートを得た。（ドリル孔明け用エントリーシートの樹脂組成物層の表面粗さは、中心線平均粗さ(Ra)で 1.8μm、十点平均粗さ(Rz)で 12μmであった。）この孔明け用エントリーシート使用して実施例１と同様にドリル孔明け加工を行い、孔位置精度評価を行った結果を表１に示した。

（比較例２）
実施例２で得られた樹脂組成物シートＣをそのまま使用して、厚さ50μmのアルミ箔（材質：1070）の片面に重ね、90℃の加熱ロールを使用して接着させ、ドリル孔明け用エントリーシートを得た。（このドリル孔明け用エントリーシートの樹脂組成物層の表面粗さは、中心線平均粗さ(Ra)で 1.7μm、十点平均粗さ(Rz)で 15μmであった。）この孔明け用エントリーシートを使用して実施例２と同様にドリル孔明け加工を行い、孔位置精度評価を行った結果を表１に示した。

（表１）
項 目 実施例１ 実施例２ 比較例１ 比較例２
樹脂組成物層の表面粗さ（単位μm）
中心線平均粗さ（Ra） 0.7 0.6 1.8 1.7
十点平均粗さ（Rz） 6 4 12 15
孔位置測定結果（単位μm）
平均＋３σ 21 12 36 18
最大 40 35 45 40
プリント配線板の歩留まり 97％ 97％ 80％ 83％

＜測定方法＞
１）表面粗さ：500mm×400mmサイズのシートの四隅と中央部の計5箇所から100mm×100mmのサンプルを切り出し、それぞれのサンプルについて、端と中央部の2箇所を、測定幅10mm、測定スピード0.3mm/秒の条件で、表面粗さ測定装置（東京精密製サーフコム）で測定、合計10箇所の平均値を算出。
２）孔位置精度：重ねた銅張積層板の最下板の裏側について、ビット5本×3000孔/本＝15000孔の指令座標とのズレを測定し、平均と標準偏差および最大値を示す。
３）プリント配線板の歩留まり：孔位置精度測定に使用した銅張積層板に銅メッキを行い、孔径より50μm大きい形のランドパターンで500孔連結のチェーンパターンを30ブロック形成したプリント配線板とし、電気導通の有無により歩留まりを求めた。

Claims (4)

1. 金属箔の少なくとも片面に樹脂組成物層を付着させたドリル孔明け用エントリーシートの製造方法において、該樹脂組成物は水溶性樹脂（ａ）を含有することを特徴とし、該樹脂組成物層の表面平滑化処理を行い、樹脂組成物層の表面粗さを、中心線平均粗さ（Ra）で0.2〜1.0μm、十点平均粗さ（Rz）で2〜10μmとするドリル孔明け用エントリーシートの製造方法。
2. 請求項１記載のドリル孔明け用エントリーシートの製造方法において、該樹脂組成物を加熱溶融して、樹脂組成物層を形成させ、該樹脂組成物層と金属箔とを貼り合せるドリル孔明け用エントリーシートの製造方法。
3. 該樹脂組成物層の厚みが10〜200μmである請求項１または２記載のドリル孔明け用エントリーシートの製造方法。
4. 該金属箔が厚み50〜500μmのアルミニウム箔である請求項１〜３のいずれかに記載のドリル孔明け用エントリーシートの製造方法。