JP4810722B2 - 孔明け用滑剤シート及び孔明け加工法 - Google Patents

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、プリント配線材料分野におけるドリル加工作業の品質、並びに生産性の向上に係わるものであり、0.1mmφ以上、2.0mmφ以下の孔明けをする際に、摩擦熱によるドリルビットの発熱を抑え、位置精度を向上させ、高品質で高能率の孔明けを可能とする孔明け用滑剤シートに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
プリント配線材料に、表裏導通用のドリル孔明けを行う際、プリント配線材料の片面或いは両面に水溶性滑剤、具体的には固形の水溶性滑剤であるジエチレングリコールやジプロピレングリコールなどのグリコール類と脂肪酸などの剛性ワックス、非イオン系界面活性剤との混合物を、紙などに含浸したシートを配置して行う方法が、USP-4781495、4929370に開示されているが、これらの方法は、ドリル発熱防止効果が不十分であったり、多孔質シートへのこれら混合物の含浸性が劣ったり、さらにベタつく等の欠点があった。
これらの解決手法として、特開4-92494、6-344297に、ポリエチレングリコールまたはポリエーテルエステルと水溶性滑剤からなる滑剤混合物シートを使用した孔明け加工法が提案されている。該加工法では、ドリル孔の品質向上やベタつきの改善は認められるものの、滑剤層の厚みが厚い場合、滑剤と金属箔からなるシートの反りが大きくなる場合があり、作業性には問題があった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、ドリルビットの発熱防止などの効果に優れ、かつベタツキが無く、さらに反りの小さい金属箔複合孔明け用滑剤シート、並びに該孔明け用滑剤シートを使用する、孔品質に優れ、作業性を改善したドリル孔明け法を提供するものである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、種々検討した結果、ポリエーテルエステルと水溶性滑剤に、有機フィラーを配合した滑剤混合物層を、金属箔に形成した孔明け用滑剤シートは、反りが小さくなることを見出し、本発明を完成するに至った。即ち、本発明は、ポリエーテルエステル(I)２０〜９０重量部と、水溶性滑剤(II)１０〜８０重量部と、有機フィラー(III)１〜５０重量部との混合物を、厚さ0.05〜0.5mmの金属箔の少なくとも片面に、厚さ0.02〜3.0mmの層に形成してなることを特徴とするプリント配線材料用の孔明け用滑剤シートであり、該孔明け用滑剤シートを使用したプリント配線材料の孔明け加工法である。
【０００５】
【発明の実施の形態】
本発明において使用されるポリエーテルエステル(I)とは、主鎖中にエーテル結合を有する線状化合物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。
また、ポリエーテルエステル(I)に、数平均分子量１００００以上のポリエチレンオキサイドを混合して使用することも可能である。ポリエーテルエステル(I)の融点または軟化点は、30〜200℃ の範囲のものが選択され、好ましくは35〜150℃の範囲のものが使用される。ポリエーテルエステル(I)の配合量は、ポリエーテルエステル (I)と水溶性滑剤 (II)の配合量の合計１００重量部に対し、２０〜９０重量部の範囲であり、２０重量部未満では、滑剤シートの強度が不足し、９０重量部を超えると湿潤性が不十分で、本発明の目的に適しない。
【０００６】
本発明において使用される水溶性滑剤(II)とは、具体的には、数平均分子量１０００〜９０００のポリエチレングリコール；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ブロックポリマーが挙げられ、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。
水溶性滑剤(II)の融点または軟化点は、30〜200℃ の範囲のものが選択され、好ましくは35〜150℃の範囲のものが使用される。
水溶性滑剤(II)の配合量は、ポリエーテルエステル(I)と水溶性滑剤(II)の配合量の合計１００重量部に対し、１０〜８０重量部の範囲であり、１０重量部未満では粘度が高くなりすぎ、８０重量部を超えると滑剤シートが脆くなり、本発明の目的に適しない。
【０００７】
本発明において使用される有機フィラー(III)とは、一般に使用されているものであれば、特に限定されるものではない。その代表的な例としては、フェノール樹脂、メラミン樹脂、ベンゾグアナミン樹脂、エポキシ樹脂、シリコン樹脂、アクリル樹脂、メタクルル樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリフェニレンエーテル樹脂、ポリエステル樹脂などで例示される熱硬化性樹脂や熱可塑性樹脂の粉末や微粒子、セルロース粉末、木粉などで例示される天然物の粉末などが挙げられ、その平均粒子径は５０μm以下、好ましくは１〜１０μm程度である。有機フィラー(III)の配合量は、ポリエーテルエステル(I)と水溶性滑剤(II)の配合量の合計１００重量部に対し、１〜５０重量部、好ましくは５〜３０重量部であり、１重量部未満では、反り改善効果が乏しく、５０重量部を超えると滑剤混合物の粘度が高くなり、混錬が困難になる。
【０００８】
本発明において使用される金属箔は、比較的軟質の工業的に使用される公知の金属箔であれば、特に制約はされない。具体的には、軟質アルミニウム、半硬質アルミニウム、硬質アルミニウムなどが例示される。金属箔の厚さとしては、50〜500μmの範囲であり、50μm未満では基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り、好ましくない。
これら金属箔の表面、正確にはポリエーテルエステル(I)と水溶性滑剤(II)と有機フィラー(III)の滑剤混合物と密着する面は、適宜、該混合物層との密着性を高めるため、表面粗化処理したものが好適である。
【０００９】
孔明け用滑剤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、特に制約はされない。具体的には、ポリエーテルエステル(I)と水溶性滑剤 (II)と有機フィラー(III)をロールやニーダー、またはその他の混錬手段を使用し、適宜加温或いは加熱して、均一な滑剤混合物とし、好適には粘度５万〜２０万センチポイズ（１５０℃）の状態で、ロール法やカーテンコート法などで、金属箔上に塗布層を形成する方法；該滑剤混合物をプレスやロール、またはＴ−ダイ押出機等を使用し、予め所望の厚さのシートに成形し、これを金属箔に重ね、プレスやロール等で加熱や加圧、または接着剤等により、密着する方法が例示される。
孔明け用滑剤シートの、滑剤混合物層の厚さは、0.02〜3.0mmの範囲であり、0.02mm未満では、得られる孔品質が低下し、3.0mmを超えるとドリルビットへの巻き付きが起こり、好ましくない。
【００１０】
本発明の孔明け加工法は、該孔明け用滑剤シートをプリント配線材料、例えば銅張積層板、多層板などの、少なくとも最上面に、該孔明け用滑剤シートの金属箔層が、プリント配線材料に接触するように配置し、該最上面側から、ドリル孔明けを行うものである。
【００１１】
【実施例】
実施例１
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）４０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）６０重量部、ベンゾグアナミン・メラミン・ホルムアルデヒド縮合物の微粒子（商品名：エポスターＭ３０、平均粒子径：３μm、日本触媒化学製）１０重量部を、ニーダーを使用し、温度１５０℃の窒素雰囲気中で混錬した後、押出機にて、厚さ０.２mmのシート（Ａ）を作成した。
このシート（Ａ）を、厚さ１００μmの硬質アルミ箔の片面に重ね、加熱ロールを使用して密着させ、孔明け用滑剤シート（Ａ）を得た。この孔明け用滑剤シート（Ａ）はベタツキがなく取り扱いが容易なものであった。
得られた孔明け用滑剤シート（Ａ）を３４０mmＸ５１０mmのサイズに切断し、温度：２０℃、湿度：４０％の雰囲気中に、２４時間放置した後、反りを測定した結果を表１に示した。
また、孔明け用滑剤シート（Ａ）を、厚さ１.６mmのガラスエポキシ６層板（内層：４層、内層銅箔厚み：７０μm、外層銅箔厚み：１８μm）を２枚重ねた上面に配置し、下面に当て板（紙フェノール積層板）を配置し、ドリルビット：０.３５mmφ、回転数：８００００ｒｐｍ、送り速度：１.６m／min．の条件で、ドリル孔明け加工を行い、反り測定および孔評価を行った結果を表１に示した。
【００１２】
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）７０重量部、数平均分子量４０００のポリエチレングリコール ３０重量部、ポリメタクリル酸メチル・メタクリル系架橋物の微粒子（商品名：エポスターＭＡ１００６、平均粒子径：６μm、日本触媒化学製）２０重量部を使用し、実施例１と同様にして、孔明け用滑剤シート（Ｂ）を得た。このシートを実施例１と同様にして、反り測定および孔評価を行った結果を表１に示した。
【００１３】
実施例３
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）２０重量部、ポリエチレンオキサイド（商品名：アルコックスＲ−１５０、明成化学製）２０重量部、ポリオキシエチレンプロピレンブロックポリマー（商品名：プロノン２０８、日本油脂製） ６０重量部、アクリル化合物の微粒子（商品名：エポスターＹＳ５０、平均粒子径：５μm、日本触媒化学製）５重量部を使用し、実施例１と同様にして、孔明け用滑剤シート（Ｃ）を得た。このシートを実施例１と同様にして、反り測定および孔評価を行った結果を表１に示した。
【００１４】
比較例１
実施例１において、ベンゾグアナミン・メラミン・ホルムアルデヒド縮合物の微粒子を使用せず、他は実施例１と同様にして、孔明け用滑剤シート（Ｄ）を得た。このシートを実施例１と同様にして、反り測定および孔評価を行った結果を表１に示した。
【００１５】
比較例２
実施例１において、孔明け用滑剤シートの替わりに、厚さ１５０μmの硬質アルミ箔を使用し、他は実施例１と同様のドリル孔明け条件で、孔明け加工を行い、孔評価を行った結果を表１に示した。
【００１６】

¹⁾多層板の孔明け加工の際、孔明け時の衝撃により、スルーホール部の内層の酸化銅面とボンディングシートの界面に剥離が起こる。この酸化銅は塩酸や硫酸と反応し金属塩を作り溶解するため、溶解した部分が白く見える現象をハロー（イング）と言う。
²⁾多層板の孔明け加工の際、摩擦熱の放散が不十分になると、ドリルビットの温度が上昇し、これにより、切り粉の樹脂部分が軟化溶融し、スルーホール内壁の内層の銅箔断面等に再付着する現象をスミヤーと言う。
【００１７】
（試験方法）
反 り ：シートを定盤上に置き、シートの四隅の反りをルーペで測定した最大値。
ハロー ：２５℃の ４Ｎ・ＨＣＬで５分間浸漬後、顕微鏡で観察した、ハローの最大値。
スミヤー：スルホール断面の顕微鏡観察を行い、スミヤー無しを１０点、全スミヤーを０点として算出した２０孔の平均点。（ ）は最低点を示す。
孔位置精度：孔位置基準値と、孔加工後の下板の孔位置とのずれ量を座標測定機で測定した値。
【００１８】
【発明の効果】
本発明の孔明け用滑剤シートは、反りが小さくなることから、プリント配線材料に配置する作業が容易となり、該孔明け用滑剤シートを用いた孔明け加工法は、滑剤による孔明け時の摩擦熱の軽減効果に優れることから、高品質で高能率の孔明け加工が可能となり、工業的な実用性は極めて高いものである。

Claims (4)

1. ポリエーテルエステル（Ｉ）２０〜９０重量部と、水溶性滑剤（ＩＩ）１０〜８０重量部と、有機フィラー（ＩＩＩ）との混合物であり、該有機フィラー（ＩＩＩ）の配合量が、ポリエーテルエステル（Ｉ）と水溶性滑剤（ＩＩ）の配合量の合計１００重量部に対し、１〜５０重量部であり、該混合物を、厚さ０．０５〜０．５ｍｍの金属箔の片面に、厚さ０．０２〜３．０ｍｍの層に形成してなることを特徴とするプリント配線材料用の孔明け用滑剤シート。
2. 該ポリエーテルエステル（ＩＩ）に、数平均分子量１００００以上のポリエチレンオキサイドを混合することを特徴とする請求項１記載の孔明け用滑剤シート。
3. 該水溶性滑剤（ＩＩ）が数平均分子量１０００〜９０００のポリエチレングリコール、ポリオキシエチレンのモノエーテル、ポリオキシエチレンのエステル、ポリオキシエチレンソルビタンモノステアレート、ポリグリセリンモノステアレート、ポリオキシエチレンプロピレンブロックポリマーからなる群から選択された１種もしくは２種以上であることを特徴とする請求項１記載の孔明け用滑剤シート。
4. 請求項１〜３のいずれかに記載の孔明け用滑剤シートを、プリント配線材料の少なくとも最上面に配置し、該最上面側からドリル孔明けをすることを特徴とするプリント配線材料の孔明け加工法。