JP4968651B2

JP4968651B2 - プリント配線基板穿孔用水溶性樹脂組成物、該組成物よりなるシート及びかかるシートを用いたプリント配線基板の穿孔方法

Info

Publication number: JP4968651B2
Application number: JP2001216185A
Authority: JP
Inventors: 弘章佐藤; 司出水
Original assignee: Nippon Synthetic Chemical Industry Co Ltd
Current assignee: Nippon Synthetic Chemical Industry Co Ltd
Priority date: 2001-07-17
Filing date: 2001-07-17
Publication date: 2012-07-04
Anticipated expiration: 2021-07-17
Also published as: JP2003026886A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、多層プリント配線基板等の積層板にスルーホールを形成させるための孔あけ（穿孔）加工に有用なプリント配線基板穿孔用水溶性樹脂組成物、該組成物よりなるシート及びかかるシートを用いたプリント配線基板の穿孔方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
プリント配線基板等の積層基板にスルーホールを穿孔する場合は、孔径が大きい場合は基板に直接ドリルを当てて穿孔が行われるが、孔径の小さい汎用品の基板では、一般に上記基板上にアルミニウム箔等の金属薄膜と各種の水溶性化合物の層を配置し、ドリル、錐、あるいはパンチャー等を用いて貫孔している。
上記方法において、水溶性化合物膜の使用は、基板表面の凹凸が原因となるドリルビット部の逃げを防止して目的とするスルーホール部の位置にドリル先端部を正確に設定する、つまり加工位置精度の確保の目的で用いられ、更にアルミニウム箔の使用は基板の穿孔終了後、ドリルの引抜きの際に基板上の銅面の剥離防止、いわゆるバリ防止と共に穿孔時に発生するスルーホール部の発熱に帰因するスルーホール部の目づまりや切削クズの付着のトラブルを避けるためのもので、かかるアルミニウム箔／水溶性化合物膜の積層利用によって効率よくスルーホール加工を実施している。その上、水溶性化合物膜は、長期間放置しても可塑性が低下せず、穿孔終了後に基板を水洗することによって、基板からの除去が可能であるというメリットも持っている。
【０００３】
かかる目的で使用する水溶性化合物を示す公知文献として、例えば、▲１▼特開平４−９２４８８号公報、▲２▼特開平４−９２４９４号公報には、基板の片面あるいは両面にポリエチレングリコール，ポリプロピレングリコールを配置することが、▲３▼特開平７-９６４９９号公報にはポリアルキレンオキシド化合物と多価カルボン酸及び又はジイソシアネート化合物よりなる水溶性高分子を、▲４▼特開平１０-６２９８号公報ではかかる水溶性高分子と金属化合物よりなる組成物を配置すること等がいずれも記載されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記▲１▼、▲２▼の開示技術では、スルーホールの穿孔時に水溶性化合物膜面にべたつきが生じ易く、特に高湿度雰囲気下等の水分が多い条件下でのスルーホール部の加工位置精度が低下したり、又、水溶性化合物を膜状で使用する時に、成形性に劣りシート状に成形しにくいというような問題点を有している。
又、上記▲３▼、▲４▼の開示技術でも、特にドリル径が０．１５ｍｍのように細い場合はその精度、特に連続して穿孔を実施する場合の加工位置精度の点で改善の余地がある。
更に▲１▼〜▲４▼のいずれの開示技術も近時のより高度な品質要求の一つであるめっき付きまわり性、つまりスルーホール内にめっきを施す場合、均一なめっき加工が実施できるという点では更なる改良が必要である。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するため、本発明者らが鋭意検討した結果、ポリビニルアルコール系樹脂５５〜９０重量％及びポリオキシアルキレン化合物１０〜４５重量％を含有してなるプリント配線基板穿孔用水溶性樹脂組成物が、かかる欠点を解決しうることを見いだし本発明を完成した。
【０００６】
【発明の実施の形態】
本発明の水溶性樹脂組成物について述べる。
本発明の水溶性樹脂組成物は、ポリビニルアルコール系樹脂及び必要に応じて更にポリオキシアルキレン化合物を配合してなるもので、かかるポリビニルアルコール系樹脂は、変性されていてもよく、該ポリビニルアルコールは酢酸ビニルを単独重合し、更にそれをケン化して製造される。また変性ポリビニルアルコールは酢酸ビニルと他の不飽和単量体との重合体をケン化して製造されたり、ポリビニルアルコールを後変性して製造される。
上記で他の不飽和単量体としては、例えばエチレン、プロピレン、イソブチレン、α−オクテン、α−ドデセン、α−オクタデセン等のオレフィン類、アクリル酸、メタクリル酸、クロトン酸、マレイン酸、無水マレイン酸、イタコン酸等の不飽和酸類あるいはその塩あるいはモノ又はジアルキルエステル等、アクリロニトリル、メタアクリロニトリル等のニトリル類、アクリルアミド、メタクリルアミド等のアミド類、エチレンスルホン酸、アリルスルホン酸、メタアリルスルホン酸等のオレフィンスルホン酸あるいはその塩、アルキルビニルエーテル類、Ｎ−アクリルアミドメチルトリメチルアンモニウムクロライド、アリルトリメチルアンモニウムクロライド、ジメチルアリルビニルケトン、Ｎ−ビニルピロリドン、塩化ビニル、塩化ビニリデン、ポリオキシエチレン（メタ）アリルエーテル、ポリオキシプロピレン（メタ）アリルエーテルなどのポリオキシアルキレン（メタ）アリルエーテル、ポリオキシエチレン（メタ）アクリレート、ポリオキシプロピレン（メタ）アクリレート等のポリオキシアルキレン（メタ）アクリレート、ポリオキシエチレン（メタ）アクリルアミド、ポリオキシプロピレン（メタ）アクリルアミド等のポリオキシアルキレン（メタ）アクリルアミド、ポリオキシエチレン（１−（メタ）アクリルアミドー１，１−ジメチルプロピル）エステル、ポリオキシエチレンビニルエーテル、ポリオキシプロピレンビニルエーテル、ポリオキシエチレンアリルアミン、ポリオキシプロピレンアリルアミン、ポリオキシエチレンビニルアミン、ポリオキシプロピレンビニルアミン等が挙げられる。
又後変性の方法としては、ポリビニルアルコールをアセト酢酸エステル化、アセタール化、ウレタン化、エーテル化、グラフト化、リン酸エステル化、オキシアルキレン化する方法等が挙げられる。
【０００７】
かかるポリビニルアルコール系樹脂の中でも、ケン化度が６５モル％以上のものが好ましく、更には７０〜１００モル％、特には７５〜９９モル％が有利である。かかるケン化度が６５モル％未満では水溶性が悪くなり、穿孔後の水洗に労力を要し好ましくない。
【０００８】
又、４重量％水溶液の粘度は２．５〜１００ｍＰａ・ｓが好ましく、更には２．５〜７０ｍＰａ・ｓ、特には２．５〜６０ｍＰａ・ｓが有利である。該粘度が２．５ｍＰａ・ｓ未満では、本発明の水溶性樹脂組成物をフィルムの形状にして使用する時に強度が劣り穿孔時にフィルムの破壊が起ることがあり、一方１００ｍＰａ・ｓを越えるとフィルム、シートへの製膜性が悪くなり好ましくない。尚、上記粘度はＪＩＳＫ６７２６に準じて測定されるものである。
【０００９】
本発明の水溶性樹脂組成物に可塑性を付与し、基板の金属との接着性やアルミニウム箔との接着性の向上あるいはフィルム状とした時のそりや割れ防止のためにポリオキシアルキレン化合物が混合され、かかる効果は該組成物をフィルム状で用いる時、フィルム製造後それを長期にわたって保存される時に顕著に発揮される。
但し、その配合量は組成物全体の１０〜４５重量％であり、更には１５〜４５重量％の範囲とするのが望ましい。この範囲においては前述した公知技術におけるような欠点はほとんど発現せず、ポリビニルアルコール系樹脂の弱点を補強するという独自な効果が発揮できる。
【００１０】
該ポリオキシアルキレン化合物としては、ポリアルキレングリコール及びポリアルキレングリコールのモノエーテル化物、モノエーテルモノエステル化物、ジエーテル化物、モノエステル化物、ジエステル化物等が挙げられ、かかるポリアルキレングリコールとして具体的には、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、ポリブチレングリコール等が例示される。
モノエーテル化物としては、ポリオキシエチレンモノオレイルエーテル、ポリオキシエチレンモノセチルエーテル、ポリオキシエチレンモノステアリルエーテル、ポリオキシエチレンモノラウリルエーテル、ポリオキシエチレンモノドデシルエーテル、ポリオキシエチレンモノノニルフェノールエーテル、ポリオキシエチレンモノオクチルフェニルエーテルが例示される。モノエーテルモノエステル化物としてはメトキシポリエチレングリコール（メタ）アクリレート、エトキシポリエチレングリコール（メタ）アクリレート、プロポキシポリエチレングリコール（メタ）アクリレートが例示される。ジエテール化物としては、ポリオキシエチレンジオレイルエーテル、ポリオキシエチレンジセチルエーテル、ポリオキシエチレンジステアリルエーテル、ポリオキシエチレンジラウリルエーテル、ポリオキシエチレンジドデシルエーテル、ポリオキシエチレンジノニルフェノールエーテル、ポリオキシエチレンジオクチルフェニルエーテル等が例示される。
【００１１】
モノエステル化物としては、ポリオキシエチレンモノ（メタ）アクリレート、ポリオキシエチレンモノオレエート、ポリオキシエチレンモノラウレート、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モノ牛脂肪酸エステル、ポリグルセリンモノステアレート等が例示され、ジエステル化物としては、ポリオキシエチレンジ（メタ）アクリレート、ポリオキシエチレンジオレエート、ポリオキシエチレンジラウレート、ポリオキシエチレンジステアレート、ポリオキシエチレンジ牛脂肪酸エステル、ポリグルセリンジステアレート等が例示される。
【００１２】
上記ポリオキシアルキレン化合物の重量平均分子量としては、３００〜１００００が有利である。重量平均分子量が３００未満では、本発明の水溶性樹脂組成物をフィルム又はシート状にして長期間放置する場合に、ブリードアウトがおこる原因となり、重量平均分子量が１００００を越えると、水溶性の低下の原因となり好ましくない。
【００１３】
本発明の水溶性樹脂組成物には、必要に応じて、非イオン界面活性剤等の滑剤、防錆剤、リン酸エステル類等の安定剤の他、無機粉体等の公知の添加剤を添加しても差し支えない。
【００１４】
本発明の水溶性樹脂組成物をプリント配線基板穿孔用シートとして用いる（以下穿孔用シートと称する）場合、水溶性樹脂組成物を単独のフィルム又はシートとして、あるいは基材に該組成物をラミネートした積層シートとして利用され、実用的には積層シートが有利である。
【００１５】
かかる本発明の穿孔用シートは、例えば次の方法により製造される。
単独のフィルムあるいはシートとするには、例えば溶液流延法、Ｔダイやインフレーションでの溶融押出法、またはカレンダ法等の汎用の製膜手段を採用すれば良い。かかる製膜の時、組成物は水溶液として用いられたり、ペレット状のものが用いられる。ポリビニルアルコール系樹脂とポリオキシアルキレン化合物を併用して水溶液とする場合は、先ずポリビニルアルコール系樹脂を水に溶解させた後、ポリオキシアルキレン化合物を添加するのが好ましい。
かかる穿孔用シートの厚みとしては、６０〜１０００μｍの範囲に設定することが好ましい。
【００１６】
上記の方法で得られた穿孔用シートの含水率は１〜１０重量％になるように調整するのが好ましく、更には、１〜７重量％が好ましい。
かかる含水率が１重量％未満ではシート又はフィルムの成形時にクラックが発生し易く、１０重量％を越えると成形機からのフィルム剥離性が劣り好ましくない。
【００１７】
積層シートとして用いる場合、基材としては、特に限定するものではないが金属箔、プラスチックフィルム、プラスチックシートが好ましい。中でも、アルミニウム，亜鉛，鉄等の金属箔が好ましい。基材の厚みは、通常５０〜３００μｍが好ましく、更には１００〜２５０μｍに設定される。
【００１８】
該積層シートにおける水溶性樹脂組成物層の厚みは、１０〜７００μｍの範囲に設定することが好ましい。また、穿孔用シート全体の厚みは、特に限定するものではないが、６０〜１０００μｍの範囲となるよう設定する。
【００１９】
積層シートは、金属箔等の基材に水溶性樹脂組成物をラミネートしたもので、具体的にはポリビニルアルコール系樹脂を水に溶解し、必要に応じて更にそれにポリオキシアルキレン化合物を添加して溶解し、この溶液を上記基材面にコーティングし、その後４０〜１００℃の温度で水分を除去して、水溶性樹脂組成物層を形成して製造されたり、また、基材上に上記で述べた水溶性樹脂組成物単独で作製したフィルムあるいはシートを熱圧着法やドライラミ法でラミネートして製造される。
積層シートの場合も水溶性樹脂組成物層の含水率は上記の単独層の時と同様の範囲に調整するのが好ましい。
【００２０】
上記穿孔用シートを用いてプリント配線基板を穿孔する方法は、次の様にして行われる。
まず用いられるプリント配線基板は、通常は銅等の金属箔と電気絶縁体とが積層され一体化した基板であり、例えば外層に金属箔を配置したエポキシ基板等の金属箔張積層板，内層にプリント配線回路を有する多層積層板，内層にプリント配線回路を有する金属箔張積層板，金属箔張プラスチックフィルム等が挙げられる。
【００２１】
上記基板の片面又は両面に本発明の穿孔用シートを配置し、このシートを介してプリント配線基板の所定の位置に、ドリルあるいは錐等により所定の大きさのスルーホールを穿孔する。
該穿孔用シートが積層シートの場合は、シートの基材面とプリント配線基板面が接するように配置するのが加工位置精度を上げる点で好ましい。
また、複数枚のプリント配線基板を積層して同時に穿孔することも可能である。
【００２２】
【実施例】
以下、実施例を挙げて本発明を具体的に説明する。
なお、例中「％」、「部」とあるのは、断りのない限り重量基準を意味する。
【００２３】
実施例１
ケン化度７８モル％、４％水溶液の粘度が１３ｍＰａ・ｓのポリビニルアルコール（日本合成化学工業社製「ゴーセノールＫＭ−１１」）７１部を水４００部に溶解し、更に重量平均分子量６００のポリエチレングリコール（キシダ化学社製「ＰＥＧ６００」）２９部を添加して溶解し、水溶性樹脂組成物の水溶液を得た。
【００２４】
上記水溶液を厚さ１００μｍのアルミニウム箔上に３５ミルのアプリケーターを用いてコーティングして、６５℃で９６時間乾燥して膜厚１６０μｍの塗膜を形成させ、該層の含水率が２％の穿孔用シートを得た。
【００２５】
次に厚さ１８μｍの銅箔が両面に積層された全厚０．４ｍｍのプリント配線基板を２枚重ね、その上に穿孔用シートをそのアルミニウム箔面が銅面と接触するように配置して、室温、３０％ＲＨの条件下で０．１５ｍｍφのドリルにて２枚の基板を貫通する１０００穴のスルーホールを形成した。得られた穿孔基板についてスルーホールの加工位置精度、めっき付きまわり性、水溶性樹脂組成物層の除去性を以下の様に評価した。また、上記穿孔用シートの可塑性を評価するために穿孔用シートを３０％ＲＨの条件下で３ケ月放置してから同様の操作を行った。
【００２６】
（加工位置精度）
穴の中心部を実測し、予め決められた位置とのズレをデジタル測長機（大日本スクリーン社製「ＤＲ−５５５−Ｄ」）にて測定し１枚目、２枚目の１、５００、１０００穴目の平均値を算出して、標準偏差σを求め、（平均値＋３σ）値を算出し以下の様に評価した。
○・・・ドリル径の２０％未満
△・・・ドリル径の２０〜３０％未満
×・・・ドリル径の３０％以上
【００２７】
（めっき付きまわり性）
穿孔基板に銅めっき（めっき浴：メルテックス社製「カパーグリーム１２５」）を付け、１、２枚目の基板７５０穴、１０００穴目の断面を確認し以下のように評価した。
○・・・すべての穴の銅めっきが均一に付いている
△・・・いずれか１つの穴の銅めっきの均一性が劣る
×・・・２つ以上の穴の銅めっきの均一性が劣る
【００２８】
（除去性）
穿孔基板上に配置している穿孔用シート面に２０℃の水をフルコーン型スプレーノズルより０．１ＭＰａで噴射して、水の当り始めから水溶性樹脂組成物層が目視で完全に溶解するまでの時間を測定し、以下の様に評価した。
○・・・９０秒未満
△・・・９０〜１２０秒未満
×・・・１２０秒以上
【００２９】
（可塑性）
ドリル穿孔を実施した時の穿孔用シートの様子を観察し以下の様に評価した。
○・・・シートに変化なし
△・・・シートのそりがみられたり、シートの端部でアルミ箔との剥離が見られた。
×・・・シートが割れたり、シートの全面でアルミ箔との剥離が見られた。
【００３０】
比較例１
実施例１のポリエチレングリコール（キシダ化学社製「ＰＥＧ６００」）２９部の添加を省略した以外は実施例１と同様に水溶性樹脂組成物及び穿孔用シートを作製して同様に評価した。
【００３１】
実施例２
実施例１で用いたポリビニルアルコールに替えて、ケン化度７５モル％、４％水溶液粘度７ｍＰａ・ｓのポリビニルアルコールを使用した以外は実施例１と同様に水溶性樹脂組成物及び穿孔用シートを作製して同様に評価した。
【００３２】
実施例３
実施例１で用いたポリビニルアルコールに替えて、ケン化度８８モル％、４％水溶液粘度５２ｍＰａ・ｓのポリビニルアルコールを使用した以外は実施例１と同様に水溶性樹脂組成物及び穿孔用シートを作製して同様に評価した。
【００３３】
実施例４
実施例１で用いたポリエチレングリコール（キシダ化学社製「ＰＥＧ６００」）に替えて、重量平均分子量が２０８０のメトキシポリエチレングリコールメタクリレートの５０％水溶液（第一工業製薬社製「ＮＦバイソマーＳ２０Ｗ」）５８部を添加した以外は実施例１と同様に水溶性樹脂組成物及び穿孔用シートを作製して同様に評価した。
【００３４】
実施例５
実施例１においてポリビニルアルコールの配合量を８０部に変更し、ポリエチレングリコールの配合量を２０部に変更した以外は実施例１と同様に水溶性樹脂組成物及び穿孔用シートを作製して同様に評価した。
【００３５】
実施例６
実施例１で調製した水溶性樹脂組成物の水溶液を、９３℃に調整した鉄製の回転熱ドラムに流延して製膜し、含水率が６％となるまで乾燥して、厚さ２４０μｍの穿孔用シートを得、かかるシートを実施例１と同様の基板上に配置して、同様に評価した。
【００３６】
比較例２
実施例１のポリエチレングリコール４０部を用いてその１５％水溶液を使用して実施例１と同様に穿孔用シートを作製して、実施例１と同様に評価した。
実施例、比較例の評価結果を表１に示した。
【００３７】
〔表１〕
加工位置精度めっき付きまわり性除去性可塑性
実施例１ ○ ○ ○ ○
実施例２ ○ ○ ○ ○
実施例３ ○ ○ ○ ○
実施例４ ○ ○ ○ ○
実施例５ ○ ○ ○ ○
実施例６ ○ ○ ○ ○
比較例１ ○ ○ ○ △
比較例２ × × × ○
【００３８】
【発明の効果】
本発明のプリント配線基板穿孔用水溶樹脂組成物は、ポリビニルアルコール系樹脂５５〜９０重量％及びポリオキシアルキレン化合物１０〜４５重量％を含有しているため、該組成物を成形したシートを使用してプリント配線基板の穿孔を行う時、穿孔時の加工位置精度やめっき付きまわり性、長期間放置後の該シートの可塑性に優れ、穿孔後の該シートの除去性も良好である。

Claims

ポリビニルアルコール系樹脂５５〜９０重量％及びポリオキシアルキレン化合物１０〜４５重量％を含有してなることを特徴とするプリント配線基板穿孔用水溶性樹脂組成物。
ポリビニルアルコール系樹脂のケン化度が６５モル％以上でかつ４重量％水溶液の粘度が２．５〜１００ｍＰａ・ｓであることを特徴とする請求項１記載のプリント配線基板穿孔用水溶性樹脂組成物。
ポリオキシアルキレン化合物の重量平均分子量が３００〜１００００であることを特徴とする請求項１あるいは２記載のプリント配線基板穿孔用水溶性樹脂組成物。
請求項１〜３いずれか記載の組成物からなることを特徴とするプリント配線基板穿孔用シート。
請求項１〜３いずれか記載の組成物を基材にラミネートしたことを特徴とするプリント配線基板穿孔用シート。
請求項４あるいは５記載のシートをプリント配線基板上に配置して、ドリルで基板を穿孔することを特徴とするプリント配線基板の穿孔方法。
請求項５記載のシートをその基材面がプリント配線基板面と接する様に配置して、ドリルで基板に穿孔することを特徴とするプリント配線基板の穿孔方法。