JPH1148196A - エントリーシート - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 表面におけるすべりを抑制して穴位置の精度
を向上させ、ドリルの折損を少なくした穴あけに使用す
るアルミニウム箔積層複合材であって、ラミ浮きがな
く、エージングの容易なエントリーシート並びにそれを
使用した小口径穴あけ加工方法の提供。 【解決手段】 硬度の異なるアルミニウムまたはアルミ
ニウム合金箔をラミネートした後、経時的にガスの発生
のない非ウレタン系ドライラミネート用接着剤を用い
た、アルミニウム等の箔を貼り合わせたアルミニウム箔
積層複合材からなる小口径穴あけ加工用エントリーシー
ト及びそれを使用した小口径穴あけ加工方法。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、プリント基板のよ
うな高精度が要求される物品に、ドリルにより直径０．
１ｍｍφ〜２．０ｍｍφのような小口径の穴あけをする
際に用いるエントリーシートで、表面におけるドリルの
滑りを抑えることにより穴位置の精度を向上し、ドリル
の折損を減らし、プリント配線板の銅箔などの損傷を防
止して製品収率を向上させ、高品質で高能率なプリント
配線板などに対する小口径穴あけ加工用エントリーシー
ト及びそれを使用して穴あけ加工をする方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】電子技術は電話、ＴＶ、パソコンなどの
コンピューター、照明器具その他の各種製造業における
制御装置など電気、通信分野のみならず、自動車、家庭
電化製品、事務用機器、カメラ、玩具など、極めて広い
範囲に応用され、高機能化、高精度化が要求され、これ
にともない、プリント配線板のパターンの微細化、高密
度化、多層板化が急速に進行している。この結果、プリ
ント配線板の配線幅と配線間隔は狭まり、特にスルーホ
ールタイプのプリント配線板においては穴は小口径化す
ると共にその数は増加し、穴の位置についてもその高精
度化が要求されるようになってきている。従来から多層
板の穴あけにおいては、０．３〜０．４ｍｍφの小口径
の加工が多く行われている。今後ますますこの穴の小口
径化とその数の増加、穴位置の高精度化の要求は増大す
るものと考えられる。

【０００３】このような小口径穴あけ加工を行うには、
具体的には、プリント配線板にエントリーシートを配設
し、ドリル加工を行えば、ドリルの食いつきが良くな
り、プリント配線板に設けられる穴の位置の精度が向上
し、バリやかえりを生じさせないように穴あけができる
ことが知られており、これに使用するエントリーシート
についていくつかの提案がなされている。例えば、木材
パルプ−ガラス繊維からなる基体の両面をアルミニウム
箔等で挟んだエントリーシートを用いてプリント配線板
をドリル加工する方法（特許公報６１−６１９２１
号）、アルミニウム箔の両面を紙で挟んだエントリーシ
ートを用いてプリント配線板をドリル加工する方法（特
開昭６２−２１４０００号）、金属箔の片面に粘着相を
形成したエントリーシートの、この粘着相側をプリント
配線板に対向して設置し、ドリル加工をする方法（特開
昭６３−１１２０７号）などのエントリーシートが提案
されている。

【０００４】しかし、特公昭６０−６１９２１号記載の
発明においては、エントリーシートの表面材として３０
０３−Ｈ１９のような硬質材を用いているのでドリルの
横滑りが起きやすく穴位置精度が低下し易いほか、エン
トリーシートの製造に接着剤を用いる時は５層になりコ
ストアップが避けられない。また特開昭６２−２１４０
００号の発明では紙に耐熱性が無く、また紙の粉末が発
生し、メッキなどの後の工程での不良の原因となる危険
が多い。更に特開昭６３−１１２０７号の発明では粘着
層にドリリングの際の切り屑が付着することが避けられ
ないので問題がある。このように従来提案の方法ではま
だ小口径のドリル加工においては問題が残っているが更
に、プリント配線板のパターンの微小化、あける穴の小
口径化、穴の数の増大などの進行にともない、ドリルの
高速回転化、ドリル太さが一層細くなり、回転にともな
うぶれの発生が増大すると共に穴位置精度とバリの許容
高さを小さくする要求が厳しくなっているにもかかわら
ず、従来と同じエントリーシートを使用しているため、
穴位置精度が不十分になったり、穴位置精度を向上させ
ようとしたりあるいはバリ発生を従来以下に抑えようと
するとドリルの折損が増えるという問題が発生してい
る。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、エントリー
シートとして、ドリルのエントリーシート表面における
すべりを抑制して穴位置の精度を向上させ、ドリルの折
損を少なくした、プリント配線板などの穴あけに使用す
るアルミニウム箔積層複合材であって、製造において気
泡によるラミ浮き（ラミネート後、接着剤の硬化が進む
につれて発生したガスが接着剤層に気泡として残る現
象）がなく、かつ製造に際してエージングの容易なエン
トリーシートの開発並びにそれを使用した小口径穴あけ
加工方法の開発を目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は（１） ラミネ
ート後、経時的にガス（炭酸ガス等）の発生のない非ウ
レタン系ドライラミネート用接着剤を用いた、アルミニ
ウム箔またはアルミニウム合金箔を貼り合わせたアルミ
ニウム箔積層複合材からなる小口径穴あけ加工用エント
リーシート、（２） アルミニウム箔またはアルミニウ
ム合金箔が、硬度の異なるアルミニウム箔またはアルミ
ニウム合金箔を貼り合わせたアルミニウム箔積層複合材
である上記（１）記載の小口径穴あけ加工用エントリー
シート、（３） 経時的にガス（炭酸ガス等）の発生の
ない非ウレタン系ドライラミネート用接着剤として、エ
ポキシ系２液反応型接着剤を用いた上記（１）または
（２）のいずれかに記載の小口径穴あけ加工用エントリ
ーシート、及び（４） 上記（２）ないし（３）のいず
れかに記載の小口径穴あけ加工用エントリーシートを、
該エントリーシートのアルミニウム箔またはアルミニウ
ム合金箔の硬度をドリル出側に比しドリル入り側の硬度
を小さくい向きにしてセットして行う小口径穴あけ加工
する方法を開発することにより上記の目的を達成した。

【０００７】

【発明の実施の形態】本発明においてエントリーシート
に使用するアルミニウム箔またはアルミニウム合金箔
（以下両者をアルミニウム等の箔という）は、原則とし
て純アルミニウムであっても、あるいは合金成分につい
ては特に制限はなく、これをドライラミネートを用いて
積層してアルミニウム箔積層複合材とし、小口径穴あけ
加工用エントリーシートとして使用する。なお積層する
それぞれのアルミニウム等の箔は、後で詳細な理由は説
明するが、一方は軟質で、他方は硬質と硬度が異なるこ
とが好ましい。

【０００８】従来このようなドライラミネートにおいて
は、アルミニウム等の箔に限らずほとんどの場合、その
使い易さ、接着性能の優秀さからドライラミネート用接
着剤としては水酸基を持った主剤とイソシアネート基を
持った硬化剤を混合する２液反応タイプのウレタン系ド
ライラミネートが一般的に使用されてきた。このような
ウレタン系ドライラミネートとしては、２液反応型
（ポリエステルポリオール／ポリイソシアネートまたは
ポリエーテルポリウレタンポリオール／ポリイソシアネ
ートなど）接着剤であり、ラミネート工程あるいはエー
ジング工程等において微量の湿分と反応することにより
炭酸ガスが発生するため、ラミ浮きの要因となる。特に
ガスバリヤー性の高いラミネート層（アルミニウム等の
箔、塩化ビニリデンコーティングフィルム等）の場合に
おいて顕著である。この現象は、エントリーシートとし
た時は外観不良だけでなくスルーホール性能に直接かか
わってくる。 該ウレタン系ドライラミネートは、ドライラミネート
後に高温下のエージング（通常の条件として３５〜５０
℃、４８〜７２時間）を必要とし、コストアップの原因
となるだけでなく製造のリードタイムが長くかかること
が問題とされている。

【０００９】特にアルミニウム箔積層複合材においては
上記で指摘した貼り合わせたシートの表面で１〜４ｍ
ｍφのラミ浮きの不良が出やすく、エントリーシート用
のアルミニウム箔積層複合材としてはその解決が必要と
されている。この問題は、バリヤー性の高い材料構成に
おいて発生しやすく、かつラミネート後にある程度時間
が経過後に気泡が発生するので対策が取りにくい。原因
としてはウレタン系ドライラミネート接着剤の硬化が進
むにつれ、イソシアネート基と水酸基あるいは水が反応
し、炭酸ガスが発生し、接着剤層に気泡として残るもの
と推定している。

【００１０】本発明においては、上記の問題をドライラ
ミネート用接着剤の改良により解決することを目的とし
検討した結果、ラミネート後、経時的にガス（炭酸ガス
等）の発生のない非ウレタン系ドライラミネート用接着
剤を用いることにより解決できることを見いだした。こ
のような接着剤としては、ポリアミド／エポキシ系、ポ
リエーテル系／エポキシ系、ポリアミン／エポキシ系等
の組み合わせのエポキシ２液反応型接着剤がよく、特に
取り扱い易さ、コストの面からポリアミド／エポキシ系
の接着剤が好ましい。この２液反応型エポキシ系接着剤
はラミネート工程あるいはエージング中に湿分に遭遇し
反応したとしても炭酸ガス等のガスを発生することがな
いこと、エージング温度が低くかつ短時間で済むこと等
のメリットを挙げることができる。特に２液反応型ウレ
タン系接着剤においてのエージング条件として４０〜５
０℃、４８〜７２時間を必要とするのに対し、エポキシ
系接着剤ではエージング温度は室温で十分であり、また
時間も２４時間程度で最高の接着強度になるなど、特別
なエージング設備を必要とせず、製造のリードタイムも
大幅に短縮できる。

【００１１】ドライラミネートとしての塗布量は、０．
５〜５ｇ／ｍ² 、好ましくは１．５〜２．５ｇ／ｍ² 程
度であり、下限値の０．５ｇ／ｍ² 未満では十分な接着
強度が得られないし、上限値の５ｇ／ｍ² を超える量使
用しても接着強度の改善はわずかであり、製造コストが
上昇するだけで効果が低い。エポキシ２液反応型接着剤
のエージングは、室温に放置してよくまた時間的にも２
４時間程度の短時間で十分であり、この程度で接着強度
は十分高くなる。

【００１２】エントリーシートとしては、ドリル入り側
のアルミニウム等箔［以下アルミニウム箔（Ａ）とい
う。］をドリル出側のアルミニウム等箔［以下アルミニ
ウム箔（Ｂ）という。］に比して硬度を小さくした複合
材を用いることが好ましい。アルミニウム箔（Ａ）の材
質には制限がないとしても、好ましくは１０８５、１Ｎ
３０、１０５０、１１００、３００３、３００４などで
あり、圧延性や一般的に箔として使用されているとの理
由から１０８５、１Ｎ３０、３００３がより望ましい。
アルミニウム箔（Ａ）の厚みは、使用するドリル径によ
り変動するが、ドリル径に比して必要以上に厚くする
と、柔らかいためドリルの刃に粘り着くのでドリル径に
応じてその厚みを変えることが必要である。通常は厚さ
５〜１００μｍ、ドリル径が０．５ｍｍ以下の場合には
より好ましくは５〜５０μｍである。アルミニウム箔
（Ａ）のマイクロビッカース硬度（Ｈｖ）は２０〜５
０、より好ましくは２５〜４０である。このように材質
を柔らかくしてドリルの食いつきを良好にする。ドリル
の食いつきが良好であればドリルの刃先の横滑りが防止
でき、穴位置精度が一層向上する。

【００１３】アルミニウム箔（Ｂ）は、厚さが３０〜２
００μｍ、マイクロビッカース硬度（Ｈｖ）が５０を超
え、１４０以下、より好ましくは６５〜１４０のアルミ
ニウム等箔を用いることである。このようにすることに
より発生するバリの高さは従来に比して、より小さく、
悪くとも同程度に抑止することができる。このようなア
ルミニウム箔（Ａ）及びアルミニウム箔（Ｂ）を炭酸ガ
スの発生のない非ウレタン系ドライラミネート、好まし
くはエポキシ２液反応型接着剤で貼り合わせてアルミニ
ウム箔積層複合材とする。この場合、アルミニウム箔
（Ａ）あるいはアルミニウム箔（Ｂ）は、ドリル入り側
にアルミニウム箔（Ａ）が、ドリル出側にアルミニウム
箔（Ｂ）が配置されていれば、１枚に限定されず複数枚
をラミネートしたものであってもよい。

【００１４】エントリーシートとしての複合材全体の厚
さは、ドリルの径により好適な範囲は変わる。ドリル径
が大きい時はエントリーシートの厚さは厚く、ドリル径
が小さい時は厚さは薄くなる。ドリル径が０．５ｍｍ以
下の場合にはエントリーシート全体の厚さとしては３０
〜２００μｍ、より好ましくは５０〜１５０μｍくらい
である。したがってアルミニウム箔（Ｂ）の厚さはアル
ミニウム箔（Ａ）が定まればこれにしたがって決まって
くる。

【００１５】現在使用されているエントリーシート用ア
ルミニウム箔の表面粗さは通常中心線平均粗さ（Ｒａ）
が０．１μｍ前後であり、現在の程度であれば問題はな
いが、エントリーシートのアルミニウム箔（Ａ）表面を
粗面化処理して、中心線平均粗さ（Ｒａ）が０．１５〜
０．３０μｍの範囲に粗面化しておくことでドリルの横
滑りを防ぎ、穴位置精度を向上するのに効果があるので
好ましい。プリント配線板を複数枚重ねて穴あけ加工を
する時、エントリーシートにラミ浮きまたは位置のずれ
等があるとドリルの歯が斜めに入るためプリント配線板
の最下部の穴の位置は大きくずれることとなる。小口径
の穴あけにおいて位置ずれが５μｍの違いは大きく、そ
の効果は大きい。

【００１６】エントリーシートの材質の硬度が高い時は
バリの生成高さを減少しするが、ドリルの横滑りが発生
しやすく、穴位置の精度が低くなり、また硬度が低い時
はドリルのセンタリングの正確さは確保できるが、バリ
の発生が増加する。したがってドリルの横滑りを防止し
て穴位置精度を向上させる要求と、バリの生成高さを減
少させたい相反する要求を合わせて解決するエントリー
シートの開発を目的として研究を行い、穴あけ時にドリ
ルが最初に接触するアルミニウム箔（Ａ）を柔らかい材
料を用い、ドリルの横滑りを抑制すると共に、この材質
より硬度の高い材質のアルミニウム箔（Ｂ）によりバリ
の発生を抑制できる材料を貼り合わせたエントリーシー
トを開発することにより上記の相反する要求をともに解
決したものである。

【００１７】この結果、ドライラミネートによるガスの
発泡がなくなり、ラミ浮きのないエントリーシートの製
造か可能となったので、パターンが急激に微細化し、か
つプリント配線板の穴位置の精度向上、バリの生成高さ
の抑制、ドリルの折損事故の減少などの要求にこたえる
ことができるエントリーシートを製造できた。なおこの
エントリーシートはバリの生成高さが小さいため、１度
に穴あけ処理できるプリント配線板の枚数を大きくする
ことができるので生産性を高くすることが可能となり、
またバリの生成高さの減少はプリント配線板などの回路
形成用銅箔などの損傷防止も可能になるなど、大きく改
良されたエントリーシート、及びこのエントリーシート
を使用したプリント配線板の小口径穴あけ加工方法を開
発できた。

【００１８】（実施例）アルミニウム箔（Ａ）として、
厚さ３０μｍの１Ｎ３０−Ｏ材を、アルミニウム箔
（Ｂ）として、厚さ７０μｍの３００４−Ｈ１８組み合
わせ、これにエポキシ２液反応型接着剤としてポリアミ
ド（末端アミノ基タイプ）／エポキシ系ドライラミネー
ト用接着剤を用いたアルミニウム箔積層複合材を製造し
た。比較のために実施例におけるエポキシ２液反応型接
着剤に代えて最も広く使用されているウレタン系ドライ
ラミネート（ポリエステルポリオール／ポリイソシアネ
ート（芳香族系））を用いたアルミニウム箔積層複合材
を製造した。その結果を表１に示す。

【００１９】

【表１】 外観：製造して７２時間後に目視にてガス発泡の有無を
確認。 スルーホール適性：△・・局部的に悪い部分（気泡近
傍）がある。

【００２０】上記で得たアルミニウム箔積層複合材をエ
ントリーシート［ドリル入り側：アルミニウム箔
（Ａ）、ドリル出側：アルミニウム箔（Ｂ）］として使
用し、下記の条件でスルーホール適性のテストを行っ
た。 ドリル回転数 ：７２０００ｒｐｍ． ドリル 径 ：０．４ｍｍφ 使用 基板 ：１．６ｍｍ厚、ＦＲ−４両面板
３枚重ね バックアップボード：１．６ｍｍ厚、ベークライト板 送り 速度 ：１．４ｍ／ｍｉｎ ピット 数 ：３０００ 使用エントリー ：Ｗ１５０７５

【００２１】

【表２】 １）位置精度：使用基板３枚目のドリル出側における測
定値。 ２）ピット数：比較例の場合は使用ドリルが折れた時の
ピット数。 以上のデータから、ドリル入り側の表面に発泡がありラ
ミ浮きがあると、ドリルが滑り（シュート、おどり）、
そのために位置精度が低下すること、及びドリルのシュ
ートが大きい結果ドリルの折損が発生しやすくなること
がわかる。

【００２２】

【発明の効果】本発明のエントリーシートは、ドライラ
ミネート用接着剤として経時的にガスの発生のない非ウ
レタン系ドライラミネートを使用しているので、ガスの
発生によるラミ浮きのないアルミニウム箔積層複合材で
あり、これをエントリーシートとして小口径穴あけ加工
を行う時は、ラミ浮きによるドリルの滑りを完全に防止
できるのでスルーホール特性を大幅に向上させる。特
に、硬度の柔らかいアルミニウム箔（Ａ）及びより硬度
の高いアルミニウム箔（Ｂ）を貼り合わせ、このアルミ
ニウム箔積層複合材の硬度の柔らかいアルミニウム箔の
面をドリル入り側にして、小口径穴あけ加工用エントリ
ーシートとして用いる時は、 主体がアルミニウム箔であるので、ドリルの清掃効果
があり、ドリリングにおける発熱の拡散に優れている。 アルミニウム箔（Ａ）に柔らかい材質を用いたため、
表面におけるドリルの食いつきが良く、更にドリルの横
滑りを抑え、穴位置の精度の向上、ドリルが細いために
起こる回転に伴うドリルのぶれを効果的に抑え、その折
損を大幅に減少すると共に アルミニウム箔（Ｂ）を硬度の高い材質を用いること
により、バリの発生を抑制するので、一度の処理できる
被加工体の枚数を多くしても問題がなく、高い生産性を
有し、バリの生成高さが抑制されることはプリント配線
板の回路形成用銅箔の損傷を防止するのに効果があり、
パターンの微細化に伴う回路の断線を効果的に防止でき
る。このようなエントリーシートを用いてプリント配線
板の小口径穴あけ加工をする時は精度の高い穴あけが高
生産性をもって行うことができる。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ラミネート後、経時的にガス（炭酸ガス
   等）の発生のない非ウレタン系ドライラミネート用接着
   剤を用いた、アルミニウム箔またはアルミニウム合金箔
   を貼り合わせたアルミニウム箔積層複合材からなる小口
   径穴あけ加工用エントリーシート。
2. 【請求項２】 アルミニウム箔またはアルミニウム合金
   箔が、硬度の異なるアルミニウム箔またはアルミニウム
   合金箔を貼り合わせたアルミニウム箔積層複合材である
   請求項１記載の小口径穴あけ加工用エントリーシート。
3. 【請求項３】 経時的にガス（炭酸ガス等）の発生のな
   い非ウレタン系ドライラミネート用接着剤として、エポ
   キシ系２液反応型接着剤を用いた請求項１または２のい
   ずれかに記載の小口径穴あけ加工用エントリーシート。
4. 【請求項４】 請求項２ないし３のいずれかに記載の小
   口径穴あけ加工用エントリーシートを、該エントリーシ
   ートのアルミニウム箔またはアルミニウム合金箔の硬度
   をドリル出側に比しドリル入り側の硬度を小さくい向き
   にしてセットして行うことを特徴とする小口径穴あけ加
   工する方法。