KR100225273B1 - 인쇄회로기판에 드루-홀을 천공하는 방법 - Google Patents
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Abstract
본발명은 수용성 윤활제시이트를 인쇄회로기판의 한면 또는 양면 각각에 놓고 그 인쇄회로기판을 통하여 드루-홀을 천공함으로써 우수한 생산성으로 고품도의 드루-홀을 인쇄회로기판에 천공하는 방법을 제공한다. 본발명의 방법에 있어서, 수용성 윤활제 시이트는 중량 평균분자량이 10000이상인 폴리에틸렌 글리콜 20-90wt％와 수용성 윤활제 10-80wt％의 혼합물로 구성되며 0.05-3mm, 바람직하게는 0.1-2mm의 두께를 갖는다. 수용성 윤활제로는, 중량평균분자량(Mw)이 각각 600-9000인, 폴리에틸렌글리콜, 폴리옥시에틸렌 모노에테르, 폴리옥시에틸렌 소르비탄 모노에스테르, 폴리글리세린 모노스테아레이트, 폴리옥시에틸렌-프로필렌 블록 공중합체등이 바람직하다.
Description
본 발명은 양면 또는 다층 인쇄회로기판에 드루-홀(through-hole)을 천공하는 방법에 관한 것이다. 좀더 상세히, 본 발명은 회로기판의 한면 또는 각면상에 수용성 윤활제 시이트(lubricant sheet)를 사용하여 인쇄회로기판을 통하여 드루-홀을 천공하는 방법에 관한 것으로서, 본 발명의 방법은 드릴비트의 열생성 방지 및 우수한 생산성으로 고품도의 드루-홀을 형성하는 것을 가능케 한다.
미국특허 4,781,495 및 4,929,370은 적층물질의 한면 또는 양면 각각 상에 금속 호일을 적용함으로써 형성된 적층판을 통하여 드루-홀을 천공하는 방법을 개시하고 있는데, 여기서는 적층판의 한면 또는 양면 각각 상에 수용성 윤활제가 놓여진 상태에서 적층판을 통하여 드루-홀이 천공된다. 이 미국특허들에는 다공성 시이트를 디에틸렌글리콜이나 디프로필렌 글리콜등과 같은 수용성 글리콜계 윤활제, 지방산 에스테르 및 비이온성 계면활성제를 포함하는 혼합물로 함침시킴에 의하여 제조되는 시이트의 사용을 개시하고 있다.
그러나 상기 미국특허들에 개시된 방법들은 다음과 같은 문제점들을 갖는다; 천공으로 인한 열생성 방지가 종종 만족스럽지 못하고, 다공성 시이트내로 상기 혼합물의 함침이 빈약한 경우들이 있으며, 시이트 자체가 종종 점착성을 나타낸다. 점착성 시이트는 취급이 어려웁고 가공성을 감소시키며, 사용되는 경우, 시이트의 필링(peeling)이 비용을 증가시킨다.
본 발명은 홀이 형성될때 드릴비트의 열생성을 매우 효과적으로 방지할 수 있고 우수한 생산성으로 고품도의 드루-홀을 산출할 수 있는, 인쇄회로기판에 드루-홀을 천공하는 방법을 제공하고자 하는 것이다.
본 발명은 또한 열생성 방지에 우수한 효과를 갖고 점착성이 없는 수용성 윤활제 시이트에 의하여 우수한 생산성으로 고품도의 드루-홀들을 산출할 수 있는, 인쇄회로기판에 드루-홀을 천공하는 방법을 제공하고자 하는 것이다. 그밖에 본 발명은 핑크링 및 도말(smear) 유발이 없이 드루-홀들을 산출할 수 있는, 인쇄회로기판에 드루-홀을 천공하는 방법을 제공하고자 하는 것이다.
본 발명에 의하여, 중량 평균 분자량이 10000 이상인 폴리에틸렌 글리콜 20-90wt％와 수용성 윤활제 10-80wt％의 혼합물로 구성되며 0.05-3mm의 두께를 갖는 수용성 윤활제 시이트를 인쇄회로 기판의 한면 또는 양면 각각에 놓고 그 인쇄회로기판을 통하여 드루-홀을 천공하는 것을 특징으로 하는 인쇄회로기판에 드루-홀을 천공하는 방법이 제공된다.
본 발명이 관련된 인쇄회로기판은 금속 호일과 전기절연물질의 통합에 의하여 형성되며 인쇄회로판용 물질로서 사용되는 다양한 회로인쇄물질을 의미한다. 인쇄회로기판의 특정예들로는 금속호일이 덮혀진 적층판, 인쇄배선망의 내부층(들)을 갖는 다층 적층판, 인쇄배선망의 내부층(들)을 가지며 금속호일이 덮혀진 다층 적층판, 및 금속호일이 덮혀진 플라스틱 필름등을 들 수 있다.
본 발명에서 사용되는 중량 평균분자량이 10000이상인 폴리에틸렌글리콜은 일반적으로 HO(C2H4O)nH의 일반식을 갖는 산화에틸렌의 중합에 의하여 수득된다. 중량평균분자량이 10000이하인 폴리에틸렌글리콜은 왁스 형태로 무르고 너무 쉽게 으깨어져서 시이트로 형성될 수 없다.
본 발명에서, 수용성 윤활제는 500-9000의 중량 평균분자량을 갖는 폴리에틸렌 글리콜; 폴리옥시에틸렌 올레일에테르, 폴리옥시에틸렌 세틸에테르, 폴리옥시에틸렌 스테아릴에테르, 폴리옥시에틸렌 라우릴 에테르, 폴리옥시에틸렌 도데실에테르, 폴리옥시에틸렌 노닐페닐에테르, 폴리옥시에틸렌 옥틸페닐에테르등과 같은, 500-9000의 중량평균분자량을 갖는 폴리옥시에틸렌 모노에테르류; 폴리옥시에틸렌 모노라우레이트, 폴리옥시에틸렌 모노스테아레이트, 폴리옥시에틸렌 모노올레에이트, 폴리옥시에틸렌 비프탈로우 지방산 에스테르등과 같은, 500-9000의 중량평균 분자량을 갖는 폴리옥시에틸렌 에스테르류; 폴리옥시에틸렌 소르비탄 모노스테아레이트등과 같은, 500-9000의 중량평균 분자량을 갖는 폴리옥시에틸렌 소르비탄 모노에스테르류; 헥사글리세린 모노스테아레이트, 데카글리세린 모노 스테아레이트등과 같은, 500-9000의 중량평균분자량을 갖는 폴리글리세린 모노스테아레이트; 및 500-9000의 중량 평균분자량을 갖는 폴리옥시에틸렌-프로필렌-블록중합체들로부터 선택된다. 바람직한 윤활제는 30℃-200℃, 특히 40℃-250℃범위의 융점 또는 연화점을 갖는 것들이다.
수용성 윤활제 시이트는20-90wt％의 10000이상의 중량 평균분자량을 갖는 상기 폴리에텔렌글리콜과 10-80wt％의 상기 수용성 윤활제를 포함한 혼합물로부터 산출된다. 수용성 윤활제의 양이 상기 상한선보다 더 큰 경우, 시이트를 형성하는 것이 어렵다. 반대로 그양이 상기 하한선보다 더 작은 경우에는결과의 시이트가 불충분한 윤활성을 나타낸다.
수용성 윤활제 시이트는 통상 0.05-3mm, 바람직하게는 0.1-2mm의 두께를 갖는다. 그 두께가 상기 범위보다 작은 경우에는 드릴비트의 열생성방지 효과가 불충분하고, 그 두께가 상기 범위보다 큰 경우에는 드릴비트의 길이를 증가시킬 필요가 있다. 길이가 증가되면, 드릴비트가 바람직하지 못하게 불필요한 운동을 유발하기 쉬우며, 이는 드루-홀의 품질을 저하시키고 드릴비트가 부서지기 쉬운 결과를 초래한다.
수용성 윤활제 시이트를 산출하는 방법은 특별히 제한된 것은 아니다. 일반적으로, 상기 폴리에틸렌 글리콜과 상기 수용성 윤활제가 롤, 니더등과 같은 반죽기에 의해, 임의로 가열하에, 균일한 혼합물을 형성하도록 혼합된 다음, 그 균일한 혼합물이 0.05-3mm의 두께를 갖는 시이트가 형성되도록 압출, 프레스성형 또는 롤성형 되어진다. 그와 같이 산출된 수용성 윤활제 시이트들은 하나의 시이트가 플라스틱 또는 금속 호일 한면 상에 놓여지고 임의로 다른 하나의 시이트가 다른면상에 놓여지는 방법으로 드루-홀 천공에 이용된다. 하나의 수용성 윤활제 시이트가 사용되는 경우에는 그것을 드릴 비트 측 을 향하여 놓는 것이 바람직하다. 한면에 하나의 수용성 윤활제 시이트를 놓고 다른 한면에 또하나의 시이트를 놓는 것이 더욱 바람직하다.
본발명에 의하여, 도말 및 핑크링의 발생이 거의 없이 인쇄회로기판에 드루-홀을 천공하는 방법이 제공된다. 본 발명에서 사용되는 수용성 윤활제 시이트는 점착성이 없으므로 취급하기 용이하며, 본 발명의 방법에 따라 우수한 품도의 드루-홀이 수득될 수 있다. 더우기, 본 발명의 방법에서는 금속 호일 부분에 가해지는 응력이 작으며 핑크링의 발생정도가 감소될 수 있다. 이하 실시예들을 통하여 본발명을 상세히 설명하는데, 특별히 언급되지 않는 한 부는 중량부를 의미한다.
[실시예 1]
하기 도표 1에 표시한 바와 같이, 10000이상의 중량 평균분자량은 갖는 폴리에틸렌글리콜과 수용성 윤활제를 80-120℃의 온도에서 혼합한 다음, 결과의 혼합물을 압출기로 압출시켜 1mm의 두께를 갖는 시이트들을 형성하였다.
1.6mm 두께의 에폭시-유리 6층 기판(4개의 내부층, 70μm의 두께를 갖는 하나의 내측 구리층 및 18μm의 두께를 갖는 외측 구리층으로 구성)을 다음 조건들하에서 천공하였다.
[천공조건]
드릴비트 0.35mmø
회전속도 80,000 rpm
공급속도 1.6m/min
천공될 기판의 수 2
[드릴비트 측으로부터의 배열 방식]
100μm 두께의 알루미늄호일/윤활제시이트/6층기판/윤활제 시이트/6층기판/페이퍼페놀 적층판
도표 1에 윤활제 시이트의 점착성 유무 및 도말 발생정도를 표기하였으며, 도표 2에 핑크링의 발생정도를 표기하였다.
도말 및 핑크링은 다음과같이 평가되었다.
도말(smear) : 드루-홀의 벽을 현미경으로 관찰하여 내부 구리층이 노출된 영역의 정도를 평가하였다. 이는 곧 수지 부착정도와 직결된 것이다. 도말발생정도는 다음 등급으로 평가되었다; 구리의 100％ 노출=10, 구리의 50％노출=5, 구리노출없음=0, 좀더상세히, 드릴비트로 4,000개의 드루-홀들이 천공된 다음, 20개의 드루-홀들이 천공되었다. 이 20개의 드루-홀들의 벽들을 관찰하여 평균값을 산출하였다. 도표 1의 4000타격(hits)후의 도말 발생정도의 난에서, 괄호안의 데이타는 20개 드루-홀들 가운데 구리노출 영역이 가장 작은 경우를 표기한 것이다.
핑크링(pink ring) : 청공후, 두개의 6층 기판들이 25℃에서 5분간 4N HCl 수용액내에 침지된 다음, 각 기판의 드루-홀 벽으로부터 4N HCl로 부식된 길이가 측정되었다. 도표 2는10개의 드루-홀들에 대하여 측정이 행하여 졌을때 부식된 길이가 긴 경우를 표기한 것이다.
도발 및 핑크링은 도금된 드루-홀과 절연물질상에 형성된 전기 전도층사이의 접촉을 방해하므로, 이들의 발생정도는 인쇄회로기판의 품질을 평가하는데 중요한 표준이 된다.
[실시예 2-7]
10000이상의 중량 평균분자량을 갖는 폴리에틸렌 글리콜의 종류와 양 및 수용성 윤활제의 종류와 양을 도표 1에 표기한 바와 같이 변화시킨 것을 제외하고는 실시예1의 과정을 반복하였다. 결과를 도표 1 및 2에 표기하였다.
[비교예 1]
윤활제 시이트가 사용되지 않고 6층 기판등의 배열을 100μm 두께의 알루미늄 호일/6층 기판/6층 기판/페이퍼페놀 적층판으로 변화시킨 것을 제외하고는 실시예 1의 천공시험을 반복하였다. 결과를 도표 1 및 2에 표기하였다.
[비교예 2]
200의 중량평균분자량을 갖는 폴리에틸렌 글리콜의 트이히드록시스테아린 670ml를 54℃로 가열하고, 250ml의 디프로필렌글리콜과 함께 혼합하였다. 결과 혼합물을 62℃로 가열하고 80ml의 지방산 에스테르(상품명: Paricin, 카스겐제품)와 함께 혼합하였다. 결과의 혼합물을, 최종 코팅의 양이 60wt％가 되도록, 60℃에서 0.15mm두께의 페이퍼시이트상에 롤 코팅시키고, 결과의 시이트를 실온으로 냉각시켜 수용성 윤활제 시이트를 산출하였다. 전술한 윤활제 시이트 대신 이 윤활제 시이트를 사용하는 것을 제외하고는 실시예 1의 천공시험을 반복하였다. 결과를 도표 1 및 2에 표기하였다.
[표 1]
비고 : 수용성 윤활제(중량평균분자량)
LEG1 = 폴리에틸렌글리콜(1,000)
LEG2 = 폴리옥시에틸렌라우릴에테르(1,100)
LEG3 = 폴리옥시에틸렌 모노스테아레이트(3,300)
LEG4 = 폴리옥시에틸렌 소르비탄 모노스테아레이트(1,300)
LEG5 = 헥사글리세린 모노스테아레이트(530)
LEG6 = 폴리옥시에틸렌-프로필렌 블록중합체(8,800)
LEG7 = 폴리에틸렌 글리콜(4,000)
[표 2]
[실시예 8-10]
윤활제 시이트의 두께를 각각 0.1mm(실시예 8), 0.2mm(실시예 9) 및 0.5mm(실시예 10)로 변화시킨 것을 제외하고는 실시예 3을 반복실시하였다. 결과를 하기 도표 3에 표기하였다.
[표 3]
비고 : LEG3 = 폴리옥시에틸렌 모노스테아레이트(3,300)
[실시예 11]
천공 조건 및 판들과 시이트들 배열에 다음과 같은 변화를 준 것을 제외하고는 실시예 3을 반속실시하였다.
천공될 기판의 수 : 3
드릴비트측으로부터의 배열 : 100μm 두께의 알루미늄 호일/윤활제 시이트/6층기판/6층기판/6층기판/페이퍼페놀적층판
결과를 도표 4에 표기하였다.
[비교예 3]
윤활제 시이트를 사용함이 없이 실시예 11을 되풀이 하였다.
결과를 도표 4에 표기하였다.
[비교예4]
실시예 11에서 사용된 윤활제 시이트 대신에 비교예 2에서 제조된 것과 동일한 수용성 윤활제 시이트를 사용하는 것을 제외하고는 실시예 11을 반복실시하였다.
결과를 도표 4에 표기하였다.
[표 4]
Claims (5)
- 중량평균분자량이 10000이상인 폴리에틸렌 글리콜 20-90wt％와 수용성 윤활제 10-80wt％의 혼합물로 구성되며 0.05-3mm의 두께를 갖는 수용성 윤활제 시이트를 인쇄회로기판의 한면 또는 양면 각각에 놓고 그 인쇄회로기판을 통하여 드루-홀을 천공하는 것을 특징으로 하는, 인쇄회로기판에 드루-홀을 천공하는 방법.
- 제1항에 있어서, 수용성 윤활제가 600-9000의 중량평균분자량을 갖는 폴리에틸렌 글리콜, 600-9000의 중량 평균분자량을 갖는 폴리옥시에틸렌 모노에테르, 600-9000의 중량 평균 분자량을 갖는 폴리옥시에틸렌 소르비탄 모노에스테르, 600-9000의 중량 평균분자량을 갖는 폴리글리세린 모노스테아레이트, 600-9000의 중량 평균분자량을 갖는 폴리옥시에틸렌-프로필렌 블록공중합체로 구성된 군으로부터 선택된 최소한 하나의 물질인 것을 특징으로 하는 방법.
- 제2항에 있어서, 수용성 윤활제가 30℃ 내지 200℃의 융점 또는 연화점을 갖는 것을 특징으로 하는 방법.
- 제1항에 있어서, 수용성 윤활제 시이트가 0.1-2mm의 두께를 갖는 것을 특징으로 하는 방법.
- 제1항에 있어서, 수용성 윤활제가 폴리옥시에틸렌의 에스테르인 것을 특징으로 하는 방법.
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