KR100657427B1

KR100657427B1 - 코팅용 조성물 및 이를 이용한 피씨비 홀가공용 시트

Info

Publication number: KR100657427B1
Application number: KR1020060035413A
Authority: KR
Inventors: 임길순; 방종은; 이현희
Original assignee: 주식회사 제알코; 주식회사 씨엔비월드; 이현희
Priority date: 2006-04-19
Filing date: 2006-04-19
Publication date: 2006-12-14

Abstract

본 발명은 PCB의 홀가공용으로 부착되는 알루미늄시트 및 상기 알루미늄시트에 코팅되는 코팅층을 이루는 코팅용 조성물에 관한 것으로, 상기 코팅용 조성물은, 폴리 에틸렌계 왁스 57~65중량%와, 아크릴 수지 및 에폭시 수지가 합성되어 유제(乳劑)로 형성된 수용성 수지 25~33중량%와, 메탄올 8중량%와, 기포방지제와 부착부여제로 이루어진 첨가제 2중량%를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 의하면, 저융점(70℃ 이상)이며 인체에 무해한 수성 고형분의 코팅층이 PCB 홀가공용 시트에 코팅되어 있어, 상온과 대기의 습기에 대한 제약이 없으므로 공정상 PCB의 취급이 편리하고 장기간 보관 및 대량 적치가 가능하며, 상기한 코팅층은 열에 녹는 속도가 우수하여 PCB 드릴 공정의 홀 가공시 드릴의 고열을 흡수하여 그 코팅층이 용이하게 녹으며 윤할 역할을 하게 되므로 홀 가공 내벽의 절삭성을 개선하고 드릴 비트의 마모 및 부러짐 현상을 대폭 개선하여 PCB의 작업성 및 제품의 부가가치를 향상시킬 수 있는 효과를 얻을 수 있게 된다.

PCB, 폴리에틸렌 왁스, 수용성 아크릴 수지, 수용성 에폭시 수지, 알루미늄시트, 코팅, 드릴

Description

코팅용 조성물 및 이를 이용한 피씨비 홀가공용 시트{Composition for coating and sheet for processing hole of PCB using thereof}

도 1은 본 발명이 적용되는 PCB와 시트를 나타낸 사시도.

도 2는 도 1의 단면도.

도 3은 본 발명에 따른 코팅용 조성물 중 수용성 수지의 화학식.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

10 ; PCB 20 ; 알루미늄시트

30 ; 코팅층 40 ; 홀

50 ; 비트

본 발명은 코팅용 조성물 및 이를 이용한 PCB 홀가공용 시트에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 저융점(70℃ 이상)이며 인체에 무해한 수성 고형분으로 구성되어, 상온과 대기의 습기에 대한 제약이 없어 공정상 취급이 편리하고 장기간 보관 및 대량 적치가 가능함은 물론, 홀 가공시 가공 홀 내벽의 절삭성을 개선하고 드릴 비트의 마모 및 부러짐 현상을 대폭 개선할 수 있도록 구성된 코팅용 조성물과 이를 이용한 PCB 홀가공용 시트에 관한 것이다.

전자인쇄회로기판(이하 PCB라 함: Printed Circuit Board)은 전자회로를 조립하기 위해 부품을 탑재하여 배선할 때 사용되는 기판을 나타낸다.

상기 PCB는 생산 드릴 공정에서 기판에 존재하는 작은 상처나 미세한 티 또는 드릴의 회전력에 의해 발생되는 고열에 의해 드릴 날 및 기판 자체가 손상되는 문제점이 발생되므로, 이러한 문제점을 보완하기 위해 일반적으로 구경 0.2파이 이상의 홀 가공시엔 순수 알루미늄시트를 PCB 표면에 부착하여 사용하게 된다.

특히, 최근에는 상기한 PCB가 고밀도 집적화로 인해 홀의 구경이 0.15파이 이하인 경우가 증가하고 있어 드릴도 초소구경인 초경(超硬)비트를 사용하게 되는데 이 경우 가공시 높은 고열이 발생하게 되는바, 드릴의 부러짐 현상 및 편심 발생이 증가되어 PCB 완제품의 불량률 또한 크게 증가하는 추세이다.

이러한 문제점을 개선하고자 최근 일면이 코팅 처리된 알루미늄시트(이하 LE시트라 함: Water Soluble Lubricant Entry Sheet)가 사용되고 있는데, 상기 LE시트는 코팅막이 PCB 드릴 공정의 고열을 흡수하며 녹아 윤활 역할을 하게끔 구성된 것으로 홀 가공 내벽의 절삭성과 비트 마모 및 부러짐 현상을 일부 개선하는 효과를 갖는 제품이다.

그러나, 상기한 LE시트는, 표면이 대체로 저융점(70℃ 이하)이며 수성 반고형분의 제품으로 코팅되어 있어서 지문이나 땀 등에도 코팅층이 쉽게 녹는 단점이 있어 코팅층의 두께 편차가 쉽게 발생할 수 있어 공정간 취급이 곤란하며, 특히 여름철이나 장마철 등 고온다습의 환경에서는 상온과 대기의 습기만으로도 코팅층이 녹을 수 있어 장기간 보관 및 대량 적치가 불가능한 문제점을 가지고 있었다.

이에 본 발명자는 상기한 같은 문제점을 해결하기 위해 PCB 시트에 사용되는 코팅용 조성물에 대한 여러 가지 실험을 계속하던 중 작업성이 우수하고 인체에 무해한 윤활 코팅용 조성물을 수용화된 도료 상태로 제조하기에 이르렀다.

본 발명은 저융점(70℃ 이상)이며 수성 고형분의 제품으로서, PCB 홀가공용 시트에 코팅시 상온과 대기의 습기에 대한 제약이 거의 없어 공정상 취급이 편리하고 장기간 보관 및 대량 적치가 가능함은 물론, PCB의 홀 가공시 가공 홀 내벽의 절삭성을 개선하고 비트의 마모 및 부러짐 현상을 대폭 개선하여 작업성 및 제품의 부가가치를 향상시킬 수 있는 코팅용 조성물 및 이를 이용한 PCB 홀가공용 시트를 제공하는데 그 목적이 있다.

이와 같은 목적을 효과적으로 달성하기 위한 본 발명의 코팅용 조성물은, 폴리에틸렌계 왁스 57~65중량%와, 아크릴 수지 및 에폭시 수지가 합성되어 유제(乳劑)로 형성된 수용성 수지 25~33중량%와, 메탄올 8중량%와, 기포방지제와 부착부여제로 이루어진 첨가제 2중량%를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

다른 일면에 따라, 상기 왁스는, 고밀도 폴리 에틸렌계(HDPE) 왁스, 저밀도 폴리 에틸렌계(LDPE) 확스, 저밀도 폴리 올레핀 왁스, 파라핀 왁스, 폴리 에틸린 클리콜(glycol) 왁스 중 하나인 것을 특징으로 한다.

다른 일면에 따라, 상기 수용성 수지는, 아크릴 수지 75중량%와, 수용성 에폭시 수지 25중량%로 구성되는 것을 특징으로 한다.

그리고, 본 발명의 PCB 홀가공용 시트는, 상기한 코팅용 조성물로 이루어진 코팅층이 표면에 코팅되는 것을 특징으로 한다.

도 1 및 도 2는 본 발명에 적용되는 PCB를 나타낸 것으로, 상기 PCB(10)는 상면에 알루미늄시트(20)와 본 발명에 따른 조성물로 이루어진 코팅층(30)이 적층되어 구성되는 구조를 갖는다.

상기한 코팅층(30)을 이루는 윤활 코팅용 조성물은 주요 성분인 왁스에 수용성 수지와 메탄올 및 첨가제가 서로 혼합되어 구성되는 것으로, 일실시예에 따르면 폴리에틸렌계 왁스 60중량%와, 아크릴 수지 및 에폭시 수지가 합성되어 유제(乳劑)로 형성된 수용성 수지 30중량%와, 메탄올 8중량%와, 기포방지제 2중량%를 포함하여 구성되며, 0.98± 0.02의 비중과 20± 3sec의 점도의 물리/화학적 성질을 가진다.

또한, 다른 실시예에 따르면, 상기 코팅용 조성물은, 폴리에틸렌계 왁스 65중량%와, 아크릴 수지 25중량%, 에폭시 수지 8중량%와, 첨가제인 부착부여제 2중량%를 포함하여 구성되며, 1.03± 0.02의 비중과 30± 3sec의 점도의 물리/화학적 성질을 가진다.

그리고, 상기 폴리에틸렌 왁스는 드릴 작업시 홀의 윤활 역할을 할 수 있도록 코팅제가 알루미늄시트 표면 위에 왁스 형태로 도막을 형성하는 작용을 하게 되며, 이러한 도막 형성에 따라 PCB의 홀 가공시 홀 내벽의 절삭성이 향상되어 회로는 물론 PCB 판을 동시에 보호할 수 있게 되는 것이다.

그리고, 상기 수용성 수지는 도 3에 도시된 바와 같이, 고산가의 아크릴 수지와 에폭시 수지를 촉매 존재하에 에스테르화 시킨 고분자량의 에폭시 변성 수용 성 아크릴 수지로서 알루미늄시트 위에 코팅층 생성시 코팅제의 부착성을 향상시키는 작용을 하게 되는 것으로, 에폭시 수지만으로 구성할 경우 코팅제를 알루미늄시트에 도포하였을 때 너무 딱딱한 상태의 도막이 형성되는 문제점이 발생되므로, 바람직하게는 수용성 아크릴 수지와 반응시켜 병행 사용하는 것이다. 이에 따라 알루미늄시트 위에 코팅층 형성 후 가열 건조 고정을 거쳐도 형성된 코팅층이 계속적으로 부착 상태를 유지하게 된다.

즉, 아크릴 수지로는 카르복실(-COOH)관능기를 다량 함유한 아크릴 산과 메타크릴 산(Methacylic acid)을 주성분으로 하는 단량체(monomer)를 공중합시켜 얻어지는 중합체로서, 내후성, 내오염성, 내유성이 우수하고 분자구조 중 극성기를 임의로 도입할 수 있는 특징이 있어 이를 에폭시기로 변성시키면 상기한 아크릴 수지와 에폭시 수지의 장점들이 극대화되는 본 발명의 에폭시 변성 수용성 아크릴 수지가 완성되는 것이다. 이때, 상기 에폭시 수지는 일반적으로 비스페놀형(Bis-phenol) 에폭시 수지가 사용된다.

또한, 상기 메탄올은 기존의 물을 사용하는 것에 비해 메탄올이 비점 온도가 낮아 코팅 후 경화시 빠른 속도로 기화하며 작업 생산성을 향상시키도록 한 것으로, 바람직하게는 TWA농도가 200ppm 이하의 것을 사용하도록 한다.

또한, 첨가제인 기포방지제는 각각의 원료 혼합과정에서 발생되는 소량의 기포를 완전히 제거하여 제품의 품질을 향상시키기 위해 투입된다.

이하, 도 1을 참조하여 상기한 윤활 코팅제의 PCB 적용과정을 상세히 설명하면 다음과 같다.

먼저, 윤활 코팅제를 응집방지를 위해 균일한 액상이 되도록 골고루 흔들어 준 후, 세척용 신나로 희석한 다음, 희석된 코팅제를 PCB(10) 위에 부착되는 알루미늄시트(20) 위에 코팅하여 코팅층(30)을 형성하게 되는데, 이때 그 코팅 두께는 바람직하게는 45±1.0~2.0g/m²가 되도록 한다. 이후 바람직하게는 경화가 가장 알맞게 이뤄지는 170± 5℃에서 40± 3초로 건조하면 경화가 완료되어 코팅이 완료되는 것이다.

코팅제의 코팅두께는 두꺼울수록 왁스가 두텁게 올라가 윤활효과가 상승되어 PCB의 파손을 최소화할 수 있으나, 본 발명의 코팅제는 수용성 제품으로 코팅두께가 무한정 상승될 수 없는 바, 상기한 코팅두께는 이러한 사항을 고려한 최적의 한계 두께라 할 수 있다.

이때, 상기 코팅층(30)은 드릴 작업시 드릴 비트(50)의 고열을 흡수하여 그 코팅층(30)이 녹으면서 윤활 역할을 하게 되어 홀(40) 가공 내벽의 절삭성과 비트 마모 및 부러짐 현상을 방지하게 되는 것이다.

한편, 상기 폴리 에틸렌계 왁스는 고밀도 폴리 에틸렌계(HDPE) 왁스를 사용하는 것이 바람직하며, 필요시 저밀도 폴리 에틸렌계(LDPE) 확스, 저밀도 폴리 올레핀 왁스, 파라핀 왁스, 폴리 에틸린 클리콜(glycol) 왁스 중 하나를 선택적으로 사용할 수도 있다.

따라서, 본 발명에 의한 코팅용 조성물 및 이를 이용한 PCB 홀가공용 시트에 따르면, 저융점(70℃ 이상)이며 인체에 무해한 수성 고형분의 코팅용액을 이용함으로서 상온과 대기의 습기에 대한 제약이 없어 공정상 취급이 편리하고 장기간 보관 및 대량 적치가 가능한 이점을 얻을 수 있게 된다.

또한, 본 발명의 조성물을 이용한 코팅층은 열에 녹는 속도가 우수하여 PCB 드릴 공정의 홀 가공시 드릴 비트의 고열을 흡수하여 코팅층이 녹으며 윤할 역할을 하게 되므로 홀 가공 내벽의 절삭성을 개선하고 비트의 마모 및 부러짐 현상을 대폭 개선하여 작업성 및 제품의 부가가치를 향상시킬 수 있는 효과를 얻을 수 있다.

Claims

폴리에틸렌계 왁스 57~65중량%와, 아크릴 수지 및 에폭시 수지가 합성되어 유제(乳劑)로 형성된 수용성 수지 25~33중량%와, 메탄올 8중량%와, 기포방지제와 부착부여제로 이루어진 첨가제 2중량%를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 코팅용 조성물.
제1항에 있어서, 상기 왁스는, 고밀도 폴리 에틸렌계(HDPE) 왁스, 저밀도 폴리 에틸렌계(LDPE) 확스, 저밀도 폴리 올레핀 왁스, 파라핀 왁스, 폴리 에틸린 클리콜(glycol) 왁스 중 하나인 것을 특징으로 하는 코팅용 조성물.
제1항에 있어서, 상기 수용성 수지는, 아크릴 수지 75중량%와, 수용성 에폭시 수지 25중량%로 구성되는 것을 특징으로 하는 코팅용 조성물.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 따른 코팅용 조성물로 이루어진 코팅층이 표면에 코팅되는 것을 특징으로 하는 피씨비 홀가공용 시트.
폴리에틸렌계 왁스 57~65중량%와, 아크릴 수지 및 에폭시 수지가 합성되어 유제(乳劑)로 형성된 수용성 수지 25~33중량%와, 메탄올 8중량%와, 기포방지제와 부착부여제로 이루어진 첨가제 2중량%를 골고루 혼합하여 윤활 코팅제를 제조하는 단계;

제조된 윤활 코팅제를 희석한 후, 알루미늄시트(20)에 45± 1.0~2.0g/m² 의 두께로 코팅하는 코팅층 형성단계;

코팅층 형성 후170± 5℃에서 40± 3초로 건조하면 경화시키는 단계; 로

이루어지는 것을 특징으로 하는 피씨비 홀가공용 시트의 코팅방법.