KR100814048B1 - 드릴 가공용 엔트리 보드 - Google Patents

Abstract

본 발명의 드릴 가공용 엔트리 보드는 직경이 작은 드릴을 사용한 구멍의 위치 정밀도와 같은 드릴 가공성 및 드릴 가공된 구멍 벽의 거칠기를 향상시킨다. 엔트리 보드는 금속박을 가지며 그 금속박의 한 면 또는 양면에 드릴 침입층을 제공하는 열경화성 수지가 피복되어 있다.

드릴 가공, 엔트리 보드, 열경화성 수지, 윤활제, 금속박, 증점제, 폴리비닐아세탈 수지

Description

드릴 가공용 엔트리 보드 {ENTRY BOARD FOR DRILLING}

도 1은 본 발명에 따른 드릴 가공용 엔트리 보드의 일례를 나타내는 단면도.

도 2는 본 발명에 따른 드릴 가공용 엔트리 보드의 다른 에를 나타내는 단면도.

본 발명은 인쇄배선판용 기판에 드릴 구멍 뚫는 가공을 행할 때 기판을 누르는 지그 판(jig plate), 즉 드릴 가공용 엔트리 보드(entry board)에 관한 것이다.

이제까지 드릴 가공용 엔트리 보드로서 사용되는 재료로서는 알루미늄판, 종이 기재 페놀 수지 적층판이 일반적으로 사용되어 왔다.

또한 종래에 드릴 가공성을 높이기 위해 윤활제를 분산한 종이 기재(基材) 페놀 수지 적층판(일본국 특개평 10-217199호) 및 상온에서 고체인 수용성 윤활제 시트를 금속박의 한 쪽 면에 붙인 복합 시트(일본국 특개평 04-92488호)도 알려져 있다.

그런데, 알루미늄판으로 이루어지는 드릴 가공용 엔트리 보드는 직경이 0.35mm 이상인 구멍의 드릴 가공에서는 문제없이 사용할 수 있으나, 최근 증가하고 있는 0.30mm 이하의 미세한 직경의 드릴 가공의 경우에는 직경이 가늘어지고 드릴 강도가 낮으므로 알루미늄판 표면에서의 드릴을 유지하는 것이 어렵기 때문에 알루미늄판 표면에서 드릴이 미끌어지는 경향이 있고 부러지기 쉬우며, 이 때문에 생산성이 현저히 저하된다.

또한, 종이 기재 페놀 수지 적층판 형태의 엔트리 보드는 알루미늄판보다 드릴 유지성이 좋으므로, 직경이 작은 드릴의 부러짐 발생 빈도가 적다. 그러나 최근에는 구멍과 구멍의 간격이 좁은 드릴 가공이 요구되어 내부의 종이 섬유가 드릴의 진행을 방해하기 때문에 직경이 적은 드릴 사용에 따른 구멍의 위치 정밀도가 불충분하다는 문제가 있다.

또한, 일본국 특개평 10-217199호 공보에 기재된 바와 같이, 윤활제를 분산한 종이 기재 페놀 수지 적층판인 엔트리 보드는 가공된 구멍의 내벽 거칠기의 개선 및 드릴 마모의 감소에 관해서는 효과가 나타나지만, 최근에는 구멍과 구멍의 간격이 좁은 드릴 가공이 요구되어 직경이 적은 드릴 사용에 따른 구멍의 위치 정밀도가 불충분하다는 문제가 있다.

또한, 일본국 특개평 04-92488호 공보에 기재된 바와 같이, 상온 고체의 수용성 윤활제 시트를 금속박의 한 쪽 면에 적층한 복합 시트 형태의 엔트리 보드에서는 수용성 윤활제로 인해 가공된 구멍의 내벽의 거칠기 저하나 드릴 마모의 저하가 없고, 절삭 시의 드릴 저항이 낮으므로 드릴의 구부러짐도 없고, 미세 직경 드릴에서의 가공 구멍의 위치 정밀도가 향상된다.

그러나 역으로 수용성 윤활제는 고체와 액체의 변화에 민감하므로, 열/물(흡습을 포함)이 가해지면 용이하게 녹고, 역으로 냉각되거나 수분이 없어지면 고체로 변한다. 따라서, 수송 또는 보관 시의 온도/습도 관리가 불충분하면 블록킹 등의 문제가 생길 수 있다.

또한, 드릴 가공 조건에 따라서는 배출된 칩(chip)에 수용성 윤활제가 섞여 들어가므로 배출 시에 주변 온도로 냉각되면 용이하게 굳어진다. 그래서 경우에 따라서는 드릴의 뿌리(root)에 서서히 석출된 칩이 굳어짐으로써 배출구가 막히게 되어 나중의 칩이 나오지 못하게 되고 드릴 부러짐이 발생된다. 또, 수지층은 드릴 가공 시의 발열에 의해 순간적으로 녹아버리므로, 드릴 유지의 역할을 하지 못하고, 드릴 유지는 그 밑의 금속층에서 행하게 된다. 따라서 종래의 알루미늄판으로 만들어진 엔트리 보드와 동일하게 챔퍼(chamfer)는 개량되지 않는다.

본 발명의 과제는 드릴 가공용 엔트리 보드에서의 미세 직경의 드릴을 사용한 구멍의 위치 정밀도 등의 드릴 가공성을 개량하는 것이다.

본 발명은 상기 과제를 해결하기 위해, 금속박의 한 쪽 면 또는 양면에 드릴 침입층(drill-penetrating layer)을 제공하는 열경화성 수지를 피복한 것을 드릴 가공용 엔트리 보드로서 채용한 것이다.

도 1은 금속박(1)의 한 쪽 면에 드릴 침입층을 제공하는 열경화성 수지의 층(2)을 피복한 예이고, 도 2는 금속박(1)의 양면에 드릴 침입층을 제공하는 열경화성 수지의 층(2)을 피복한 예이다.

드릴 침입층을 제공하는 열경화성 수지로서는 에폭시 수지, 페놀 수지 중 적어도 어느 하나를 함유하고, 여기에 증점제(增粘劑)를 첨가한 것을 사용할 수 있다.

또, 피복용으로 사용하는 열경화성 수지에 윤활제를 분산시킬 수도 있다. 열경화성 수지로 균일한 두께의 시트가 얻어지고 금속박을 적층함으로써 취급성이 향상된다. 드릴 침입층으로서 열경화성 수지를 사용하여 드릴의 미끄러짐이 억제되고 드릴의 유지, 드릴 가공 시의 발열에 대한 안정성도 좋으므로, 미세 직경의 드릴을 사용하여 양호한 가공성이 얻어진다.

열경화성 수지로서는 에폭시 수지, 페놀 수지, 멜라민 수지, 요소 수지 등을 사용할 수 있고, 그 중에도 에폭시 수지와 페놀 수지 중 적어도 어느 하나의 수지를 사용함으로써 내열성이 높은 경제적인 시트를 얻을 수 있다.

증점제는 피막 형성을 용이하게 할 목적에서 사용된다. 드릴 가공성에서 문제가 되지 않는 증점제로서는 유기 고분자 증점제인 폴리비닐아세탈 수지, 합성 고무 등, 또는 무기 증점제인 0.1㎛ 이하의 실리카 등을 사용할 수 있다. 이 중에도 폴리비닐아세탈 수지가 가장 사용하기 용이한 증점제로서, 예를 들면 평균 중합도 1000∼3000인 고분자 폴리비닐아세탈 수지를 10∼60 중량% 이상 함유하는 열경화성 수지를 사용할 수 있다. 그 함량이 10 중량% 이하이면 성형 시 수지의 점도 저하가 현저해지므로, 균일한 두께로 조정하는 것이 어렵다. 60 중량% 이상이면 드릴 가공 시의 발열에 의해 수지가 지나치게 부드러워져서 드릴을 유지하기 어렵게 되므로 10∼60 중량%가 적당한 범위이다.

금속박으로서 20∼100㎛의 알루미늄박을 사용하고, 열경화성 수지를 피복하여 전체의 두께가 40∼250㎛인 것을 사용하는 것이 바람직하다. 40∼250㎛의 범위는 드릴 가공성을 높이기 위해 적당한 범위이며, 40㎛ 이하이면 드릴을 유지하는 층이 너무 얇아서 가공 구멍 위치 정밀도가 저하된다. 또, 250㎛를 초과하면 엔트리 보드의 두께가 지나치게 두꺼워지고, 미세 직경 드릴 가공에 사용되는 드릴의 날(edge) 길이가 짧으므로 실제 가공에서 가공되는 기판의 매수가 제한되어 생산 효율이 저하된다.

금속박으로서는 드릴에 대한 부하가 적은 것이면 어느 것이나 사용할 수 있지만, 두께의 균일성, 경제성 면에서 알루미늄박이 가장 바람직하다. 알루미늄박을 사용할 경우, 20∼100㎛의 두께인 것이 적당하다. 20㎛ 이하이면 열경화성 수지 피복 시트의 취급성이 나빠진다. 반대로 100㎛를 초과하면 드릴에 대한 부하가 커져서 드릴이 부러지는 원인이 된다.

또, 드릴 침입층용으로 열경화성 수지를 사용함으로써 가공된 구멍의 위치 정밀도가 양호한 구멍을 가공할 수 있으나, 가공된 구멍의 벽면 거칠기를 가미한 가공이 필요한 경우에는 윤활제를 첨가할 수도 있다. 윤활제로서는 열경화성 수지 시트와 혼합될 수 있는 것이면 특별히 한정되지 않지만, 윤활제로서는 고급 알콜 또는 그 유도체를 사용할 수 있다.

본 발명의 다른 특징 및 목적은 첨부 도면을 참조하여 이하에 제시되는 설명으로부터 명백해질 것이다.

[실시예 1]

폴리비닐아세탈 수지 20 중량%, 에폭시 수지 40 중량%, 페놀 수지 40 중량%를 포함하는 열경화성 수지로 형성되고 두께가 100㎛인 수지 시트의 한 면에 50㎛의 알루미늄박을 접합한 것을 드릴 가공용 엔트리 보드로서 사용하여 드릴 가공을 행하였다.

[실시예 2]

윤활제로서 폴리에틸렌글리콜을 10부 첨가하고 폴리비닐아세탈 수지 20 중량%, 에폭시 수지 40 중량%, 페놀 수지 40 중량%를 포함하는 열경화성 수지로 형성되고 두께가 100㎛인 수지 시트의 한 면에 50㎛의 알루미늄박을 접합한 것을 드릴 가공용 엔트리 보드로서 사용하여 드릴 가공을 행하였다.

[비교예 1]

150㎛의 알루미늄판을 드릴 가공용 엔트리 보드로서 사용하여 드릴 가공을 행하였다.

[비교예 2]

폴리비닐아세탈 수지 90 중량%, 에폭시 수지 5 중량%, 페놀 수지 5 중량%를 포함하는 열경화성 수지로 형성되고 두께가 100㎛인 수지 시트를 드릴 가공용 엔트리 보드로서 사용하여 드릴 가공을 행하였다.

[비교예 3]

페놀 수지를 평량(坪量) 200g/㎡의 종이에 도포하고, 이것을 건조시켜 수지 비율 40%의 프리프레그(prepreg) 시트를 얻었다. 이 프리프레그 시트를 2매 적층하여 온도 150℃, 압력 100kg/㎠에서 60분간 가열 가압하여 얻어진 종이 기재 페놀 수지 적층판을 드릴 가공용 엔트리 보드로서 사용하여 드릴 가공을 행하였다.

상기 실시예와 비교예의 드릴 시험의 결과는 표 1에 나타낸 바와 같다.

	실시예 1	실시예 1	비교예 1	비교예 2	비교예 3
최대 구멍위치 변위량 (㎛)	28	30	55	51	50
칩 배출성	양호	양호	양호	양호	양호
구멍 벽 거칠기 (㎛)	10	6	18	15	15

드릴 조건

가공 기판: 0.2mm FR-4, 6매 중첩

백업 보드: 1.5mm 두께 종이 기재 페놀 수지 적층판

드릴: 직경 0.3mm

회전수: 80,000 rpm

피드(feed): 20㎛/rev

쇼트수(number of shots): 4,000 쇼트

평가 방법

최대 구멍 위치 변위량: 백업 보드측 기판 상의 가공 구멍 위치와 설정된 구멍 위치 사이의 변위를 확인하여 최대 변위량을 구하였다.

칩 배출성: 드릴 가공 후의 기판 구멍 내의 칩 잔량을 확인하였다.

구멍 벽 거칠기: 백업 보드측 기판의 3994∼4000 쇼트 위치의 가공된 구멍의 거칠기를 크로스섹션법으로 측정하고 그 평균치를 구하였다.

본 발명에 따른 드릴 가공용 엔트리 보드는 드릴 침입측이 균일한 열경화성 수지로 되어 있으므로, 드릴이 침입한 후, 열경화성 수지의 층에서의 드릴에 대한 저항도 균일해지고 직진성이 얻어지므로 구멍의 위치 정밀도가 높아진다.

또, 수지가 열경화성 수지이므로 드릴의 발열에 대해서도 안정하고, 맞물고 있을 때 드릴이 유지될 수 있어 양호한 구멍 위치 정밀도가 얻어진다.

Claims (5)

1. 금속박의 편면 또는 양면에, 드릴 침입층(drill-penetrating layer)을 제공하는 균일한 열경화성 수지의 층이 피복된 드릴 가공용 엔트리 보드.
2. 제1항에 있어서,

   상기 열경화성 수지는 에폭시 수지와 페놀 수지 중 적어도 하나를 함유하고, 증점제(thickening agent)가 첨가된 드릴 가공용 엔트리 보드.
3. 제2항에 있어서,

   상기 열경화성 수지는 증점제로서 평균 중합도(average polymerization degree)가 1000∼3000인 고분자 폴리비닐아세탈 수지를 10∼60 중량% 함유하는 드릴 가공용 엔트리 보드.
4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 금속박으로서 20∼100㎛의 알루미늄박을 사용하고, 열경화성 수지를 포함한 엔트리 보드 전체의 두께가 40∼250㎛인 드릴 가공용 엔트리 보드.
5. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 열경화성 수지에 윤활제를 분산시킨 드릴 가공용 엔트리 보드.

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