KR101054204B1 - 금속드릴 세정제 및 이를 사용한 금속드릴 세정방법 - Google Patents
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Abstract
금속제품 세정제 및 이를 사용한 금속제품 세정방법을 제공한다. 상기 금속제품 세정제는 방향족 유기용매 36 내지 44 중량%, 피롤(pyrrol)계 유도체 36 내지 44 중량%, 트리아졸(triazole)계 유도체 0.5 내지 4 중량%, 및 카르복시산 또는 인산인 불림제 15 내지 25 중량%를 함유한다. 이러한 금속제품 세정액은 금속제품에 부착된 유기물에 대한 세정력이 매우 우수하면서도 금속제품을 약화시키거나 부식시키지 않을 수 있다.
Description
본 발명은 세정제에 관한 것으로, 더욱 자세하게는 금속제품 세정제에 관한 것이다.
각종 전자부품의 회로 기판으로 사용되는 인쇄회로기판(PCB)은 그 상부에 부품을 결합시키기 위해 기판을 관통하는 관통홀을 구비한다. 상기 관통홀은 금속 드릴을 사용하여 형성하게 되는데, 이 때 드릴이 초고속으로 회전하므로 마찰에 의해 300 ~ 500도의 고열이 발생하게 된다. 이러한 고열은 상기 인쇄회로기판의 몸통을 이루는 수지 또는 상기 인쇄회로기판 하부에 위치한 받침대의 상부 도막을 용융시킬 수 있고, 용융된 수지는 상기 드릴의 표면에 부착될 수 있다. 상기 드릴 표면에 부착된 용융 수지는 상기 관통홀을 형성한 후 냉각되면서 경도가 매우 높은 고체상으로 변환된다. 따라서, 상기 드릴로부터 고체상의 수지를 제거하는 드릴 재생 과정이 필요하다.
현재 드릴의 재생을 위한 세정공정은 강알카리계인 고농도의 NaOH용액 내에 드릴을 침지시켜 수행하고 있으나, NaOH는 작업자에게 유해하며 또한 금속 재질인 드릴을 부식시켜 강도를 약화시켜 세정공정 중에 드릴이 손상될 수 있는 단점이 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 금속제품을 손상시키지 않으면서도 금속제품의 표면에 부착된 고체상 유기물을 용이하게 제거할 수 있는 금속제품 세정제 및 이를 사용한 금속제품 세정방법을 제공함에 있다.
본 발명의 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 과제를 이루기 위하여 본 발명의 일 측면은 금속제품 세정제를 제공한다. 상기 금속제품 세정제는 방향족 유기용매 36 내지 44 중량%, 피롤(pyrrol)계 유도체 36 내지 44 중량%, 트리아졸(triazole)계 유도체 0.5 내지 4 중량%, 및 카르복시산 또는 인산인 불림제 15 내지 25 중량%를 함유한다.
상기 과제를 이루기 위하여 본 발명의 다른 측면은 금속제품 세정방법을 제공한다. 먼저, 방향족 유기용매 36 내지 44 중량%, 피롤(pyrrol)계 유도체 36 내지 44 중량%, 트리아졸(triazole)계 유도체 0.5 내지 4 중량%, 및 카르복시산 또는 인산인 불림제 15 내지 25 중량%를 함유하는 금속 세정제 내에 금속제품을 침지하여 금속제품 표면에 부착된 유기물을 용해 또는 불린다. 상기 금속제품 표면에 묻 은 금속 세정제를 제거한다.
본 발명에 따른 금속제품 세정액은 금속제품에 부착된 유기물에 대한 세정력이 매우 우수하면서도 금속제품을 약화시키거나 부식시키지 않을 수 있다.
본 발명의 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
이하, 본 발명을 보다 구체적으로 설명하기 위하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명한다. 그러나, 본 발명은 여기서 설명되어지는 실시예에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 금속제품 세정제는 방향족 유기용매 36 내지 44 중량%, 피롤(pyrrol)계 유도체 36 내지 44 중량%, 트리아졸(triazole)계 유도체 0.5 내지 4 중량%, 및 카르복시산 또는 인산인 불림제 15 내지 25 중량%를 함유한다.
상기 불림제는 금속제품의 표면에 부착된 유기물을 불리는 작용을 한다. 상기 불림제는 상술한 바와 같이 카르복시산 또는 인산일 수 있으나, 인체에 독성이 덜한 카르복시산인 것이 바람직하다. 일 예로서, 상기 카르복시산은 포름산일 수 있다.
상기 방향족 유기용매는 금속제품의 표면에 부착된 유기물을 용해시키는 작 용을 할 수 있다. 상기 방향족 유기용매는 크실렌(xylene), 벤젠(benzene), 톨루엔(toluene) 또는 이들의 혼합용매일 수 있다. 일 예로서, 상기 방향족 유기용매은 톨루엔일 수 있다.
상기 피롤계 유도체는 조용제의 역할을 할 수 있으며, 이와 더불어서 금속제품의 표면에 부착된 유기물을 용해시키는 역할을 수행할 수 있다. 상기 피롤계 유도체는 N-메틸-2-피롤리돈(N-Methyl-2-Pyrrolidone; NMP)일 수 있다.
상기 트리아졸계 유도체는 금속제품의 표면 산화를 방지하는 역할을 할 수 있으며, 벤조트리아졸(benzotriazole)계 물질 또는 아미노 트리아졸(amino triazole)계 물질일 수 있다. 상기 벤조트리아졸계 물질은 메틸 벤조트리아졸(methylbenzotriazole) 일 예로서, 메틸-1H-벤조트리아졸(methyl-1H-benzotriazole) 즉, 톨리트리아졸(tollytriazole; TTA)일 수 있다.
상기 금속제품은 마그네슘계 금속 제품, 알루미늄계 금속 제품, 일반 고강도 철계의 금속 제품, 또는 텅스텐 합금계 금속 제품일 수 있다. 일 예로서, 상기 금속제품은 PCB 기판의 홀가공용 드릴일 수 있는데, 상기 드릴은 강도가 우수한 텅스텐 합금 드릴일 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 금속제품 세정방법은 방향족 유기용매 36 내지 44 중량%, 피롤(pyrrol)계 유도체 36 내지 44 중량%, 트리아졸(triazole)계 유도체 0.5 내지 4 중량%, 및 카르복시산 또는 인산인 불림제 15 내지 25 중량%를 함유하는 금속 세정제 내에 금속제품을 침지하는 단계를 포함한다. 이 때, 초음파를 가하여 금속제품의 표면에 부착된 유기물이 이탈되는 것을 도울 수도 있다. 상기 금속제품은 나선형의 홈을 구비하는 금속 드릴일 수 있다. 상기 금속 드릴은 인쇄회로기판 내에 관통홀을 형성하기 위한 것일 수 있다. 따라서, 상기 금속 드릴을 세정하기 전에 상기 금속 드릴을 사용하여 인쇄회로기판 내에 관통홀을 형성하는 단계를 더 포함할 수 있다.
이 후, 금속제품의 표면에 묻은 금속 세정제를 제거할 수 있다. 구체적으로, 물로 금속제품을 세정할 수 있다. 금속제품을 빠르게 건조시키기 위해서는 메탄올을 추가하여 사용할 수도 있다.
이 후, 금속제품의 표면에 잔존하는 유기물을 물리적으로 제거할 수 있다. 이를 위해 스펀지 등을 사용할 수도 있다.
마지막으로, 금속제품의 표면에 남아 있는 물기나 메탄올을 건조하여 제거할 수 있다.
이하, 본 발명의 이해를 돕기 위해 바람직한 실험예(example)를 제시한다. 다만, 하기의 실험예는 본 발명의 이해를 돕기 위한 것일 뿐, 본 발명이 하기의 실험예에 의해 한정되는 것은 아니다.
<제조예 1 : 금속제품 세정제 제조>
작업용기에 톨루엔을 투입한 후, N-메틸-2-피롤리돈(NMP)를 투입하고 두 용제를 교반하여 혼합하였다. 혼합한 용제를 교반하면서 톨리트리아졸(TTA)을 투입한 후, 톨리트리아졸이 완전히 용해될 때까지 교반하였다. 이 후, 혼합액을 계속 적으로 교반하면서 포름산을 투입하되 포름산의 발열특성을 고려하여 천천히 소량으로 투입하였다. 이 후, 혼합액의 온도가 상온이 될 때까지 냉각하였다. 상기 톨루엔, NMP, 톨리트리아졸, 및 포름산의 중량비는 40:40:1:19가 되도록 하였다.
<실험예 1 : 세정 실험>
초음파 세정조에 제조예 1에 따라 제조된 금속제품 세정제를 넣고 경화된 유기물에 의해 오염된 드릴을 약 15분간 침지하였다. 그 후, 드릴에 묻어 있는 세정제 성분을 물로 세척하여 제거한 후, 매직블럭을 사용하여 드릴 표면의 잔류물을 제거하였다. 그 후, 드릴 표면에 남아 있는 물이나 메탄올을 건조시켜 제거하였다.
도 1a는 경화된 유기물에 의해 오염된 드릴을 촬영한 사진이고, 도 1b는 평가예 1에 따라 세정된 드릴을 촬영한 사진이다.
도 1a 및 도 1b를 참조하면, 세정전의 드릴의 나선형 홈 내부에 경화된 유기물이 부착하여 있으나, 세정 후 경화된 유기물이 깨끗하게 제거되었음을 알 수 있다.
<실험예 2 : 톨리트리아졸의 조성에 따른 특성 평가>
제조예 1에 따라 금속제품 세정제를 제조하되, 하기 표 1과 같은 조성비를 바탕으로 금속제품 세정제를 제조하였다(제조예 2 ~ 제조예 9). 그 후, 제조예 1 내지 제조예 3에 따른 금속제품 세정제를 사용한 것을 제외하고는 실험예 1과 동일 한 방법을 사용하여 드릴을 세정하였다.
[표 1]
| 톨루엔 (중량 %) |
NMP (중량 %) |
TTA (중량 %) |
포름산 (중량 %) |
|
| 제조예 2 | 40.5 | 40.5 | 0 | 19 |
| 제조예 3 | 40.25 | 40.25 | 0.5 | |
| 제조예 1 | 40 | 40 | 1 | |
| 제조예 4 | 39.75 | 39.75 | 1.5 | |
| 제조예 5 | 39.5 | 39.5 | 2 | |
| 제조예 6 | 39.25 | 39.25 | 2.5 | |
| 제조예 7 | 39 | 39 | 3 | |
| 제조예 8 | 38.75 | 38.75 | 3.5 | |
| 제조예 9 | 38.5 | 38.5 | 4 |
도 2는 TTA 조성비에 따른 불량드릴 발생율을 나타낸 그래프이다.
도 2를 참조하면, TTA의 조성비가 0.5 중량% 이상이면 TTA를 투입하지 않은 경우에 비해 불량드릴 발생율이 급격하게 감소함을 알 수 있다. 나아가, TTA의 조성비가 1 중량% 이상일 때 불량드릴 발생율이 10% 이하로 매우 양호한 것을 알 수 있으며, TTA의 조성비를 3 중량% 를 초과하여 증량하더라도 효과의 향상율은 크지 않음을 알 수 있다. 따라서, TTA의 조성비는 0.5 내지 4 중량%일 수 있으며, 바람직하게는 1 내지 4 중량%이고, 더 바람직하게는 1 내지 3 중량%일 수 있다. 다만, 생산단가 측면을 고려하면 가장 바람직하게는 TTA는 1 중량%로 함유될 수 있다.
<실험예 3 : 포름산의 조성에 따른 특성 평가>
제조예 1에 따라 금속제품 세정제를 제조하되, 하기 표 2와 같은 조성비를 바탕으로 금속제품 세정제를 제조하였다(제조예 10 ~ 제조예 16). 그 후, 제조예 10 내지 제조예 16에 따른 금속제품 세정제를 사용한 것을 제외하고는 실험예 1과 동일한 방법을 사용하여 드릴을 세정하였다.
[표 2]
| 톨루엔 (중량 %) |
NMP (중량 %) |
TTA (중량 %) |
포름산 (중량 %) |
|
| 제조예 10 | 49.5 | 49.5 | 1 |
0 |
| 제조예 11 | 47 | 47 | 5 | |
| 제조예 12 | 44.5 | 44.5 | 10 | |
| 제조예 13 | 42 | 42 | 15 | |
| 제조예 14 | 39.5 | 39.5 | 20 | |
| 제조예 15 | 37 | 37 | 25 | |
| 제조예 16 | 34.5 | 34.5 | 30 |
도 3은 포름산 조성비에 따른 정상드릴 회수율 및 세척시간을 나타낸 그래프이다.
도 3을 참조하면, 포름산의 조성비가 25 중량%를 초과하면 포름산을 투입하지 않은 경우보다 정상드릴 회수율이 오히려 감소하는 것으로 나타났다.
한편, 포름산이 15 중량% 이상이면 포름산를 투입하지 않은 경우에 세척시간이 반 이상으로 줄어듬을 알 수 있다. 나아가, 포름산의 조성비가 약 20 중량%를 초과하면 세척시간의 감소율이 포화되는 것으로 나타났다.
상기 세척시간과 정상드릴 회수율을 동시에 고려하면, 포름산의 조성비는 15 내지 25 중량%일 수 있으며, 바람직하게는 15 내지 20 중량%일 수 있으며, 더 바람직하게는 약 20 중량% 일 수 있다.
이상, 본 발명을 바람직한 실시예를 들어 상세하게 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예에 한정되지 않고, 본 발명의 기술적 사상 및 범위 내에서 당 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 여러가지 변형 및 변경이 가능하다.
도 1a는 경화된 유기물에 의해 오염된 드릴을 촬영한 사진이고, 도 1b는 평가예 1에 따라 세정된 드릴을 촬영한 사진이다.
도 2는 TTA 조성비에 따른 불량드릴 발생율을 나타낸 그래프이다.
도3은 포름산 조성비에 따른 정상드릴 회수율 및 세척시간을 나타낸 그래프이다.
Claims (9)
- 방향족 유기용매 36 내지 44 중량%, 피롤(pyrrol)계 유도체 36 내지 44 중량%, 트리아졸(triazole)계 유도체 0.5 내지 4 중량%, 및 포름산인 불림제 15 내지 25 중량%를 함유하는 금속드릴 세정제.
- 제1항에 있어서,상기 방향족 유기용매는 크실렌(xylene), 벤젠(benzene), 톨루엔(toluene) 또는 이들의 혼합용매인 금속드릴 세정제.
- 제1항에 있어서,상기 피롤계 유도체는 N-메틸-2-피롤리돈(N-Methyl-2-Pyrrolidone)인 금속드릴 세정제.
- 제1항에 있어서,상기 트리아졸계 유도체는 벤조트리아졸(benzotriazole)계 물질 또는 아미노 트리아졸(amino triazole)계 물질인 금속드릴 세정제.
- 제4항에 있어서,상기 벤조트리아졸계 물질은 메틸-1H-벤조트리아졸(methyl-1H-benzotriazole)인 금속드릴 세정제.
- 삭제
- 방향족 유기용매 36 내지 44 중량%, 피롤(pyrrol)계 유도체 36 내지 44 중량%, 트리아졸(triazole)계 유도체 0.5 내지 4 중량%, 및 포름산인 불림제 15 내지 25 중량%를 함유하는 금속 세정제 내에 금속드릴을 침지하여 금속드릴 표면에 부착된 유기물을 불리는 단계; 및상기 금속드릴 표면에 묻은 금속 세정제를 제거하는 단계를 포함하는 금속드릴 세정방법.
- 제7항에 있어서,상기 금속 세정제가 제거된 금속드릴 표면에 잔존하는 유기물을 스펀지를 사용하여 물리적으로 제거하는 단계를 더 포함하는 금속드릴 세정방법.
- 제7항에 있어서,상기 금속드릴은 나선형의 홈이 구비된 금속 드릴인 금속드릴 세정방법.
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| US6417149B1 (en) | 2001-02-08 | 2002-07-09 | Gerald Wojcik | Paint stripping composition and process containing methyl benzoate and formic acid |
| KR20020091702A (ko) * | 2001-05-31 | 2002-12-06 | 에스케이케미칼주식회사 | 포토레지스트 제거액 조성물 및 이를 이용한 포토레지스트제거 방법 |
| KR20060041148A (ko) * | 2005-02-18 | 2006-05-11 | 머크-칸토 어드밴스드 케미컬 엘티디. | 세정액 |
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2009
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