KR101411979B1

KR101411979B1 - 기판 드릴링용 홀 시트의 제조방법 및 그에 의한 홀 시트

Info

Publication number: KR101411979B1
Application number: KR1020130119208A
Authority: KR
Inventors: 최성균; 노동건; 이범윤
Original assignee: 신창핫멜트 주식회사
Priority date: 2013-10-07
Filing date: 2013-10-07
Publication date: 2014-06-26

Abstract

본 발명은 기판 드릴링용 홀 시트의 제조방법 및 그에 의한 홀 시트에 관한 것으로서, 드릴링 작업을 위해 기판 위에 적층하여 사용하는 홀 시트에 있어서, 알루미늄 시트 위에 열경화성 수지와 경화제를 혼합한 코팅액을 1차 코팅한 후 열을 가해 용제를 휘발시키는 프라이머층 형성단계;와 상기 프라이머층 형성단계에 의해 형성된 프라이머층 위에 수용성 수지, 수불용성 윤활제, 수용성 윤활제, 계면활성제 및 보습제를 용제에 용해한 윤활제를 2차 코팅하여 형성하는 윤활제층 형성단계;에 의해 기판 드릴링용 홀 시트를 제조하고, 이러한 홀 시트에 의해 프라이머층에 의해 윤활제층을 형성하는 수용성 수지 등의 코팅 조성물과 알루미늄 시트와의 밀착성이 좋아져, 기판의 드릴링 작업시 정밀도를 높여주는 효과가 있다.

Description

기판 드릴링용 홀 시트의 제조방법 및 그에 의한 홀 시트{The fabrication method of hole sheet for board drilling and hole sheet thereby}

본 발명은 기판 드릴링용 홀 시트의 제조방법 및 그에 의한 홀 시트에 관한 것으로서, 상세히는 연질의 알루미늄 시트에 경화제와 열경화성 수지 혼합물을 1차 코팅하여 프라이머층을 형성하고, 그 위에 수용성 수지와 수불용성 윤활제 및 수용성 윤활제 등의 혼합물을 2차 코팅하여 윤활제층을 형성한 기판 드릴링용 홀 시트의 제조방법 및 그에 의한 홀 시트에 관한 것이다.

연성회로기판, 다층 회로기판, 적층판 등과 같은 기판의 드릴링 작업시 드릴 비트의 충격을 완화하고, 열을 흡수 발산하여 드릴 비트의 수명을 연장하고자 상기 기판에 홀 시트를 적층한 후에 드릴링하고 있다.

이러한 드릴링의 방법으로서, 간단한 알루미늄 호일 또는 알루미늄 호일의 표면에 수지 조성물을 형성함으로써 얻어지는 드릴링용 홀 시트가 드릴링 전에 구리-클래드 라미네이트, 다층판 또는 둘 이상의 구리-클래드 라미네이트의 스택 또는 둘 이상의 다층판의 최상부 표면에 보조적인 시트로서 배치되는 방법이 일반적으로 적용된다.

최근, 신뢰성 개선의 요구와 고밀도화의 진행에 따라 인쇄 배선판 재료와 관련하여 고품질 드릴링이 요구되고 있다. 예를 들어, 홀 등록 정확성의 개선 또는 홀 벽 거칠기의 감소가 요구된다. 고품질 드릴링에 대한 요구를 대처하기 위해, 일 예로 폴리에틸렌 글리콜과 같은 수용성 수지 조성물의 시트(예를 들어, JP-A-4-92494), 금속 호일에 수용성 수지 조성물 층을 형성함으로써 얻어진 시트를 제조하는 윤활 시트(예를 들어, JP-A-6-344279) 및 알루미늄 호일 상에 열경화성 수지조성물 박막을 형성하고, 수용성 수지 조성물 층을 제조함으로써 얻어지는 시트를 제조하는 엔트리 시트(예를 들어, JP-A-2003-136485)를 사용하는 엔트리 시트 제조방법이 제안되고, 실제 적용되고 있다. 여기서, 금속 호일 상에 형성된 수용성 수지 조성물 층의 두께는 홀 벽의 품질을 향상시키는데 매우 중요하다.

이러한 고품질 드릴링에 대한 요구에 대처하기 위한 다른 예로 선행기술문헌의 특허문헌1, 2의 '드릴링용 엔트리 시트의 제조방법 및 인쇄배선판 소재의 드릴링 방법'과 '드릴링용 엔트리 시트의 제조방법 및 엔트리 시트'가 있다. 상기 특허문헌1, 2의 엔트리 시트에 의해 기판의 드릴링 작업시 우수한 홀 위치 정확성을 갖고, 홀 벽의 거칠기를 감소시키는 효과가 있지만, 엔트리 시트에 도포하는 수용성 수지 조성물의 밀착력이 떨어져 드릴링의 정밀도를 떨어뜨리고, 또한 상기한 특허문헌1, 2의 엔트리 시트는 드릴비트의 수명이 길지 않고 드릴링 작업시 발생하는 분진에 문제가 있다.

한국 등록특허공보 제10-0908414호 한국 등록특허공보 제10-1205230호

본 발명은 상기한 바와 같은 제반 문제점을 개선하기 위해 안출된 것으로서, 그 목적은 연질의 알루미늄 시트 상에 열경화성 수지와 경화제 혼합물로 1차 코팅하여 프라이머층을 형성하고, 상기 프라이머층에 수용성 수지, 수불용성 윤활제, 수용성 윤활제, 계면활성제 및 보습제를 알코올과 증류수에 용해한 혼합물로 2차 코팅하여 윤활제층을 형성하되, 열경화성 수지에 의한 프라이머층과 수용성 수지 등에 의한 윤활제층을 동시에 적층하고, 상기 보습제에 의해 장기간 보관시에도 성능이 안정적으로 되어 드릴링의 정밀도를 높여주며, 드릴비트의 수명을 연장해주도록 기판 드릴링용 홀 시트의 제조방법 및 그에 의한 홀 시트를 제공함에 있다.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위해 본 발명의 기판 드릴링용 홀 시트의 제조방법은, 드릴링 작업을 위해 기판 위에 적층하여 사용하는 홀 시트에 있어서, 알루미늄 시트 위에 열경화성 수지와 경화제를 혼합한 코팅액을 1차 코팅한 후 열을 가해 용제를 휘발시키는 프라이머층 형성단계;와 상기 프라이머층 형성단계에 의해 형성된 프라이머층 위에 수용성 수지, 수불용성 윤활제, 수용성 윤활제, 계면활성제 및 보습제를 용제에 용해한 윤활제를 2차 코팅하여 형성하는 윤활제층 형성단계;를 포함하는 것을 특징으로 하고 있다.

또 상기 프라이머층 형성단계에서의 열경화성 수지는 비스페놀 A타입 에폭시수지와 특수형 에폭시의 혼합물이고, 경화제는 아민계 경화제인 것이 바람직하다.

또 상기 윤활제층 형성단계에서의 수용성 수지는 폴리에틸렌글리콜 디메틸테레프탈레이트 폴리콘덴세이트(PEG DMT POLYCONDENSATE)와 폴리에틸렌(PE) 산화물이고, 수불용성 윤활제는 폴리글리세린 지방산 에스터이며, 수용성 윤활제는 폴리에틸렌 폴리프로필렌 글리콜이고, 계면활성제는 2종류의 실리콘 이형제이며, 보습제는 피쉬콜라겐이며, 용제는 알코올과 증류수인 이온교환수인 것이 바람직하다.

또, 상기 열경화성 수지인 비스페놀 A타입 에폭시수지와 특수형 에폭시는 소량의 경화제와 함께 65:35이거나 70:30이거나 75:25이거나 80:20의 혼합비율로 혼합되고, 상기 수용성 수지인 폴리에틸렌글리콜 디메틸테레프탈레이트 폴리콘덴세이트(PEG DMT POLYCONDENSATE)은 1∼5, 폴리에틸렌(PE) 산화물은 5∼15, 수불용성 윤활제인 폴리글리세린 지방산 에스터는 1∼5, 수용성 윤활제인 폴리에틸렌 폴리프로필렌 글리콜은 10∼20, 2종류의 계면활성제는 0.1∼3, 보습제인 피쉬콜라겐은 0.1∼1, 용제는 50∼70의 혼합비율로 혼합되는 것이 바람직하다.

또 상기 프라이머층 및/또는 윤활제층에 착색제를 함유하는 것이 바람직하다.

또 상기한 홀 시트 제조방법에 의해 제조된 기판 드릴링용 홀 시트를 사용하되, 연질의 재질로 된 상기 알루미늄 시트의 두께는 50∼150㎛이고, 프라이머층은 2∼10㎛이며, 윤활제층은 30∼150㎛인 것이 바람직하다.

본 발명의 기판 드릴링용 홀 시트의 제조방법 및 그에 의한 홀 시트에 의하면, 알루미늄 시트 위에 프라이머층과 윤활제층을 2중으로 코팅함으로써 상기 프라이머층에 의해 윤활제층을 형성하는 수용성 수지 등의 코팅 조성물과 알루미늄 시트와의 밀착성이 좋아져, 기판의 드릴링 작업시 정밀도를 높여주는 효과가 있다.

또 종래와는 다른 조성물을 사용하는 상기 윤활제층에 의해 기판의 드릴링 작업시 정밀도를 높여주고, 드릴링 작업시 발생하는 분진을 억제해주는 효과가 있다.

또한 상기 윤활제층에 의해 드릴비트에 가해지는 충격을 완화해주고, 드릴링 작업시에 발생하는 열을 흡수하고 발산하여 드릴비트의 수명을 연장해주며, 더욱이 드릴링 작업에 의해 형성되는 홀 내벽의 온도가 높아지는 것을 억제하여 내벽이 오염으로 얼룩지는 것을 방지할 수 있고, 드릴 비트에 의해 홀 주위의 기판의 동박이 거칠어지는 것(버의 발생)을 방지할 수 있는 효과가 있다.

특히 윤활제층의 조성에 사용되는 보습제 조성물에 의해 홀 시트를 장기 보관할 때에도 성능이 안정적으로 유지되어 기판의 드릴링 작업시 정밀성을 계속 유지해주는 효과가 있다.

본 발명의 홀 시트는 상기한 효과들에 의해 기판의 드릴링 작업비용을 절감하고 생산성이 향상되는 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 따른 기판 드릴링용 홀 시트의 제조방법에 의해 제조된 홀 시트의 적층 단면도

이하, 본 발명에 따른 기판 드릴링용 홀 시트의 제조방법 및 그에 의한 홀 시트의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조로 하여 상세히 설명한다. 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예는 본 발명의 개시가 완전하도록 하며 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위하여 제공되는 것이다.

본 발명에 따른 기판 드릴링용 홀 시트는 연성회로기판, 다층 회로기판, 적층판 등과 같은 기판의 홀 가공을 위해 드릴비트로 드릴링 작업을 할 때, 상기 기판 위에 적층한 후 드릴링 작업을 하게 된다.

이러한 홀 시트는 도 1에 도시한 바와 같이, 알루미늄 시트(1) 위에 프라이머층(2)과 윤활제층(3)을 2중으로 코팅하여 형성하게 되는데, 2중 코팅에 의한 구체적인 방법은 다음과 같다.

먼저 알루미늄 시트 위에 프라이머층을 형성하기 위해, 열경화성 수지와 소량의 경화제를 혼합한 코팅액을 1차 코팅하고 나서 코팅된 부분에 열를 가해 용제를 휘발시킨다. 상기 열경화성 수지는 3종류의 비스페놀 A타입 에폭시수지(제품명 : YD-128, YD-014, YP-50)와 특수형 에폭시(제품명 : KSR-177)의 혼합물이고, 경화제는 아민계 경화제를 사용한다. 여기서 상기 YD-014의 비스페놀 A타입 에폭시수지는 접착제인 열경화성 수지의 코팅성을 높여주게 되고, 특수형 에폭시는 비철금속인 알루미늄 시트와 열경화성 수지 사이의 접착력을 높여주게 된다.

다음에 상기 프라이머층 형성단계에 의해 형성된 프라이머층 위에 폴리에틸렌글리콜 디메틸테레프탈레이트 폴리콘덴세이트(PEG DMT POLYCONDENSATE)(제품명 : PAOGEN PP-15)와 폴리에틸렌(PE) 산화물(제품명 : ALKOX R-150)로 구성된 수용성 수지, 폴리글리세린 지방산 에스터(제품명 : SY-GLYSTER ML 750)로 된 수불용성 윤활제, 폴리에틸렌 폴리프로필렌 글리콜(제품명 : PLONOL #208)로 된 수용성 윤활제, 2종류의 실리콘 이형제(제품명 : DowCorning 193C, DowCorning 1248)로 구성된 계면활성제 및 피쉬콜라겐(제품명 : FCP)으로 된 보습제를 알코올과 증류수인 이온교환수로 구성된 용제에 용해한 윤활제를 2차 코팅하여 윤활제층을 형성하게 된다.

이러한 프라이머층과 윤활제층을 형성하기 위한 각 성분의 조성물 비를 보면, 프라이머층을 형성하기 위한 상기 열경화성 수지인 비스페놀 A타입 에폭시수지와 특수형 에폭시는 소량의 경화제와 함께 65:35이거나 70:30이거나 75:25이거나 80:20 혼합비율로 혼합하여 1차 코팅액을 조성하고, 윤활제층을 형성하기 위한 상기 수용성 수지인 폴리에틸렌글리콜 디메틸테레프탈레이트 폴리콘덴세이트(PEG DMT POLYCONDENSATE)은 1∼5, 폴리에틸렌(PE) 산화물은 5∼15, 수불용성 윤활제인 폴리글리세린 지방산 에스터는 1∼5, 수용성 윤활제인 폴리에틸렌 폴리프로필렌 글리콜은 10∼20, 2종류의 계면활성제는 0.1∼3, 보습제인 피쉬콜라겐은 0.1∼1, 용제는 50∼70의 혼합비율로 혼합하여 2차 코팅액을 조성하게 된다.

상기 프라이머층 및/또는 윤활제층에는 착색제를 포함할 수 있다. 상기 착색제로 바람직하게는 비할로겐 착색제를 프라이머 층 및 윤활제층의 최소 일층에 편입시켜 홀 시트의 표면이 확실하게 구별되도록 하며, 이에 따라 본 발명은 드릴링용 홀 시트의 착오 배치를 방지한다. 나아가, 비할로겐 착색제의 편입으로 환경 친화적인 드릴용 홀 시트가 제공될 수 있다. 또한, 윤활제 수지 조성물이 라미네이트 혹은 플라스틱 보드에 부착되는 경우 쉽게 제거될 수 있기 때문에 윤활제 수지 조성물에 수용성 수지를 사용하는 것이 바람직하다. 이러한 경우에, 또한 착색제로서 수용성 착색제를 사용하는 것이 바람직하다.

상기한 제조방법에 의해 만들어지는 홀 시트는 기판에 홀을 가공하는 드릴 비트 직경에 따라 알루미늄 시트는 50∼150㎛, 윤활제층은 30∼150㎛, 프라이머층은 알루미늄 시트와 윤활제의 두께에 따라 2∼10㎛를 사용하게 된다. 예를 들면 홀 시트는 알루미늄 시트의 두께가 70㎛이고, 프라이머층은 3㎛이며, 윤활제층은 37㎛로 구성된다.

또 다른 형태의 홀 시트는 상기 알루미늄 시트의 두께가 100㎛이고, 프라이머층은 5㎛이며, 윤활제층은 95㎛로 구성된다.

본 발명에 따른 제조방법에 의해 만들어진 홀 시트의 물성치는 50∼70HRB의 표면경도, 55∼65℃의 유리전이온도(Tg), 최대 0.4%의 흡수율을 갖는다.

상기한 바와 같이 홀 시트를 구성함에 있어 알루미늄 시트에 프라이머층과 윤활제층으로 2중 코팅함으로써, 상기 프라이머층을 형성하는 열경화성 수지와 경화제에 의해 윤활제층을 형성하는 수용성 수지와 수불용성 윤활제 및 수용성 윤활제 등의 조성물과 알루미늄 기판 사이의 밀착성을 좋게 하여, 기판의 드릴링 작업시 정밀도를 높여주게 된다.

또한 종래와는 다른 조성물로 구성되는 윤활제층에 의해 드릴링 작업시 정밀도를 높여주고, 드릴비트의 수명을 연장해주며, 드릴링 작업시 발생하는 분진을 억제해준다.

(실시예 1)

28중량%의 비스페놀A 타입 에폭시(국도화학 YD128), 10중량%의 특수형 에폭시(국도화학 KSR177), 15중량%의 비스페놀A 타입 에폭시(국도화학 YD014),40중량%의 비스페놀A 타입 에폭시(국도화학 YP50)에 7중량%의 아민경화제(MM50)을 첨가하고 교반기에서 용제(메틸에틸케톤)로 용해하여 고형 함량 농도 25%의 수지 조성물 용액을 제조하였다. 상기 수지 조성물 용액을 두께 70㎛인 연질 알루미늄 호일(롯데알미늄, 물질1N 70)에 콤마 코터를 사용하여 도포하고, 150℃에서 2분간 건조하여 두께 약 3㎛의 프라이머층을 형성한다.

5중량%의 폴리글리세롤 지방산 에스터(SY-GLYSTER ML 750), 35중량%의 폴리에틸렌 산화물(ALKOX R-150), 10중량%의 폴리에틸렌글리콜, 디메틸 테레프탈레이트 중축합물(Paogen PP-15) 및 50중량%의 폴리에틸렌 폴리프로필렌 글리콜(PLONON 208)을 교반로에서 따뜻한 이온교환수로 용해하여 고형 함량 농도 35%로 한 후, 소량의 실리콘이형제(Dowcorning 193C)(Daowcorning 1248), 피시콜라겐(젤텍 FCP)을 첨가하여 수용성 수지 조성물을 제조하였다. 이 수용성 수지 조성물을 연질 알루미늄의 프라이머층 위에 슬롯 다이 코터로 도포 후 90℃에서 5분간 건조하여 두께 37㎛의 윤활제층을 형성하여 기판 드릴링용 홀 시트를 제조한다.

(비교예 1)

수용성 접착제층에 피시콜라겐(젤텍 FCP)을 혼합하지 않은 것을 제외하고는 실시예1의 방법과 동일하다.

다음은 상기한 바와 같은 실시예1과 비교예1로부터 제조한 기판 드릴링 홀 시트의 공기 버블의 수, 홀 형성 정밀도 등을 시험하여 서로 비교한 것이다.

시험방법

공기 버블의 수

드릴링용 홀 시트의 수용성 수지 조성물 층을 금속 현미경(올림푸스사제) 100배율로 그 표면으로부터 관찰하여 100mm × 100mm 면적 내에 적어도 30㎛의 직경을 갖는 공기 버블의 수를 세었다.

홀 형성 정밀도

적층된 구리-클래드 라미네이트의 최하층의 구리-클래드 라미네이트의 뒷면에 타켓 위치로부터 3000 히트에 의해 형성된 홀 위치의 드릴 비트 당 변위를 홀 분석기(히타치 비아 메카닉스사제)로 측정하였다. 그 평균 및 표준 편차(σ)를 얻었다. 이로부터 "평균+3σ" 및 "최대값"을 계산하였다. 표 1은 20드릴링 공정에서 "평균+3σ" 및 "최대값"의 평균값을 나타낸다.

실시예 1과 비교예 1

	실시예	비교예
번호	1	1
수용성 수지 조성물 층 구께(㎛)	37	37
공기 버블 수(수)	0	25
홀 형성 정밀도(㎛)
(평균+3σ)의 평균	14.7	20.0
최대값의 평균	15	21

이상과 같이 본 발명에 따른 기판 드릴링용 홀 시트의 제조방법 및 그에 의한 홀 시트에 대해서 예시한 도면을 참조로 하여 설명하였으나, 본 명세서에 개시된 실시예와 도면에 의해 본 발명이 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 기술사상의 범위 내에서 당업자에 의해 다양한 변형이 이루어질 수 있음은 물론이다.

1 : 연질 알루미늄 2 : 프라이머층
3 : 윤활제층

Claims

드릴링 작업을 위해 기판 위에 적층하여 사용하는 홀 시트에 있어서,
알루미늄 시트 위에 열경화성 수지와 경화제를 혼합한 코팅액을 1차 코팅한 후 열을 가해 용제를 휘발시키는 프라이머층 형성단계;와
상기 프라이머층 형성단계에 의해 형성된 프라이머층 위에 수용성 수지, 수불용성 윤활제, 수용성 윤활제, 계면활성제 및 보습제를 용제에 용해한 윤활제를 2차 코팅하여 형성하는 윤활제층 형성단계;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 드릴링용 홀 시트의 제조방법.
제1항에 있어서,
상기 프라이머층 형성단계에서의 열경화성 수지는 비스페놀 A타입 에폭시수지와 특수형 에폭시의 혼합물이고, 경화제는 아민계 경화제인 것을 특징으로 하는 기판 드릴링용 홀 시트의 제조방법.
제2항에 있어서,
상기 윤활제층 형성단계에서의 수용성 수지는 폴리에틸렌글리콜 디메틸테레프탈레이트 폴리콘덴세이트(PEG DMT POLYCONDENSATE)와 폴리에틸렌(PE) 산화물이고, 수불용성 윤활제는 폴리글리세린 지방산 에스터이며, 수용성 윤활제는 폴리에틸렌 폴리프로필렌 글리콜이고, 계면활성제는 2종류의 실리콘 이형제이며, 보습제는 피쉬콜라겐인 것을 특징으로 하는 드릴링용 홀 시트의 제조방법.
제3항에 있어서,
상기 윤활제층 형성단계에서의 용제는 알코올과 증류수인 이온교환수인 것을 특징으로 하는 드릴링용 홀 시트의 제조방법.
제4항에 있어서,
상기 열경화성 수지인 비스페놀 A타입 에폭시수지와 특수형 에폭시는 소량의 경화제와 함께 65:35이거나 70:30이거나 75:25이거나 80:20의 혼합비율로 혼합되고, 상기 수용성 수지인 폴리에틸렌글리콜 디메틸테레프탈레이트 폴리콘덴세이트(PEG DMT POLYCONDENSATE)은 1∼5, 폴리에틸렌(PE) 산화물은 5∼15, 수불용성 윤활제인 폴리글리세린 지방산 에스터는 1∼5, 수용성 윤활제인 폴리에틸렌 폴리프로필렌 글리콜은 10∼20, 2종류의 계면활성제는 0.1∼3, 보습제인 피쉬콜라겐은 0.1∼1, 용제는 50∼70의 혼합비율로 혼합되는 것을 특징으로 하는 드릴링용 홀 시트의 제조방법.
제1항에 있어서,
상기 프라이머층 또는 윤활제층에 착색제를 함유하는 것을 특징으로 하는 기판 드릴링용 홀 시트의 제조방법.
제1항에 있어서,
상기 프라이머층 및 윤활제층에 착색제를 함유하는 것을 특징으로 하는 기판 드릴링용 홀 시트의 제조방법.
제1항 내지 제7항 중 어느 한 항의 제조방법에 의해 제조된 것을 특징으로 하는 기판 드릴링용 홀 시트.
제8항에 있어서,
상기 알루미늄 시트의 두께는 50∼150㎛이고, 프라이머층은 2∼10㎛이며, 윤활제층은 30∼150㎛인 것을 특징으로 하는 기판 드릴링용 홀 시트.
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