TWI395788B - 用於印刷電路基板穿孔之潤滑片及該潤滑片形成用組成物 - Google Patents

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Description

用於印刷電路基板穿孔之潤滑片及該潤滑片形成用組成物
本發明係關於一種印刷電路基板製造步驟中之穿孔加工步驟(Drilling)中所使用之潤滑片及該潤滑片形成用組成物。
印刷電路基板之製造步驟，例如，電腦數值控制穿孔步驟(CNC Drillingg)係於基板形成導通孔(Via Hole)、通孔(Through Hole)，並藉由内部鍍敷等形成電氣電路。
近年來，隨著印刷電路基板的小型化、薄膜化及高密度化演進，係要求穿孔開口的小徑化及高密度化。一般來說，當對於玻璃纖維含浸有環氧基等之印刷電路基板進行穿孔開口加工的情況時，鑽頭(Drill bit)與印刷電路基板會產生摩擦熱，因此鑽頭熱變形造成之鑽孔位置準確度會變差，且會發生鑽頭折損等破損。又，由該加工步驟所加工而成之鑽孔的内壁會有印刷電路基板樹脂熔附，或鑽孔表面均勻性會降低，或於樹脂層與玻璃纖維發生因剝離所造成之不均的鍍敷。
為了解決該問題，係於鑽頭徑0.3mm以下之小孔開口處使用潤滑性片。潤滑性片不僅使鑽頭表面潤滑性增大，提升穿孔加工步驟時鑽孔的位置準確度、鍍敷時内壁之品質及物性改善，更可藉由1次穿孔時之多層積層所需之製造步驟花費降低、及防止鑽頭破損來謀求製造花費降低。
此種潤滑性片之製造方法有：如美國發明專利第4,781,495號公報、第4,929,370號公報等所揭示之製造將包含水溶性潤滑劑及合成蠟、界面活性劑等之潤滑性樹脂含浸於紙等所成之片之方法，但是穿孔時鑽頭的發熱抑制差，樹脂含浸困難，故有片表面會黏著之缺點。
為了改善此點，有人提出一種使用有熱傳導性及發散力優異之鋁或銅金屬薄膜之潤滑性片的製造方法，此種方法中提出大致分為包含水溶性潤滑樹脂層之穿孔片、與包含非水溶性潤滑樹脂層之穿孔片。
水溶性之潤滑性片係揭示於韓國專利公開第1992-0005676號公報、專利公開第2002-0018984號公報、專利公開第2003-0036041號公報、專利公開第2006-0006681號公報、專利公開第2007-0115732號公報、及專利公開第2003-0036770號公報、登錄專利第0672775號公報、登錄專利第0615132號公報、登錄專利第0654552號公報等。
韓國專利公開第1992-0005676號公報及專利公開第2002-0018984號公報係包含聚乙二醇、聚酯衍生物及液體水溶性潤滑劑者，該等樹脂於樹脂層潤滑性方面雖優異，但高速穿孔等鑽頭的發熱增加時，會發生樹脂卷附到鑽頭周邊之現象，故孔位置準確度變差，會發生鑽頭折損現象。為了改善此點，藉由於樹脂層添加水不溶性潤滑劑之醯胺系化合物、脂肪酸化合物、脂肪酸酯系化合物來改善樹脂卷附至鑽頭周邊之現象之韓國專利公開第2003-0036041號公報所揭示之發明，因使用低溫下會溶解之非水溶性活化劑，而於鑽孔内壁穿孔時所熔融之非水溶性活化劑會殘存，故於鍍敷時可能會誘發品質降低。韓國專利公開第2006-006681號公報所揭示之發明，其特徵在於，為了區分潤滑劑片的表/裏面而將潤滑劑層加以著色，與潤滑性片的特性無關。
又，韓國專利公開第2007-0115732號公報中雖揭示藉由潤滑層的表面平滑度與氣泡的減少所進行之塗佈法，但於水溶性塗料混合物使用有醇系等有機溶劑之氣泡防止效果(小泡效果)、及以表面張力控制來賦予表面平坦性只不過是一般塗料製造步驟中廣泛使用之習知方法。
韓國登錄專利第0654552號公報所揭示之發明係由含有聚乙二醇、聚乙烯基醇及聚乙二醇之酯化合物及無機填充劑中之至少3種以上之樹脂組成物所構成。該專利因使用了低分子量的聚乙二醇化合物，故長期間保存時表面會有發生黏著之虞，認為有因所添加之無機填充劑誘發鑽頭先端摩耗之問題點。
韓國登錄專利第0615132號公報之發明係於鋁基板上積層聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)等鑄膜後，於其上層使用水溶性潤滑層者。一般來說有機樹脂膜係熱傳導性低之物質，因此該鑄膜有抑制熱分散至鋁與水溶性潤滑層及空氣層之虞。又，為了增大鑄膜之熱分散力，所添加之氧化鋁、氧化錳、氮化硼等熱傳導性無機粒子會誘發鑽頭的摩耗及於鍍敷步驟時殘存而品質不良。
另一方面，非水溶性潤滑劑片之韓國專利公開第2001-0110645號公報、登錄專利第0657427號公報、登錄專利第0628611號公報等所揭示之發明雖有改善了水溶性樹脂層保存性(耐濕性、保存容易性)之優點，但樹脂層的熔點高，且樹脂層所致之熱發散效果低，故有發生PCB樹脂基板熔附之鑽污(smear)現象之虞，鑽頭的溫度上昇時潤滑樹脂會熔融而殘存於孔内壁，此種殘存潤滑樹脂以水洗步驟除去困難，故有鍍敷時發生不良之問題。
因此，為了解決根本之問題，必須為於鑽孔時對潤滑片形成用組成物之效率性增加之構成。
本發明所欲解決之第1課題係提供一種不含非水溶性樹脂及有機樹脂粒子、或無機樹脂粒子，且抑制屑卷附至穿孔時鑽頭周邊，同時鑽頭之發熱抑制效果優異之水溶性潤滑片。
本發明所欲解決之第2課題係提出一種含有對水之溶解度相異之第1水溶性樹脂與第2水溶性樹脂及使相分離均勻化之乳化劑之混合物作為具有適於印刷電路基板穿孔用潤滑片製造之剪切黏度之材料，藉此大幅增加穿孔加工步驟之效率性。
為了達成該第1課題，本發明係一種潤滑片，其係具備形成於基材上之潤滑樹脂層者；該潤滑樹脂層係包含對水之溶解度相異之2種以上之水溶性樹脂且微細相分離而成者；該潤滑片樹脂層在150℃熔融狀態下之黏度具有在剪切速度條件100mm/sec下為5×104 ~1×105 cp範圍的值。
本發明之一實施例係，該水溶性樹脂係包含對水之溶解度為40%以下之第1水溶性樹脂及對水之溶解度為40%以上的第2水溶性樹脂。
本發明之一實施例係，該第1水溶性樹脂可使用選自由聚乙烯基吡咯烷酮系樹脂、聚乙烯基醇系樹脂、分子量10萬以上之聚乙二醇系樹脂、該等之衍生物及該等之氯化物所構成群中之一者以上。
本發明之一實施例係，該第2水溶性樹脂可使用選自由分子量5萬以下之聚乙二醇系樹脂、聚酯系樹脂、該等之衍生物及該等之氯化物所構成群之一者以上。
本發明之一實施例係，該第1水溶性樹脂及第2水溶性樹脂之重量比較佳為2：8~8：2，更佳為4：6~6：4。
為了達成該第2課題，本發明係提供一種潤滑片形成用組成物，其包含：含水之溶劑100重量份、對水之溶解度相異之2種以上之水溶性樹脂5~60重量份、微細相形成用乳化劑0.01~2.5重量份；且常溫下液狀黏度在剪切速度條件100mm/sec下為5×103 ~1×104 cp範圍。
本發明之一實施例係，該溶劑可使用水或水與有機溶劑之混合溶劑。
本發明係提供一種利用具有特定黏度條件之潤滑樹脂層的微細相分離現象，來改善屑卷附至鑽頭之現象及防止樹脂卷附至鑽頭周邊，鑽孔位置準確度高且鑽頭不會折損，再者所穿孔之鑽孔内部的鍍敷特性優異之潤滑片及該潤滑片形成用組成物。
又，藉由排除使用醯胺系樹脂等之非水溶性樹脂、有機樹脂(PE Wax等)或無機粒子，來抑制鍍敷時水洗步驟後於穿孔洞(hole)内壁有殘存物殘留之情形，故鍍敷均勻之品質性及不良可受到抑制，且藉由抑制既存之低分子量的水溶性樹脂之使用，而使用高分子量之水溶性樹脂，來彌補製品保存時空氣中的濕氣等造成製品表面發生黏著之缺點而可增加製品的保存安定性。
又，該潤滑片形成用組成物係一種混合物係含有對水之溶解度相異之第1水溶性樹脂、與第2水溶性樹脂、及使樹脂層之微細相分離均勻化之乳化劑；於製造印刷電路基板穿孔用潤滑片時，藉由將在常溫下含溶劑之組成物的液狀黏度限定為既定範圍，可大幅增加穿孔加工步驟之效率性。
本發明之潤滑片係具備形成於基材上之潤滑樹脂層，該潤滑樹脂層係將相異特性之樹脂2種以上混合所得，藉由此所得之樹脂塗膜的微細相分離來調節該潤滑樹脂層之韌性，因而潤滑性優異且可抑制穿孔時樹脂卷附至鑽頭周邊。
尤其，該樹脂較佳為熔點在150℃以下，且水溶性者。
一般來說，溶解於溶劑中之樹脂在溶劑乾燥後固化時、因對該溶劑之個別的溶解度差及樹脂層本身之極性(Dipole)差會誘發微細相分離現象。此一般稱為海(sea)/島(island)構造，將各個樹脂層特性相異之樹脂加以混合，並以混合比來控制物性。
例如，調節樹脂之混合比而可決定主樹脂(Sea部樹脂)之特性，且調解此所得之補助樹脂(Island部樹脂)之混合比而可調節總體樹脂層之物性。舉例而言，藉由將韌性優異之主樹脂層與易破裂特性之補助樹脂之含量加以調節，可控制總體之樹脂的機械物性(相反的情況亦同)。又，不僅是此種樹脂之混合比，亦可藉由控制補助樹脂(Island)之尺寸、粗密度等來控制物性。
本發明中，藉由控制此種微細相分離而成之樹脂構造，同時賦予既定範圍之熔融黏度，即使沒有非水溶性添加劑亦可除去潤滑樹脂層所造成之屑卷附至鑽頭周邊的現象，因此可製造潤滑性優異且鑽孔位置準確度及鍍敷時鑽孔内部的品質優異之潤滑片。
一般來說，鑽孔過程中之鑽頭的旋轉數為15萬~30萬rpm左右的高剪切條件，鑽頭進入潤滑片之速度為1.0m/min~3.0m/min，鑽頭接觸於潤滑片之時間極短。因此，若依剪切速度提議適當的熔融黏度，則潤滑片樹脂層所具有之潤滑性與切削屑的排出變得容易，在電路線寬窄之高密度鑽頭加工中，可防止鑽頭的折損，增加洞的平滑性與位置準確度經提升之鑽頭加工的效率性。
本發明之該潤滑片所具備之該潤滑樹脂層於經過乾燥步驟後幾乎不含溶劑，在150℃熔融之狀態下的剪切黏度具有在剪切速度條件100mm/sec下為5×104 ~1×105 CPP範圍的值，在4,000mm/sec之高剪切速度下熔融黏度可具有2×102 ~2×103 cp之範圍的值。
該熔融黏度若過高，則會產生切削屑易殘存而洞位置準確度會變差，且鑽頭的折損變大、鑽頭加工的效率性降低之問題。相反地，熔融黏度若過低，則洞加工結束後移動至下一個洞加工時，潤滑片組成物有落在潤滑片上之虞，故不佳。此會引起洞位置準確度不良與鑽頭折損之致命問題。
前述本發明之潤滑樹脂層係將相異特性之樹脂2種以上混合所得，例如，可包含對水之溶解度為40%以下之第1水溶性樹脂及對水之溶解度為40%以上的第2水溶性樹脂。
該第1水溶性樹脂及第2水溶性樹脂較佳為一般市售之熔點150℃以下之水溶性樹脂，尤其熔點30℃以下之樹脂乾燥時塗佈膜會黏著，故較佳為熔點及軟化點為30℃以上、150℃以下之水溶性樹脂。
該第1水溶性樹脂對水之溶解度為40%以下，較低且含韌性及機械特性優異之高分子量樹脂，故塗佈於基材薄膜時會提升塗佈膜之機械物性及附著力等，塗佈層扮演使不會因外部衝撃發生破裂或剝離的角色。又，對水之溶解度相對較低，故會提升對水之耐濕性，即使放置於高溫多濕之條件下亦具有經提升之耐濕性。
該第1水溶性樹脂對水之溶解度為40%以下，較佳為30%以下，該溶解度若超過40%，則有不會引起良好相分離之問題，故不佳。
此種第1水溶性樹脂例如可使用選自由聚乙烯基吡咯烷酮系樹脂、聚乙烯基醇系樹脂、分子量10萬以上之聚乙二醇系樹脂、該等之衍生物及該等之氯化物所構成群之一者以上。較佳為乙烯基吡咯烷酮與乙烯基乙酸酯之共聚物(聚乙烯基吡咯烷酮之衍生物)之部分加水分解所得之樹脂、加水分解度為75~90%之聚乙烯基醇與其之衍生物、或分子量100,000以上之線形聚乙二醇與其之衍生物。
該第1水溶性樹脂中之聚乙烯基醇及其之衍生物的情況時，因聚乙烯基醇的分子量與加水分解程度(鹼化度)的差造成對水之溶解度改變；而聚乙烯基吡咯烷酮及其之衍生物的情況時，藉由分子量與交聯度及共聚物之乙酸酯基的含量、鹼化率可調節對水之溶解度；聚環氧乙烷化合物的情況時，因分子量造成對水之溶解度改變。因此，較佳係以此種特性適當調節溶解度使用。
該第1水溶性樹脂，分子量為30,000以上，較佳為100,000以上，可維持樹脂層機械強度者較佳。
該第2水溶性樹脂係對水之溶解度為40%以上之水溶性樹脂，為了改善高分子量樹脂之韌性所造成之卷附至鑽頭周邊之現象，係使用易因外部衝撃而破裂，且受熱熔融時樹脂之熔融黏度低之相較低分子量的樹脂來增大切削屑的飛散效果，且會減少熔融時之樹脂層的黏著，抑制屑卷附至鑽頭周邊。
此種第2水溶性樹脂可使用分子量5萬以下之聚乙二醇系樹脂、聚酯系樹脂與其之共聚物及該等之衍生物所構成群之一者以上，其分子量只要滿足樹脂之溶解度即無特別限定，但特徵在於樹脂層的機械強度低，且因外部衝撃而易於破裂，且熔融時黏度低、不會發生樹脂卷附至鑽頭周邊現象者較佳。
該第1水溶性樹脂及第2水溶性樹脂之含量比較佳為2：8~8：2，更佳為4：6~6：4。該第1水溶性樹脂之含量比未滿2時，樹脂層易於破裂而所塗佈之樹脂層機械強度低，故使用困難，含量比超過8時，樹脂層韌性高，鑽頭的發熱造成樹脂層熔融時黏度高而切削樹脂有附於鑽頭之虞，故不佳。
上述這樣的潤滑性樹脂層係形成於基材上以構成潤滑片，而此基材可使用鋁片或鋼片。該鋁片係產業上可利用之純度99%以上之熱發散優異之鋁或複合材，係使用厚度為50~200μm範圍内者，但無特別限定。一般來說，鋁片係使用壓延後進行了熱處理、平坦化處理步驟者，可因應鑽頭直徑及穿孔作業條件使用各種厚度的鋁。
又，本發明中，為了提升潤滑樹脂層與鋁基材之基材密合力，可具備接著力增大層。此種接著力增大層，為了抑制鑽頭發熱所造成之樹脂熔融、此所致之洞内部樹脂殘存，係使用熱硬化性樹脂，可使用具代表性的環氧基系、胺酯系樹脂、或丙烯酸系樹脂等，並無限制。該潤滑樹脂層的厚度係以5μm以下之薄膜方式塗佈以不會使潤滑層效果降低。
上述那樣的潤滑片係藉由於基材上塗佈潤滑片形成用組成物並乾燥以形成潤滑樹脂層來製造。
該潤滑片形成用組成物係包含：含水之溶劑100重量份、對水之溶解度相異之2種以上之水溶性樹脂5~60重量份、微細相形成用乳化劑0.02~2.5重量份，常溫下液狀黏度在剪切速度條件100mm/sec下具有5×103 ~1×104 cp範圍的值。
構成此種潤滑樹脂層之水溶性樹脂可使用上述那樣的對水之溶解度相異之第1水溶性樹脂及第2水溶性樹脂，尤其於熔點為150℃以下之樹脂中，為了將對水具有相異之溶解度的2種以上化合物溶解於溶劑後，於乾燥時誘發微細相分離，該溶劑亦可單獨使用水，而為了調節樹脂層的溶解度，可添加與水之相溶性優異之有機溶劑。
該溶劑雖使用水，但為了調節樹脂層之溶解度及相溶性可混合與水混合容易之有機溶劑。此種溶劑可使用碳數5個以下之1次醇系溶劑(甲醇、乙醇、異丙醇等)或乙基賽珞蘇、甲基賽珞蘇這樣的醇系溶劑。溶劑的沸點為了樹脂層的順利乾燥較佳為200℃以下之製品。
該溶劑係與水一起使用有機溶劑的情況時，有機溶劑的含量為總體溶劑中的10~60重量份範圍。有機溶劑的含量超過總體溶劑重量的60重量份時，樹脂不會完全溶解，若未滿10重量份，則乾燥速度慢而生產性降低，且有時乾燥時相分離現象無法順利地進行。
該溶劑可於可使該水溶性樹脂完全溶解的範圍內選擇。一般來說，以該溶劑100重量份作為基準，將溶劑含量調節成水溶性樹脂之含量為5~60重量份之範圍較佳。該樹脂之含量若未滿5重量份，則樹脂含量低時溶劑的乾燥困難，因作業性降低而製造花費提高、變得難以厚厚地被覆樹脂。相反地，樹脂含量若為60重量份以上，則樹脂不會完全溶解而塗佈液安定性降低，故會誘發所塗佈之樹脂層的品質不良。
尤其，為了調節該微細相分離度，將乳化劑添加於該組成物，一般而言，相分離時相分離的大小及組成密度可由對樹脂之溶劑的組合來調節，但亦可以該乳化劑來調節。為了調節在相異特性之樹脂層界面樹脂層對溶劑之相溶度，一般而言，藉由乳化劑添加時可獲得較小之微細相。
該乳化劑係用以調節樹脂層及溶劑之相溶度，只要是一般所用之陰離子性、陽離子性、非離子性乳化劑中與樹脂相溶性優異之製品即無特別限定。例如，可添加縮聚物末端為銨離子、磺酸基、羧酸之金屬鹽形態的離子性界面活性劑及聚乙二醇與羧酸的縮聚物即酯系非離子性系界面活性劑全體。
以溶劑100重量份作為基準，可使用0.02~2.5重量份。若使用該乳化劑未滿0.02重量份，則相分離時之分離相的表面均勻度低且表面會變粗，相反地若使用超過2.5重量份，與濕氣接觸時表面會有黏著之虞，且樹脂層或變脆，穿孔時切削屑會附於鑽頭而使物性降低。
本發明中於基材形成潤滑性樹脂層之方法只要是以溶劑型樹脂塗佈方法進行商用化之方法即無特別限定。可使用例如，點塗法、模具塗佈法、輥塗法、噴塗法、簾塗(curtain coat)法、流塗法等。
以實施例與比較例詳細說明本發明，但本發明並不限定於該等。
(實施例1)
首先，將2液型聚胺酯樹脂棒塗佈於120μm的鋁片以導入5μm的接著增大層。
接著，將線形聚乙二醇(MEISEI公司ALKOX R-400、分子量18萬~25萬)50g與線形聚乙二醇(GREEN SOFT CEM公司KONION PEG-20000F、分子量2萬)50g溶解於水700g與醇300g後，添加非離子性界面活性劑PEG(400)變性酯5g以製造塗佈液。使用可調節厚度之刮刀(doctor blade)塗佈法，將該塗佈液塗佈於形成有該接著增大層之120μm的鋁片(純度99%以上)以形成樹脂層。塗佈後將塗佈試驗片置入90℃之熱循環乾燥烘箱使溶劑揮發，藉此製作乾燥塗膜厚度為40μm之潤滑性片。
(實施例2)
將線形聚乙二醇(MEISEI公司ALKOX R-150、分子量10萬~17萬)50g與計算分子量為10萬之變性聚乙二醇(將分子量6000之聚乙二醇在多元烷基羧酸與酸觸媒下加以縮聚合，以合成分子鏈中具有取代有酯之官能基之樹脂。所合成之樹脂之溶解度對水在常溫為60%以上)50g溶解於水700g與醇300g後，添加非離子性界面活性劑PEG(400)變性酯7g以製造塗佈液。使用所生成之塗佈液以與實施例1相同之方法製造潤滑片。
(實施例3)
前述實施例2中非離子性界面活性劑PEG(400)變性酯的含量變更為20g(相對於固形粉的含量為20重量%)以製造塗佈液，以與前述實施例2相同之方法製造潤滑片。
(實施例4)
前述實施例2中非離子性界面活性劑PEG(400)變性酯的含量變更為25g(相對於固形粉的含量為25重量%)以製造塗佈液，以與前述實施例2相同之方法製造潤滑片。
(實施例5)
前述實施例2中非離子性界面活性劑PEG(400)變性酯的含量變更為1g(相對於固形粉的含量為1重量%)以製造塗佈液，以與前述實施例2相同之方法製造潤滑片。
(比較例1)
將線形聚乙二醇(MEISEI公司ALKOX R-400、分子量18萬~25萬)50g與線形聚乙二醇(GREEN SOFT CEM公司KONION PEG-20000F、分子量2萬)50g溶解於水700g與醇300g以製造塗佈液。將所生成之塗佈液以與實施例1相同之方法製造潤滑片。
(比較例2)
將乙烯基吡咯烷酮與乙烯基乙酸酯之共聚物即BASF公司之Luviskol(乙烯基吡咯烷酮/乙烯基乙酸酯的含量=6/4)VA64粉末40g與GREEN SOFT CEM公司之線形聚乙二醇KONION PEG-6000 60g一點一點地添加於水700g與乙醇300g之混合溶劑使之完全溶解，藉此除了使用具黏度之均勻塗佈液以外，進行與前述實施例1相同之過程以製作乾燥塗膜厚度為40μm之潤滑性片。
(比較例3)
乙烯基吡咯烷酮與乙烯基乙酸酯之共聚物即BASF公司之Luviskol(乙烯基吡咯烷酮/乙烯基乙酸酯的含量=6/4)VA64粉末40g與GREEN SOFT CEM公司之線形聚乙二醇KONION PEG-6000 60g一點一點地添加於水700g與乙醇300g之混合溶劑使之完全溶解，藉此除了使用具黏度之均勻塗佈液以外，進行與前述實施例1相同之過程以製作乾燥塗膜厚度為40μm之潤滑性片。
(比較例4)
將線形聚乙二醇(MEISEI公司ALKOX R-400、分子量18萬~25萬)50g溶解於水500g以製造塗佈液，使用其以與實施例1相同之方法製造潤滑片。
(實驗例1)
將前述比較例1、2、3及4所製造之試驗片安裝於具有120,000rpm速度之CNC穿孔機械，使用0.25mm徑之鑽頭進行穿孔。穿孔時，PCB基板係積層FR-4材質且0.2T厚度之基板5層，穿孔次數為進行1000次。穿孔後觀察鑽頭折損與切削屑卷附至鑽頭周邊之現象，將其結果表示於下述表1。
(實驗例2)
將前述比較例1、4及實施例1、2所製造之試驗片安裝於具有120,000rpm速度之CNC穿孔機械，使用0.25mm徑之鑽頭進行穿孔。穿孔時，PCB基板係積層FR-4材質且0.2T厚度之基板5層，穿孔次數為進行1000次。穿孔後判定鑽頭狀態及折損程度。所穿孔之洞位置準確度以在誤差範圍±50μm基準時之步驟變數(Cpk)來表示。品質基準方面，最下方之板的PCB基板的位置準確度定為Cpk=1.33以上。又，將所穿孔之試驗片洗淨後進行銅鍍敷，並將洞部位顯微切片(Microsection)，觀察洞截面的内面平坦度(若為20μm以下則OK)、對樹脂層之浸潤(Wicking，若為50μm以下則OK)、樹脂層之剝離所致之不良(Nail Head，若為200%以下則OK)及PCB樹脂層熔融所致之鑽污(Smear)現象，將其結果表示於下述表2。又，評估穿孔加工步驟中之洞位置準確度與鍍敷後之洞的顯微切片、洞内壁的品質並表示於圖1及圖2。
(實驗例3)
對於前述比較例4及實施例2所得之試驗片，使用光學顯微鏡觀察乾燥時樹脂層的表面特性及粗糙度等並表示於圖3及圖5，為了比較微細相分離係以光學顯微鏡觀察前述實施例5之樹脂層表面並表示於圖4。
如圖3所示，未添加非離子性界面活性劑PEG(400)變性酯之比較例4的情況時，樹脂對溶劑之溶解度低，故因所產生之多數個泥裂(mud crack)與鑽孔時鑽頭切削屑的卷附，而發生洞位置準確度(Cpk)變差之現象。
圖4可了解到：微細相形成用乳化劑的含量低時，不會引起良好之相分離，雖鑽頭的折損及穿孔洞的位置準確度獲得改善，但塗佈層之樹脂狀的相分離部分不均勻。為了於樹脂層得到均勻微尺寸之微細相分離，投入相對於固形粉100重量份為7重量份之微細相形成用乳化劑所得之實施例2係如圖5所示，了解到其可獲得均勻的微細相分離，因此洞位置準確度等方面非常優異。
(實驗例4)
又，在低剪切條件下以旋轉流變計(RMS)測定前述比較例1、實施例2、3及4所製造之塗佈液的黏度並表示於圖6。
由圖6可確認到：未添加非離子性界面活性劑PEG(400)變性酯的情況與有添加的情況時，確認到添加含量造成黏度的減少。因此了解到：若於高分子樹脂添加PEG(400)變性酯，則樹脂分子間結合力變弱而黏度降低，並於樹脂分子間有潤滑油這樣的功能，而付與柔軟性。
另一方面，了解到非離子性界面活性劑PEG(400)變性酯的含量超過25g(相對於固形粉100重量份為25重量份)時，如圖6所示，潤滑組成物有變得不安定之虞，且接觸濕氣時表面有黏著之虞。又，了解到會使樹脂層變脆且塗佈樹脂層的機械強度降低，鑽頭穿孔時削屑會附著於鑽頭而使物性降低，甚至會降低效率性而可能造成使用困難。此係為了調節在相異特性之樹脂層的界面樹脂層對溶劑之相溶度，藉由添加有乳化劑時可獲得較小之微細相，而表面均勻度提升而可防止黏著，再者，藉由調節機械強度，可提升物性並增加鑽頭加工的效率性。
(實驗例5)
將前述比較例4與實施例2所製造之試驗片以具有15,000rpm速度之桌上型穿孔鑽頭使用0.2mm徑之鑽頭進行1000次穿孔。對於穿孔後之鑽頭的狀態，使用光學顯微鏡確認鑽頭表面之樹脂卷附程度，並將其結果表示於圖7及8。
由圖7可了解到：僅使用機械特性優異之高分子量樹脂的情況時，因韌性增加而塗佈層不會因外部衝撃而破裂或剝離，故發生了切削屑卷附至鑽頭周邊之現象。相反地，圖8中，藉由以適當配合比調製製造相對較低分子量之樹脂，因韌性減少而易於破裂，再者未添加有非離子性界面活性劑PEG(400)變性酯的情況時，確認到藉由調節微細相分離，切削屑卷附至鑽頭周邊之現象獲得改善。
(實驗例6)
對於前述實施例1及2所得之潤滑片，在塗佈層(樹脂層)於150℃熔融之狀態下及低剪切條件下測定其黏度，使用光學顯微鏡確認穿孔後之鑽頭狀態，並確認鑽頭表面之樹脂之卷附程度，將其結果表示於圖9、圖10及圖11。
由上述結果可明瞭：使用對水之溶解度為40%以下之較低溶解度且韌性與機械特性優異之高分子量樹脂與、溶解度為40%以上且相對較低分子量之樹脂係相同，但實施例1的情況時，100mm/sec以下之剪切條件下可見到黏度的變化差。此乃潤滑片形成用組成物所含之溶解度相異之2種樹脂之分子量差所造成。相反地，實施例2的情況時，使用有計算分子量為10萬之變性聚乙二醇(將分子量6000之聚乙二醇在多元烷基羧酸與酸觸媒下加以縮合，合成分子鏈中具有取代有酯之官能基之樹脂)之結果，在同一條件下之黏度係顯示一般之熱可塑性樹脂所具有之非牛頓流體，且呈現黏度無變化之安定狀態。藉由此種結果，提供了維持樹脂層之機械強度，改善樹脂質感所致之卷附至鑽頭周邊之現象之效果，並提供了鑽頭加工中潤滑片形成用組成物所具有之較佳黏度。
(實驗例7)
為了理解對前述實施例2所得之潤滑片之鑽頭加工的效率性提升可能性，與市售製品相比較並記載於下述表3，將實施例2所得之潤滑片樹脂層(1)與市售製品樹脂層(2)在150℃熔融之狀態下比較其之黏度，將其結果表示於圖12。
<加工條件>
鑽頭：直徑0.3mm、旋轉數：120,000rpm
移動速度：36mm/sec、鑽頭數：2,000hit
Hole：14,000、PCB：0.7T×4stacks
(實驗例8)
為了理解前述實施例2所得之潤滑片(1)以鑽頭加工之效率性提升可能性，比較市售製品(2)與鑽頭表面狀態，將其結果表示於圖13。
<加工條件>
鑽頭：直徑0.2mm、旋轉數：160,000rpm
移動速度：3.2m/min、鑽頭數：3,000hit
Hole：14,000、PCB：0.8T×3stacks
以下列評估基準比較前述實驗例7及8。所穿孔之洞位置準確度以在誤差範圍±50μm基準時之步驟變數(Cpk)來表示。品質基準方面，最下方之板的PCB基板的位置準確度定為Cpk=1.33以上。又，將所穿孔之試驗片洗淨後進行銅鍍敷，並將洞部位顯微切片(Microsection)，觀察洞截面的内面平坦度(若為20μm以下則OK)、樹脂層之剝離所致之不良(Nail Head，若為200%以下則OK)。由表3可明瞭：步驟變數、截面之内面平坦度及樹脂之剝離所致之不良方面，本發明之實施例較佳。又，如圖12所示，使塗佈樹脂層熔融之狀態下所測得之黏度在100mm/sec以下之條件下有類似於5.0×104 ~1.0×105 CP之水準。即使如此，以實驗例8之加工條件來看鑽頭表面屑的卷附狀態，則如圖13所示，與實驗例7的情況相同，還是本發明之實施例較優異。此含有使溶解度相異之2種的樹脂及相分離均勻化之乳化劑之本發明之混合物提供了適合印刷電路基板穿孔用潤滑片製造之剪切黏度，且抑制了屑卷附至鑽頭周邊，同時可以提供鑽頭發熱抑制效果優異之水溶性潤滑片，因此大幅增加了穿孔加工步驟之效率性。
(實驗例9)
測定前述實施例2所得之潤滑片樹脂層熔融於70~150℃之狀態下的熔融黏度，並將其結果表示於圖14。
如實施例2那樣，於韌性優異之高分子水溶性樹脂混合易破裂之水溶性樹脂的情況時，無屑卷附至鑽頭周邊之現象及鑽頭的破損。相反地，單獨使用有韌性優異之高分子量樹脂之比較例4的情況時，樹脂卷附至鑽頭周邊之現象會發生而鑽頭大多發生折損，因此無法進行順利之穿孔加工步驟。
由前述實施例與比較例可了解到：藉由具有相異特性之樹脂之組合可構成無屑卷附至鑽頭周邊與破裂之潤滑性樹脂層。
(實驗例10)
將前述實施例2之潤滑性片置入恆溫恆濕試驗器，於25℃/90%濕度水準放置24小時，並評估表面黏著與表面白化。確認到顯示良好之表面特性且具有優異之耐濕特性。
由前述比較例與實施例可了解到：本發明之潤滑片形成用組成物係包含：含有對水之溶解度相異之第1水溶性樹脂與第2水溶性樹脂及使樹脂層之微細相分離均勻化之乳化劑而成之混合物、與溶劑，其特徵在於：常溫下因樹脂層微細相分離之液狀黏度在剪切速度條件100mm/sec下為5×103 ~1×104 cp之範圍内，潤滑片樹脂層在熔融於150℃之狀態時黏度在剪切速度條件100mm/sec下為5×104 ~1×105 cp之範圍内。了解到因此可提升屑卷附至鑽頭周邊及此所造成之穿孔洞的特性，進一步確認到因樹脂層的微細相分離而可製造具有鑽頭穿孔特性更佳改善之潤滑片。
圖1，係在實施例2中之穿孔加工步驟所測定之穿孔洞位置準確度之資料。
圖2，係鑽孔鍍敷後，探討洞的顯微切片、洞内壁的品質之圖。
圖3，係以光學顯微鏡觀察比較例4中之微細相分離前之樹脂層表面之圖像。
圖4，係以光學顯微鏡觀察實施例5所得之塗佈樹脂層表面之圖像。
圖5，係以光學顯微鏡觀察實施例2所得之塗佈樹脂層表面之圖像。
圖6，係對於比較例1、實施例2、3及4所得之塗佈液在常溫及低剪切條件下以旋轉流變計(RMS)測定非離子性界面活性劑PEG(400)變性酯的含量之黏度。
圖7，係將比較例4所得之試驗片使用具有15,000rpm速度之桌上型穿孔鑽頭以0.2mm徑之鑽頭進行1000次穿孔，對穿孔後之鑽頭狀態，使用光學顯微鏡，表示鑽頭表面之樹脂之卷附程度。
圖8，係將實施例2所得之試驗片使用具有15,000rpm速度之桌上型穿孔鑽頭以0.2mm徑之鑽頭進行1000次穿孔，對穿孔後之鑽頭狀態，使用光學顯微鏡，表示鑽頭表面之樹脂之卷附程度。
圖9，係表示實施例1及2之潤滑片樹脂層在150℃熔融時之狀態且低剪切條件下使用旋轉流變計所測得之熔融黏度之圖。
圖10，係將實施例1所得之試驗片使用具有15,000rpm速度之桌上型穿孔鑽頭以0.2mm徑之鑽頭進行1000次穿孔，對穿孔後之鑽頭狀態，使用光學顯微鏡，表示鑽頭表面之樹脂之卷附程度。
圖11，係將實施例2所得之試驗片使用具有15,000rpm速度之桌上型穿孔鑽頭以0.2mm徑之鑽頭進行1000次穿孔，對穿孔後之鑽頭狀態，使用光學顯微鏡，表示鑽頭表面之樹脂之卷附程度。
圖12，係表示使實施例2所得之潤滑片樹脂層與市售製品之樹脂層在150℃熔融狀態下之黏度。
圖13，係表示用以理解實施例2所得之潤滑片與鑽頭加工之效率性的提升可能性，將市售製品與鑽頭表面狀態加以比較之圖。
圖14，係表示實施例2所得之塗佈樹脂層在溫度變化之低剪切條件下之熔融黏度。

Claims (5)

  1. 一種用於印刷電路基板穿孔之潤滑片，其係具備形成於基材上之潤滑樹脂層者，其特徵在於：該潤滑樹脂層係包含對水之溶解度相異之2種以上之水溶性樹脂且該等水溶性樹脂成為彼此微細相分離；該潤滑片樹脂層在150℃熔融狀態下之黏度，在剪切速度條件100mm/sec下為5×104 ~1×105 cp範圍；其中，該水溶性樹脂係包含對水之溶解度為40%以下之第1水溶性樹脂及對水之溶解度為40%以上的第2水溶性樹脂；且該第1水溶性樹脂及第2水溶性樹脂之重量比為2：8~8：2。。
  2. 如申請專利範圍第1項之潤滑片，其中，該第1水溶性樹脂係選自由聚乙烯基吡咯烷酮系樹脂、聚乙烯基醇系樹脂、分子量10萬以上之聚乙二醇系樹脂、該等之衍生物及該等之氯化物所構成群中之一者以上。
  3. 如申請專利範圍第1項之潤滑片，其中，該第2水溶性樹脂係選自由分子量5萬以下之聚乙二醇系樹脂、聚酯系樹脂、該等之衍生物及該等之氯化物所構成群中之一者以上。
  4. 一種印刷電路基板穿孔之潤滑片形成用組成物，其特徵在於包含：100重量份含水之溶劑、5~60重量份水溶性樹脂，其包含溶解度為40%以下之水溶性樹脂及溶解度為40%以上的水溶性樹脂、0.01~2.5重量份將水溶性樹脂分離成為彼此 為微細相的乳化劑；且常溫下液狀黏度在剪切速度條件100mm/sec下為5×103 ~1×104 cp範圍。
  5. 如申請專利範圍第4項之潤滑片形成用組成物，其中，該溶劑係單獨使用水、或水與有機溶劑之混合溶劑。
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