WO2009148222A2 - 인쇄 회로 기판용 천공 가공 시트 - Google Patents

인쇄 회로 기판용 천공 가공 시트 Download PDF

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WO2009148222A2
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채승봉
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    • H05K2203/0214—Back-up or entry material, e.g. for mechanical drilling

Definitions

  • the present invention relates to a sheet for drilling, which is used for drilling, which is one of the manufacturing processes of a printed circuit board, and more specifically, an organic resin layer containing an ethylene copolymer, a low melting point polyolefin resin, and a compatibilizer is a thermosetting adhesive.
  • the sheet for punching processing which is laminated
  • a printed circuit board represents a board
  • a process punching process process
  • a printed circuit board is composed of a composite material in which a conductive layer made of copper foil and an insulating layer impregnated with an epoxy resin are laminated on a cross-web woven from glass fiber.
  • a conductive layer made of copper foil and an insulating layer impregnated with an epoxy resin are laminated on a cross-web woven from glass fiber.
  • Korean Patent Publication No. 2002-0018984 discloses a mixture containing a metal foil having a thickness of 5 to 500 ⁇ m, a polyether ester, a solid water-soluble lubricant, and polyethylene glycol or Lubricant sheets for perforation of printed circuit boards comprising an organic material layer comprising a mixture containing a polyetherester, a solid water soluble lubricant and a liquid water soluble lubricant are disclosed.
  • Korean Patent No. 10-0657427 discloses 57 to 65 weight of polyethylene wax.
  • US Patent Nos. 4,781,495 and 4,929,370 disclose a method of arranging a water-soluble lubricant impregnated sheet on one or both sides of a laminated substrate, and using this sheet as a cover plate to perform drilling by drill.
  • the lubricant impregnated sheet used in the drilling method is a porous, such as paper, made of a mixture of glycols such as diethylene glycol and dipropylene glycol, which are solid water-soluble lubricants, and synthetic waxes such as fatty acids and nonionic surfactants. It is impregnated with the material.
  • Japanese Patent Application Laid-Open No. 2002-120198 also uses a water-soluble resin-coated metal sheet obtained by adhering a mixture of polyethylene glycol dimethyl terephthalate polycondensate and polyoxymethylene monostearate, both of which are water-soluble compounds, to one surface of an aluminum sheet.
  • a method of drilling by a drill is disclosed.
  • the present inventors have tried to develop a new sheet for punching which can solve the above problems, when using a water-insoluble organic resin layer containing an ethylene copolymer, a low melting point polyolefin resin and a compatibilizer,
  • the present invention was completed by confirming that the problems caused by the use can be solved, and local vibration caused by the high speed rotation of the drill bit can be absorbed to improve the positional accuracy and wear resistance of the drill.
  • the perforated sheet of the present invention is composed of a water-insoluble organic resin layer containing an ethylene copolymer, a low melting point polyolefin resin, and a compatibilizer, problems due to water-soluble resin, that is, adhesion to a metal substrate is poor, or coating Due to the large difference in water absorption from the substrate metal of the resin, warpage occurs in the resin-coated metal sheet, and in particular, since the film itself is easily sticky, the surface of the film may be sticky under high temperature and humidity conditions in the rainy season and summer, which may interfere with handling and workability. It can solve the problem that is caused.
  • the organic resin layer of the sheet for punching of the present invention absorbs local vibration due to the high-speed rotation of the drill bit, the wear resistance of the drill can be improved to extend the drill replacement time, and ultimately, the straightness during drilling. That is, the positional accuracy of the drill can be improved.
  • the positional accuracy of the drill is improved, the phenomenon that the chip is buried in the substrate during drilling, that is, the smear can be reduced, so that the quality of the punched substrate can be improved.
  • the organic resin layer of this invention can achieve the lubrication effect by bit frictional heat, and can improve the wear resistance of a drill bit.
  • the present invention relates to a sheet for punching, characterized in that an organic resin layer comprising an ethylene copolymer, a low melting point polyolefin resin, and a compatibilizer is laminated with a metal layer by a thermosetting adhesive.
  • the organic resin layer includes an ethylene copolymer, a low melting point polyolefin resin, and a compatibilizer.
  • the low melting point polyolefin resin is added to the ethylene copolymer to induce phase separation between the ethylene chain and the olefin chain. It is prepared by adding.
  • ethylene chains and olefin chains are representative polymers known to cause phase separation due to differences in cohesive energy.
  • the organic resin layer of the present invention takes the form of phase separation of ethylene resin and olefin resin. have.
  • the compatibilizer which is another component included in the organic resin layer of the present invention, is added to improve the processability of the olefin resin and to induce the refinement of the olefin resin domain.
  • the organic resin layer of the present invention has a form in which ethylene-based resins and olefin-based resins are phase-separated, and thus exhibits an effect of reducing vibration due to a phenomenon in which vibration energy transfer capability at the interface is reduced. That is, since the organic resin layer of the present invention serves as a buffer layer for absorbing local vibration due to the high speed rotation of the drill bit at the interface between the ethylene resin and the olefin resin, the vibration of the drill can be reduced, so that the drill By improving the wear resistance, it is possible to prolong the drill replacement time and ultimately improve the straightness during drilling, that is, the positional accuracy of the drill. When the positional accuracy of the drill is improved, the phenomenon that the chip is buried in the substrate during drilling, that is, the smear can be reduced, so that the quality of the punched substrate can be improved.
  • the organic resin layer of the present invention is also water-insoluble or substantially water-insoluble. Therefore, a problem may occur due to the use of the water-soluble resin in the sheet for punching, that is, the adhesion to the metal substrate is poor, or due to the difference in absorption rate of the coating resin with the substrate metal, warping occurs in the resin-coated metal sheet, especially during the rainy season and summer It is possible to solve the problem of sticking of the surface of the film under high temperature and high humidity conditions such as causing trouble in handling or workability.
  • substantially insoluble in water means that the organic resin layer may be insoluble in water or may have some water solubility within the range capable of exerting the above-described effects such as storage stability of the product. Therefore, even if some water-soluble substances are contained in the material inevitably incorporated in the organic resin layer in addition to the components of the organic resin layer specified in the present invention, such an organic resin layer is also included in the present invention.
  • the organic resin layer of this invention contains 100 weight part of ethylene copolymers, 1-20 weight part of low melting point polyolefin resins, and 1-20 weight part of compatibilizers.
  • the thickness of the organic resin layer of this invention is 20-300 micrometers. If the thickness is too thin, it may be difficult to sufficiently absorb the vibration, the role of lubricant, and the discharge of cutting waste during the drilling process. On the contrary, if the thickness is too thick, the positioning accuracy of the drilling may be deteriorated or the drill may be broken. have.
  • the copolymer in which ethylene and 1 or more types chosen from the group which consists of vinyl acetate, ethylene vinyl acetate, ethyl acrylic acid, and ethyl methacrylic acid polymerized is preferable.
  • low-melting-point polyolefin-based resin refers to a polyolefin-based polymerized using a metalocene catalyst, and generally using a zigro-nata catalyst. Since the melting point is lowered when the metalocene system is used as compared to the polymerized polyolefin system, it is called a low melting point polyolefin system.
  • low melting point polyolefins of the present invention low melting point propylene and PE wax are preferred, and low melting point propylene resin is particularly preferable.
  • the present invention uses a low melting point resin, the lubrication action due to the bit frictional heat can be achieved to prevent puncture and bit breakage.
  • a compatibilizer contained in the organic resin layer of this invention 1 or more types chosen from the group which consists of an ethylene propylene copolymer, an ethylene propylene ethylene copolymer, and an alpha olefin copolymer are preferable.
  • the organic resin layer may further include an antioxidant, and such antioxidants include phenolic antioxidants and organic sulfur compound-based antioxidants.
  • the phenolic antioxidant can improve the electrical insulation without damaging other properties such as drillability, 1,2,3-trihydroxybenzene, 2,6-di-t-butyl-p-cresol, butyl Monophenols such as hydrogenated hydroxyanisole and 2,6-di-t-butyl-4-ethylphenol, 2,2'-methylene-bis (4-methyl-6-t-butylphenol), 4,4 ' -Thiobis (3-methyl-6-t-butylphenol), 2,2-methylenebis (4-ethyl-6-t-butylphenol), 4.4'-butylidenebis (3-methyl-6-t -Butylphenol), 3,9-bis [1,1-dimethyl-2- [ ⁇ -3-t-butyl-4-hydroxy-5-methylphenyl) propionyloxy] ethyl, and 2,4,8, Bisphenols such as 10-tetraoxaspiro [5,5] undecane, and 1,1,3-tris (2-methyl-4-hydroxy-5-t-but
  • organic sulfur compound-based antioxidants examples include dilauryl-thiodipropionate, distearyl-thiodipropionate and dimyristyl-thiodipropionate.
  • a colorant may be included in the organic resin layer of the present invention.
  • coloring agent examples include known conventional coloring agents such as phthalocyanine blue, phthalocyanine green, iodine green, disazo yellow, crystal violet, titanium oxide, carbon black, naphthalene black, but are not limited thereto.
  • Various colorants can be used as long as they do not affect the properties of the organic resin layer.
  • the organic resin layer of the present invention may include an antistatic agent.
  • glycerol monostearate or a glycerol monostearate / ethoxylated amine mixture (2/1 mol%) is preferable, but any monostearate compound may be used.
  • thermosetting adhesive included in the sheet for punching of the present invention may include one selected from the group consisting of phenol resins, epoxy resins, acrylic resins, maleimides, unsaturated polyesters, polyurethanes, alkyl resins, and silicone resins. It is not limited to this.
  • seat for punching process of this invention is an aluminum layer, and it is most preferable that it is pure aluminum with a purity of 99.0%. Since these aluminum plates have appropriate hardness and strength, they are preferable because they can suppress the occurrence of burrs and warpage during use as a cover plate during drilling, and do not deteriorate the drill.
  • 5-500 micrometers is preferable, as for the thickness of the metal layer of this invention, 30-300 micrometers is more preferable, 50-200 micrometers is the most preferable.
  • the sheet for punching processing of the present invention is manufactured by laminating an organic resin layer with a metal layer with a thermosetting adhesive, wherein the adhesion of the organic resin layer and the metal layer may be performed by a method such as a dry laminate, a wet laminate, and a high temperature laminate method. It is also possible to bond using an adhesive.
  • commercially available adhesives for dry lamination such as acrylic, urethane, and ester
  • adhesives for high temperature lamination such as ethylene-vinylacetate copolymer resin, olefin, and rubber can be appropriately selected and used.
  • the present invention also provides a sheet for punching processing of the present invention on a drill entry side surface of a printed circuit board on which one or several layers are stacked, as a cover plate, and the punching process is performed by a drill. It relates to a method for producing a printed circuit board comprising a step.
  • positioning a sheet for a punching process to a cover plate on the drill entrance side surface of a printed circuit board, and performing a punching process by a drill depends on the method normally used in the manufacturing field of a printed circuit board.
  • the raw material was used at a cylinder temperature of 200 to 220 ⁇ and a die temperature of 180 to 200.
  • the product was fed into an extruder maintained at ⁇ ⁇ and then extruded slowly at a high speed.
  • the speed is adjusted for several minutes so that the discharge amount is 800 to 1200 g / min, blow-extruded to be about 30 ⁇ m thick, and one side and the laminate of the pure aluminum plate having a thickness of 130 ⁇ m using urethane-based adhesive To prepare a sheet for drilling.
  • the raw materials were prepared at a cylinder temperature of 200 to 220 ° C and a die temperature of 180 to 200 ° C. It was fed into an extruder maintained at 0, and then started at a low speed and gradually extruded at a high speed.
  • the speed is adjusted for several minutes so that the discharge amount is 800 to 1200 g / min, blow-extruded to be about 30 ⁇ m thick, and one side and the laminate of the pure aluminum plate having a thickness of 130 ⁇ m using urethane-based adhesive To prepare a sheet for drilling.
  • the raw material was used at a cylinder temperature of 200 to 220 ⁇ , It was fed into an extruder maintained at a die temperature of 180 to 200 ° C. and then extruded slowly at a high speed.
  • the speed is adjusted for several minutes so that the discharge amount is 800 to 1200 g / min, blow-extruded to a thickness of 35 ⁇ m, and laminated with one surface of a pure aluminum plate having a thickness of 130 ⁇ m using a urethane-based adhesive. A sheet for punching was produced.
  • Drilling was performed on the sheet
  • the drill processing method puts the sheet
  • Drill bit diameter 0.25 mm
  • Determination of the hole position accuracy was carried out with respect to the board
  • Determination of the inner wall roughness was performed on the fifth substrate from above, and the inner wall roughnesses on the right and left of each of the through holes (drilling holes) of the 4000th-th hole and the front and rear two holes were measured, and the average value was less than 5.0 ⁇ m.
  • Circle and the thing of less than 10 micrometers (DELTA) and the thing of 10 micrometers or more were made into what is less than 7.0 micrometers.
  • EVA copolymer of ethylene and vinyl acetate
  • EEA copolymer of ethylene and ethylene vinyl acetate
  • EAA copolymer of ethylene and ethyl acrylic acid

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Abstract

본 발명은 인쇄 회로 기판의 제조 공정의 하나인 천공 가공에 사용되는 천공 가공용 시트에 관한 것으로, 에틸렌계 공중합체, 저융점 폴리올레핀계 수지 및 상용화제를 포함하는 유기 수지층이 열경화성 접착제에 의하여 금속층과 라미네이션되어 있는 것을 특징으로 하는 천공 가공용 시트, 및 이러한 시트를, 한층 또는 수개의 층이 적층된 인쇄 회로 기판의 드릴 진입측 표면에 덮개판으로 배치하고, 드릴에 의하여 천공 가공을 실시하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 인쇄 회로 기판의 제조 방법에 관한 것이다.

Description

인쇄 회로 기판용 천공 가공 시트
본 발명은 인쇄 회로 기판의 제조 공정의 하나인 천공 가공에 사용되는 천공 가공용 시트에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 에틸렌계 공중합체, 저융점 폴리올레핀계 수지 및 상용화제를 포함하는 유기 수지층이 열경화성 접착제에 의하여 금속층과 라미네이션되어 있는 것을 특징으로 하는 천공 가공용 시트, 및 이러한 시트를, 한층 또는 수개의 층이 적층된 인쇄 회로 기판의 드릴 진입측 표면에 덮개판으로 배치하고, 드릴에 의하여 천공 가공을 실시하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 인쇄 회로 기판의 제조 방법에 관한 것이다.
인쇄 회로 기판은 전자 회로를 조립하기 위하여 부품을 탑재하여 배선할 때 사용되는 기판을 나타내는 것으로, 전기 제품의 내부 부품으로서 매우 중요하다. 이 인쇄 회로 기판의 제조 공정 중에는 적층 기판의 최상층과 최하층 간의 통전을 가능하게 하기 위하여, 단면 방향으로 관통 구멍을 형성하는 공정 (천공 가공 공정)이 있다. 관통 구멍은 인쇄 회로 기판에 반드시 필요한 것이며 그 수가 다수이기 때문에, 천공 가공 공정은 인쇄 회로 기판의 제조에 있어서 매우 중요하다.
일반적으로 인쇄 회로 기판은 구리박으로 이루어진 도체층과 유리 섬유로 직조한 크로스-웹에 에폭시 수지 등을 함침 경화시킨 절연층을 적층한 복합 재료로 이루어지는데, 이들 각 구성 재료의 물성에는 차이가 있다. 따라서, 천공 가공 공정으로서 드릴 가공을 하면, 재료 간의 계면 박리나 균열 등의 결함이 발생하기 쉬워 가공 구멍 내벽의 표면 조도가 악화되거나, 드릴 비트가 마모되거나 절손되는 문제가 있다. 또한, 기판 표면에는 유리 섬유제 크로스-웹의 요철에서 유래된 주기적인 요철이 존재하기 때문에 드릴 가공시 구멍의 위치 정밀도가 저하되기 쉽고, 드릴 가공시에 발생하는 열에 의해 인쇄 회로 기판 중의 수지가 연화되어, 관통 구멍 도금후에 있어서의 전기적 도통 불량의 요인이 되는 스미어 (smear)가 내층 구리박에 부착되기 쉬운 문제가 있다.
이러한 문제, 특히 드릴 가공시 기판에 존재하는 작은 상처나 미세한 티에 의하여 발생되는 구멍 위치 정밀도 저하 문제와, 드릴의 회전력에 의하여 발생되는 고열에 의하여 기판 자체가 손상되는 문제를 완화시키기 위하여, 일반적으로 직경 0.35 mm 이상인 구멍의 가공시 인쇄 회로 기판 표면에 순수 알루미늄 시트를 부착하여 사용하고 있다. 그러나, IT 기술의 고기능화, 고정밀화로 인하여, 인쇄 회로 기판의 패턴의 미세화, 고밀도화, 다층판화가 급속히 진행되면서, 0.1 내지 0.3 mm와 같은 미소구경 가공이 실용화되고 있으며, 구멍수의 증가 및 구멍 위치의 고정밀화에 대한 요구가 증대함에 따라, 0.30 mm 이하의 미세 직경의 가공시에는 직경이 작아지고 드릴 강도가 작음으로 인한 드릴의 위치 정밀도 및 내마모성 저하 등이 여전히 문제되고 있다.
이에, 드릴의 위치 정밀도 및 내마모성을 향상시키기 위한 기술로서, 대한민국 특허공개 제2002-0018984호에는 두께가 5 내지 500 ㎛인 금속 호일과, 폴리에테르 에스테르, 고체상 수용성 윤활제 및 폴리에틸렌글리콜을 함유하는 혼합물 또는 폴리에테르에스테르, 고체상 수용성 윤활제 및 액체 수용성 윤활제를 함유하는 혼합물을 포함하는 유기 물질층으로 이루어진 인쇄 회로 기판 천공용 윤활제 시트가 개시되어 있으며, 대한민국 특허 제10-0657427호에는 폴리에틸렌계 왁스 57 내지 65 중량%와, 아크릴 수지 및 에폭시 수지가 합성되어 유제(乳劑)로 형성된 수용성 수지 25 내지 33 중량%와, 메탄올 8 중량%와, 기포방지제와 부착부여제로 이루어진 첨가제 2 중량%를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 코팅용 조성물로 구성된 인쇄 기판 천공용 시트가 개시되어 있다.
또한, 미국 특허 제4,781,495호 및 제4,929,370호에는 적층 기판의 일면 또는 양면에 수용성 윤활제 함침 시트를 배치하고, 이 시트를 덮개판으로 사용하여 드릴에 의해 천공 가공을 실시하는 방법이 개시되어 있는데, 이 천공 방법에 사용되는 윤활제 함침 시트는 고형의 수용성 윤활제인 다이에틸렌 글라이콜이나 다이프로필렌 글라이콜 등의 글라이콜류와, 지방산 등의 합성 왁스 및 비이온계 계면 활성제의 혼합물을 종이 등의 다공질 재료에 함침시킨 것이다.
일본 특허공개 제2002-120198호에도 모두 수용성 화합물인 폴리에틸렌 글라이콜다이메틸 테레프탈레이트 중축합물과 폴리옥시메틸렌 모노스테아레이트의 혼합물을 알루미늄판의 일면에 접착시킨 수용성 수지 피복 금속판을 덮개판으로 사용하여 드릴에 의하여 천공 가공을 실시하는 방법이 개시되어 있다.
전술한 기술들은 모두 드릴 가공시 발생하는 마찰열에 의하여 시트상의 수지의 일부가 녹으면서 윤활 작용을 함으로써, 드릴의 내마모성 및 위치 정밀도를 향상시키는 데에 있어서 어느 정도 효과가 있는 것으로 알려져 있다. 그러나, 전술한 기술들은 모두 수용성 수지를 사용한 것이기 때문에, 금속 기판과의 밀착성이 떨어지거나, 피복 수지의 기판 금속과의 흡수율 차이가 크기 때문에 수지 피복 금속판에 휨이 발생하고, 특히 장마철, 여름철 등의 고온 다습 상태 하에서는 피막 표면의 끈적임이 발생하여 취급이나 작업성에 지장을 초래하는 결점이 존재한다.
또한, 드릴 가공시 드릴 비트의 고속 회전에 의한 국소적인 진동 흡수에 효과적이지 못하여 비트의 위치 정밀도 및 내마모성의 문제를 해결하는 데에는 부족함이 있다.
따라서, 수용성 수지를 사용함으로써 발생하는 전술한 문제, 즉 금속 기판과의 밀착성이 떨어지거나, 피복 수지의 기판 금속과의 흡수율 차이가 크기 때문에 수지 피복 금속판에 휨이 발생하고, 특히 장마철, 여름철 등의 고온 다습 상태 하에서는 피막 표면의 끈적임이 발생하여 취급이나 작업성에 지장을 초래하는 문제들을 해결하고, 드릴 비트의 고속 회전에 의한 국소적인 진동으로 인한 드릴의 위치 정밀도 및 내마모성의 결여 문제를 보다 효과적으로 해결할 수 있는 천공 가공용 시트의 개발이 요구된다.
이에, 본 발명자들은 전술한 문제들을 해결할 수 있는 새로운 천공 가공용 시트를 개발하고자 노력한 결과, 에틸렌계 공중합체, 저융점 폴리올레핀계 수지 및 상용화제를 포함하는 비수용성 유기 수지층을 사용할 경우, 수용성 수지를 사용함으로 인하여 발생하는 문제를 해결할 수 있고, 드릴 비트의 고속 회전에 의한 국소적인 진동을 흡수하여 드릴의 위치 정밀도 및 내마모성을 향상시킬 수 있다는 것을 확인하여 본 발명을 완성하였다.
본 발명의 천공 가공용 시트는 에틸렌계 공중합체, 저융점 폴리올레핀계 수지 및 상용화제를 포함하는 비수용성 유기 수지층으로 이루어져 있기 때문에, 수용성 수지로 인한 문제, 즉 금속 기판과의 밀착성이 떨어지거나, 피복 수지의 기판 금속과의 흡수율 차이가 크기 때문에 수지 피복 금속판에 휨이 발생하고, 특히 피막 자체가 끈적이기 쉽기 때문에 장마철, 여름철 등의 고온 다습 상태 하에서는 피막 표면의 끈적임이 발생하여 취급이나 작업성에 지장을 초래하는 문제를 해결할 수 있다.
또한, 본 발명의 천공 가공용 시트의 유기 수지층은 드릴 비트의 고속 회전에 의한 국소적인 진동을 흡수하기 때문에, 드릴의 내마모성을 향상시켜 드릴 교체 시기를 연장시킬 수 있으며, 궁극적으로는 드릴링시의 직진성, 즉, 드릴의 위치 정밀도를 향상시킬 수 있다. 드릴의 위치 정밀도가 향상되면, 드릴 가공 중 칩이 기판에 되묻는 현상, 즉 스미어를 줄일 수 있으므로, 천공 가공된 기판의 품질도 향상될 수 있다.
본 발명의 유기 수지층은 저융점 폴리올레핀계 수지를 함유함으로써, 비트 마찰열로 인한 윤활 작용을 도모하여 드릴 비트의 내마모성을 향상시킬 수 있다.
하나의 양태로서, 본 발명은 에틸렌계 공중합체, 저융점 폴리올레핀계 수지 및 상용화제를 포함하는 유기 수지층이 열경화성 접착제에 의하여 금속층과 라미네이션되어 있는 것을 특징으로 하는 천공 가공용 시트에 관한 것이다.
상기 유기 수지층은 에틸렌계 공중합체, 저융점 폴리올레핀계 수지 및 상용화제를 포함하며, 에틸렌계 공중합체에 저융점 폴리올레핀계 수지를 첨가하여 에틸렌 사슬과 올레핀 사슬과의 상분리를 유도한 후, 상용화제를 첨가함으로써 제조된다.
일반적으로, 에틸렌 사슬과 올레핀 사슬, 특히 프로필렌 사슬은 응집 에너지의 차이로 인하여 상분리를 일으키는 것으로 알려져 있는 대표적인 고분자로서, 본 발명의 유기 수지층은 에틸렌계 수지와 올레핀계 수지가 상 분리된 형태를 취하고 있다. 본 발명의 유기 수지층에 포함되는 또 하나의 구성 성분인 상용화제는 올레핀 수지의 가공성 향상 및 올레핀 수지 도메인의 미세화를 유도하기 위하여 첨가되는 것이다.
이와 같이, 본 발명의 유기 수지층은 에틸렌계 수지와 올레핀계 수지가 상 분리된 형태를 취하고 있기 때문에, 계면에서의 진동 에너지 전달 능력이 감소하는 현상으로 인하여 진동을 감소시키는 효과를 발휘한다. 즉, 본 발명의 유기 수지층은 에틸렌계 수지와 올레핀계 수지의 계면에서 드릴 비트의 고속 회전에 의한 국소적인 진동을 흡수하는 완충층으로서의 역할을 하기 때문에, 드릴의 진동을 감소시킬 수 있어, 드릴의 내마모성을 향상시켜 드릴 교체 시기를 연장시킬 수 있으며, 궁극적으로는 드릴링시의 직진성, 즉, 드릴의 위치 정밀도를 향상시킬 수 있다. 드릴의 위치 정밀도가 향상되면, 드릴 가공 중 칩이 기판에 되묻는 현상, 즉 스미어를 줄일 수 있으므로, 천공 가공된 기판의 품질도 향상될 수 있다.
본 발명의 유기 수지층은 또한, 비수용성 또는 실질적으로 비수용성이다. 따라서, 천공 가공용 시트에 수용성 수지를 사용함으로 인하여 발생할 수 있는 문제, 즉 금속 기판과의 밀착성이 떨어지거나, 피복 수지의 기판 금속과의 흡수율 차이 때문에 수지 피복 금속판에 휨이 발생하고, 특히 장마철, 여름철 등의 고온 다습 상태 하에서 피막 표면의 끈적임이 발생하여 취급이나 작업성에 지장을 초래하는 문제를 해결할 수 있다.
본 발명에서 "실질적으로 비수용성"이라 함은 유기 수지층이 비수용성이거나, 또는 제품의 보존 안정성 등 상기 작용 효과를 발휘할 수 있는 범위 안에서 다소의 수용성을 가질 수도 있다는 것을 의미한다. 따라서, 본 발명에 명시된 유기 수지층의 구성 성분 이외에 유기 수지층에 불가피하게 혼입되는 물질에 일부 수용성의 것이 포함되어 있더라도, 이러한 유기 수지층도 역시 본 발명에 포함되는 것이다.
본 발명의 유기 수지층은 에틸렌계 공중합체 100 중량부, 저융점 폴리올레핀계 수지 1 내지 20 중량부 및 상용화제 1 내지 20 중량부를 포함하는 것이 바람직하다.
또한, 본 발명의 유기 수지층은 그 두께가 20 내지 300 ㎛인 것이 바람직하다. 두께가 너무 얇으면 드릴 가공시의 진동흡수 및 윤활제의 역할, 절삭 찌꺼기를 배출하는 역할을 충분히 하기 어렵고, 반대로 그 두께가 너무 두꺼워지면 천공 가공의 위치 정밀도를 악화시키거나 드릴 절손의 원인이 될 수 있다.
본 발명의 유기 수지층에 포함되는 에틸렌계 공중합체로는 특히, 에틸렌과, 비닐아세테이트, 에틸렌비닐아세테이트, 에틸아크릴산 및 에틸메타아크릴산으로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상이 중합된 공중합체가 바람직하다.
본 발명의 유기 수지층에 포함되는 저융점 폴리올레핀계 수지에 있어서, "저융점 폴리올레핀계 수지"는 메타로센 촉매를 사용해서 중합한 폴리올레핀계를 말하는 것으로서, 일반적으로 지그로-나타 촉매를 사용해서 중합된 폴리올레핀계에 비하여 메타로센계를 사용하면 융점이 낮아지기 때문에 이를 저융점 폴리올레핀계라고 한다. 본 발명의 저융점 폴리올레핀계 중에서는 저융점 프로필렌계 및 PE 왁스가 바람직하며, 저융점 프로필렌계 수지가 특히 바람직하다. 이와 같이, 본 발명은 저융점 수지를 사용하기 때문에, 비트 마찰열로 인한 윤활 작용을 도모하여 천공 가공성 및 비트 파손을 방지할 수 있다.
본 발명의 유기 수지층에 포함되는 상용화제로는 특히, 에틸렌-프로필렌 공중합체, 에틸렌-프로필렌-에틸렌 공중합체 및 알파올레핀 공중합체로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상이 바람직하다.
본 발명에 있어서, 상기 유기 수지층에는 산화 방지제가 더 포함될 수 있는데, 이러한 산화 방지제로는 페놀계 산화방지제와 유기 황화합물계 산화방지제를 들 수 있다.
상기 페놀계 산화방지제는 드릴 가공성 등의 다른 특성을 손상시키지 않고 전기 절연성을 향상시킬 수 있으며, 1,2,3-트리히드록시벤젠, 2,6-디-t-부틸-p-크레졸, 부틸화 히드록시아니졸 및 2,6-디-t-부틸-4-에틸페놀과 같은 모노페놀, 2,2'-메틸렌-비스(4-메틸-6-t-부틸페놀), 4,4'-티오비스(3-메틸-6-t-부틸페놀), 2,2-메틸렌비스(4-에틸-6-t-부틸페놀), 4.4'-부틸리덴비스(3-메틸-6-t-부틸페놀), 3,9-비스[1,1-디메틸-2-[β-3-t-부틸-4-히드록시-5-메틸페닐)프로피오닐옥시]에틸, 및 2,4,8,10-테트라옥사스피로[5,5]운데칸과 같은 비스페놀, 및 1,1,3-트리스(2-메틸-4-히드록시-5-t-부틸페닐)부탄, 1,3,5-트리메틸-2,4,6-트리스(3,5-디-t-부틸-4-히드록시벤질)벤젠, 테트라키스-(메틸렌-3-(3',5'-디-t-부틸-4'-히드록시페닐)프로피오네이트)메탄, 비스(3,3-비스-(4'-히드록시-3'-t-부틸페닐)부티르산)글리콜 에스테르, 1,3,5-트리스(3'5'-디-t-부틸-4'-히드록시벤질)-s-트리아진-2,4,6-(1H,3H,5H)트리온과 같은 고분자 페놀을 들 수 있다.
유기 황화합물계 산화방지제로는 디라우릴-티오디프로피오네이트, 디스테아릴-티오디프로피오네이트 및 디미리스틸-티오디프로피오네이트를 들 수 있다.
드릴 가공 준비시에 유기 수지층이 투명하여 식별이 용이하지 못한 문제를 해결하기 위하여, 본 발명의 유기 수지층에는 착색제가 포함될 수 있다.
상기 착색제로는 프탈로시아닌 블루, 프탈로시아닌 그린, 아이오딘 그린, 디스아조 옐로우, 크리스탈 바이올렛, 산화티탄, 카본 블랙, 나프탈렌 블랙 등의 공지 관용의 착색제를 들 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니고, 이 밖에도 본 발명의 유기 수지층의 성질에 영향을 미치지 않는 한 다양한 착색제가 사용될 수 있다.
또한 정전기로 인한 미세먼지의 부착이나 드릴 가공장비의 오작동을 방지하기 위하여, 본 발명의 유기 수지층에는 대전 방지제가 포함될 수 있다.
이러한 대전 방지제로는 글리세롤 모노스테아레이트 또는 글리세롤 모노스테아레이트/에톡실레이티드 아민 혼합물(2/1 몰%)이 바람직하나, 모노스테아레이트 화합물이면 어느 것이나 무방하다.
본 발명의 천공 가공용 시트에 포함되는 열경화성 접착제로는 페놀수지, 에폭시수지, 아크릴 수지, 말레이미드, 불포화 폴리에스테르, 폴리우레탄, 알킬 수지, 실리콘 수지로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종을 들 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
본 발명의 천공 가공용 시트에 포함되는 금속층은 알루미늄층인 것이 바람직하고, 순도 99.0%인 순알루미늄인 것이 가장 바람직하다. 이들 알루미늄 판은 적절한 경도와 강도를 갖고 있기 때문에, 천공 가공시의 덮개판으로서 사용시 버 (burr)나 휨의 발생을 억제할 수 있고, 또한 드릴을 열화시키지 않기 때문에 바람직하다.
본 발명의 금속층의 두께는 5 내지 500 ㎛이 바람직하고, 30 내지 300 ㎛이 더욱 바람직하며, 50 내지 200㎛이 가장 바람직하다.
본 발명의 천공 가공용 시트는 유기 수지층을 열경화성 접착제로 금속층과 라미네이션하여 제조되는데, 이 때 유기 수지층과 금속층의 접착은 건식 라미네이트, 습식 라미네이트 및 고온 라미네이트법 등의 방법에 의할 수 있고, 공지의 접착제를 사용하여 접착하는 것도 가능하다. 예컨대, 시판 중인 아크릴계, 우레탄계, 에스테르계 등의 건식 라미네이트용 접착제와, 에틸렌-비닐아세테이트 공중합 수지계, 올레핀계, 고무계 등의 고온 라미네이트용 접착제를 적절히 선택하여 사용할 수 있다.
또 하나의 양태로서, 본 발명은 또한, 본 발명의 천공 가공용 시트를, 한층 또는 수개의 층이 적층된 인쇄 회로 기판의 드릴 진입측 표면에 덮개판으로 배치하고, 드릴에 의하여 천공 가공을 실시하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 인쇄 회로 기판의 제조 방법에 관한 것이다.
천공 가공용 시트를 인쇄 회로 기판의 드릴 진입측 표면에 덮개판으로 배치하고, 드릴에 의하여 천공 가공을 실시하는 공정의 구체적인 방법은 인쇄 회로 기판의 제조 분야에서 통상적으로 사용되는 방법에 따른다.
이하, 본 발명을 하기 실시예에 의하여 보다 상세히 설명한다. 그러나, 본 발명의 범위가 이에 한정되는 것은 아니다.
실시예 1
에틸렌과 비닐아세테이트의 공중합체 100 중량부, 저융점 프로필렌 수지 5 중량부 및 상용화제 5 중량부를 함유하는 유기 수지층에 산화 방지제를 배합한 후 원료를 실린더 온도 200 내지 220 ℃, 다이온도 180 내지 200 ℃로 유지되고 있는 압출기에 투입한 후 저속으로 시작해서 서서히 고속으로 압출하였다. 원료가 다이를 통하여 나오기 시작하면 토출량 800 내지 1200 g/min이 되도록 수분간 속도를 조정한 후 두께가 30 ㎛ 전후가 되도록 블로우 압출하고 우레탄계 접착제를 사용하여 두께 130 ㎛의 순알루미늄판의 일면과 라미네이트하여 천공 가공용 시트를 제작하였다.
실시예 2 내지 18
에틸렌계 공중합체, 저융점 프로필렌계 수지 및 상용화제의 구체적인 성분 및 조성비를 제외하고 실시예 1에 기재된 방법에 따라 천공 가공용 시트를 제작하였다. 에틸렌계 공중합체, 저융점 프로필렌계 수지 및 상용화제의 구체적인 성분 및 조성비는 하기 표 1과 같다.
실시예 19
에틸렌과 비닐아세테이트의 공중합체 100 중량부, PE 왁스 수지 5 중량부 및 상용화제 5 중량부를 함유하는 유기 수지층에 산화 방지제를 배합한 후 원료를 실린더 온도 200 내지 220 ℃, 다이온도 180 내지 200 ℃로 유지되고 있는 압출기에 투입한 후 저속으로 시작해서 서서히 고속으로 압출하였다. 원료가 다이를 통하여 나오기 시작하면 토출량 800 내지 1200 g/min이 되도록 수분간 속도를 조정한 후 두께가 30 ㎛ 전후가 되도록 블로우 압출하고 우레탄계 접착제를 사용하여 두께 130 ㎛의 순알루미늄판의 일면과 라미네이트하여 천공 가공용 시트를 제작하였다.
실시예 20 내지 36
에틸렌계 공중합체, PE 왁스 수지 및 상용화제의 구체적인 성분 및 조성비를 제외하고 실시예 19에 기재된 방법에 따라 천공 가공용 시트를 제작하였다. 에틸렌계 공중합체, PE 왁스 수지 및 상용화제의 구체적인 성분 및 조성비는 하기 표 1과 같다.
비교예 1
에틸렌과 비닐아세테이트의 공중합체 100 중량부만을 포함하고, 저융점 프로필렌계 수지, PE 왁스 수지 및 상용화제를 포함하지 않는 두께 유기 수지층에 산화 방지제를 배합한 후 원료를 실린더 온도 200 내지 220 ℃, 다이온도 180 내지 200 ℃로 유지되고 있는 압출기에 투입한 후 저속으로 시작해서 서서히 고속으로 압출하였다. 원료가 다이를 통하여 나오기 시작하면 토출량 800 내지 1200 g/min이 되도록 수분간 속도를 조정한 후 두께가 35 ㎛가 되도록 블로우 압출하고 우레탄계 접착제를 사용하여 두께 130 ㎛의 순알루미늄판의 일면과 라미네이트하여 천공 가공용 시트를 제작하였다.
비교예 2 내지 12
에틸렌계 공중합체의 구체적인 성분, 및 에틸렌계 공중합체 및 상용화제의 구체적인 조성비를 제외하고, 비교예 1에 기재된 방법에 따라 천공 가공용 시트를 제작하였다. 에틸렌계 공중합체의 구체적인 성분, 및 에틸렌계 공중합체 및 상용화제의 구체적인 조성비는 하기 표 1과 같다.
실험예
상기 실시예 1 내지 36 및 비교예 1 내지 12에 따라 제작된 천공 가공용 시트에 대하여, 드릴 가공을 실시하여 구멍 위치의 정밀도, 내벽 조도 및 구멍 내의 스미어 발생을 평가하였다.
드릴 가공 방법은 실시예 1 내지 36 및 비교예 1 내지 12에 따라 제작된 천공 가공용 시트를, 유기 수지층이 라미네이트된 면이 드릴에 접하는 쪽에 두고, 그 아래에 0.4 mm 두께의 양면 구리박 인쇄 회로 기판 (FR-4 제품, 구리박 두께 18㎛)을 7장 중첩해 두고, 추가로 그 아래에 두께 1.5 mm의 베이클라이트(bakelite) 판으로 이루어진 백업 보드를 배치하여 인쇄 회로 기판의 천공 가공을 실시하였다.
드릴 가공은 다음과 같은 조건으로 실시하였다.
드릴 비트: 직경 0.25 mm
회전수: 125,000 rpm
이송 속도: 2.5 m/분
인접 가공 구멍 중심간 거리: 0.5 mm
드릴 비트수: 5000 히트(hit)
구멍 위치 정밀도의 판정은 프린트 배선 기판을 7장 중첩하고, 5000 히트(천공)후, 최하부(7장째)의 기판에 대하여 실시하였다. 즉, 최하부의 기판에 있어서, 히트한 구멍 5000개에 대하여 구멍 중심부로부터의 오차 간격을 측정하여 그 최대치를 계산하고, 최대치가 50 ㎛ 미만인 것을 ◎, 50 ㎛ 이상 70 ㎛ 미만인 것을 ○, 70 이상 100 ㎛ 미만인 것을 Δ, 100 ㎛ 이상인 것을 ×로 하였다.
내벽 조도의 판정은 위에서 5장째의 기판에 대하여 실시하여, 4000 히트째의 구멍 및 전후 2 구멍의 각 관통 구멍(드릴 가공 구멍) 벽면 좌우의 내벽 조도를 측정하고, 그 평균치가 5.0 ㎛ 미만인 것을 ◎, 7.0 ㎛ 미만인 것을 ○, 10 ㎛ 미만인 것을 Δ, 10 ㎛ 이상인 것을 ×로 하였다.
드릴 가공 시험을 통해 생성된 구멍에서의 스미어 현상을 관찰하였는데, 스미어는 마찰열 확산이 불충분하면 드릴 비트의 온도가 증대되어 칩의 수지 부위가 연화되고 용해되어 관통공 내벽의 내층 구리호일 단면에 재접착하게 되는 현상을 일컫는 것으로서, 세척 후 20 관통공의 단면을 현미경으로 관찰하여 스미어가 발견되지 않을 때를 10, 미세하나 스미어가 발견되는 경우 5, 그리고 전체에 걸쳐 스미어가 발견되는 경우를 0으로 하였다.
이상의 결과를 표 1에 나타내었다.
표 1
Figure PCTKR2009002411-appb-T000001
EVA: 에틸렌과 비닐아세테이트의 공중합체, EEA: 에틸렌과 에틸렌비닐아세테이트의 공중합체, EAA: 에틸렌과 에틸아크릴산의 공중합체
상기 표 1의 결과로부터 확인할 수 있듯이, 본 발명의 천공 가공용 시트를 사용한 경우, 구멍 위치 정밀도 및 내벽 조도가 현저히 개선되고, 구멍의 스미어 발생이 현저히 감소한 것을 알 수 있다.
이에 비하여, 미세상분리를 유도하는 폴리올레핀계 수지를 함유하지 않은 유기 수지층의 경우 구멍 위치 정밀도가 떨어지고 내벽 조도가 나쁘며, 구멍의 스미어 발생이 증가하였다.

Claims (14)

  1. 에틸렌계 공중합체, 저융점 폴리올레핀계 수지 및 상용화제를 포함하는 유기 수지층이 열경화성 접착제에 의하여 금속층과 라미네이션되어 있는 것을 특징으로 하는 천공 가공용 시트.
  2. 제1항에 있어서, 상기 저융점 폴리올레핀계 수지는 저융점 프로필렌계 수지 또는 PE 왁스인 것을 특징으로 하는 천공 가공용 시트.
  3. 제1항에 있어서, 상기 저융점 폴리올레핀계 수지는 저융점 프로필렌계 수지인 것을 특징으로 하는 천공 가공용 시트.
  4. 제1항에 있어서, 상기 유기 수지층은 에틸렌계 공중합체 100 중량부, 저융점 폴리올레핀계 수지 1 내지 20 중량부 및 상용화제 1 내지 20 중량부를 포함하는 것인 천공 가공용 시트.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 하나의 항에 있어서, 상기 에틸렌계 공중합체는 에틸렌과, 비닐아세테이트, 에틸렌비닐아세테이트, 에틸아크릴산 및 에틸메타아크릴산으로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상으로 구성되는 공중합체인 것인 천공 가공용 시트.
  6. 제1항 내지 제4항 중 어느 하나의 항에 있어서, 상기 상용화제는 에틸렌-프로필렌 공중합체, 에틸렌-프로필렌-에틸렌 공중합체 및 알파올레핀 공중합체로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상인 것인 천공 가공용 시트.
  7. 제1항 내지 제4항 중 어느 하나의 항에 있어서, 상기 유기 수지층은 두께가 20 내지 300 ㎛인 것인 천공가공용 시트.
  8. 제1항 내지 제4항 중 어느 하나의 항에 있어서, 상기 유기 수지층은 산화 방지제를 더 포함하는 것인 천공 가공용 시트.
  9. 제1항 내지 제4항 중 어느 하나의 항에 있어서, 상기 유기 수지층은 착색제를 더 포함하는 것인 천공 가공용 시트.
  10. 제1항 내지 제4항 중 어느 하나의 항에 있어서, 상기 유기 수지층은 대전방지제를 더 포함하는 것인 천공 가공용 시트.
  11. 제1항 내지 제4항 중 어느 하나의 항에 있어서, 상기 열경화성 접착제는 페놀수지, 에폭시수지, 아크릴 수지, 말레이미드, 불포화 폴리에스테르, 폴리우레탄, 알킬 수지, 실리콘 수지로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상인 것인 천공 가공용 시트.
  12. 제1항 내지 제4항 중 어느 하나의 항에 있어서, 상기 금속층은 알루미늄층인 것인 천공 가공용 시트.
  13. 제1항 내지 제4항 중 어느 하나의 항에 있어서, 상기 금속층은 두께가 50 내지 200 ㎛인 것인 천공 가공용 시트.
  14. 제1항 내지 제4항 중 어느 하나의 항에 기재된 천공 가공용 시트를, 한층 또는 수개의 층이 적층된 인쇄 회로 기판의 드릴 진입측 표면에 덮개판으로 배치하고, 드릴에 의하여 천공 가공을 실시하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 인쇄 회로 기판의 제조 방법.
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