(57)【要約】  略平坦な中央部（１２）から延在する複数の一体成形剛毛（１８）を有する成形ブラシセグメント（１０）。ブラシセグメントは、熱可塑性エラストマーなどの成形可能なポリマーから成形され、ブラシセグメントの少なくとも剛毛に存在する複数の研磨粒子を有する。
2007521666.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
（ａ）（ｉ）５５〜９０のショアＤ硬さを有する熱可塑性ポリマーと、ポリシロキサン潤滑剤と、炭化ケイ素研磨粒子とを含み、ブラシの中央部と一体成形された複数の剛毛と、
（ｉｉ）０．０６２５インチ〜１．５インチの長さを有する前記複数の剛毛と、
を含むブラシを提供する工程と、
（ｂ）銅表面を含みかつ貫通するアパーチャを有する印刷回路基板の表面と前記ブラシを接触させる工程と、
（ｃ）前記表面をリファインして、許容できる表面仕上げを有する銅表面を提供し、許容できるアパーチャを提供する工程と、
を含む印刷回路基板の表面のリファイン方法。
【請求項２】
ブラシを提供する前記工程が、
（ａ）０．２５インチ〜０．５インチの長さを有する複数の剛毛を含むブラシを提供する工程を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
ブラシを提供する前記工程が、
（ａ）７０〜８５のショアＤ硬さを有する熱可塑性ポリマーを含む剛毛を有するブラシを提供する工程を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
ブラシを提供する前記工程が、
（ａ）２〜２０重量％のポリシロキサン潤滑剤を含む剛毛を有するブラシを提供する工程を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
ブラシを提供する前記工程が、
（ａ）５〜１５重量％のポリシロキサン潤滑剤を含む剛毛を有するブラシを提供する工程を含む、請求項４に記載の方法。
【請求項６】
ブラシを提供する前記工程が、
（ａ）２０〜４５重量％の炭化ケイ素粒子を含む剛毛を有するブラシを提供する工程を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項７】
ブラシを提供する前記工程が、
（ａ）断面の幅が０．０１〜０．０５インチでありかつ断面の高さが０．０１〜０．０５インチである剛毛を有するブラシを提供する工程を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項８】
ブラシを提供する前記工程が、
（ａ）断面の幅が０．０２５インチでありかつ断面の高さが０．０２５インチである剛毛を有するブラシを提供する工程を含む、請求項７に記載の方法。
【請求項９】
ブラシを提供する前記工程が、
（ａ）台形の剛毛を有するブラシを提供する工程を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１０】
前記表面のリファイン工程が、
（ａ）前記表面をリファインして、０．０５〜０．３マイクロメートルＲａの表面仕上げを提供する工程を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１１】
前記表面のリファイン工程が、
（ａ）前記表面をリファインして０．１〜０．２マイクロメートルＲａの表面仕上げを提供する工程を含む、請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
前記表面のリファイン工程が、
（ａ）前記表面をリファインして閉塞していないアパーチャを提供する工程を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１３】
前記ブラシを前記印刷回路基板の表面と接触させる工程が、
（ａ）前記ブラシを前記印刷回路基板と接触させて、１５０ｍｍ幅の接触幅を有する前記ブラシの周囲の１．２５％〜２．７５％であるフットプリントを形成する工程を含む、請求項１に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示内容は、研磨ブラシ、製造方法および印刷回路基板に該ブラシを用いる方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
印刷回路基板（ＰＣＢ）は、電子コンポーネントを備えた製造製品の到るところに存在している。ＰＣＢの製造中、銅層を、複合体絶縁基板（エポキシ−ガラスであることが多い）にラミネートする。ラミネートの所定の位置に孔を穿孔する。後の製造工程の前に、穿孔工程からの痕跡バリを除去し、複合体基板の表面を完全に清浄にすることが重要である。一般的に、ロータリブラシを用いてこのバリ取り工程を実施する。ロータリブラシは剛毛ブラシであってもよい。あるいは、ブラシは、連動ディスクか、中央コアにボンドされた放射状に配置されたストリップ（フラップブラシ）のいずれかの形態にある不織布から構成されていてもよい。不織ブラシは、効率的なバリ取りを行い、製品寿命が長いが、用途によっては、ブラシ動作からの砕屑物が予備穿孔基板に埋め込まれる可能性がある。
【０００３】
閉塞した孔を最小にしながら、後のコーティングへの良好な接着、良好なバリ取り効率および長い寿命を確保する好適な仕上げを与えるＰＣＢブラシが必要とされている。
【発明の開示】
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明は、印刷回路基板で剛毛ブラシを用いる方法に関する。本方法は、ポリマー剛毛全体に分散された複数の研磨粒子を有する放射状の剛毛ブラシを用いる。剛毛は好ましい硬さと剛性を有しており、これは、ポリマー材料と剛毛に存在する研磨粒子の濃度との作用である。ポリマー材料は潤滑剤を含む。
【０００５】
ある特定の態様において、本発明は、ブラシセグメントを提供する工程と、銅表面を含み貫通するアパーチャを有する印刷回路基板の表面とブラシを接触させる工程と、表面をリファインして、許容できる表面仕上げの銅表面を提供し、許容できるアパーチャを提供する工程とを含む印刷回路基板の表面をリファインする方法に関する。ブラシは、ブラシの中央部と一体成形された複数の剛毛を有し、剛毛は、５５〜９０のショアＤ硬さを有する熱可塑性ポリマーと、ポリシロキサン潤滑剤と、炭化ケイ素研磨粒子とを含む。あるいは、ブラシは、７０〜８５のショアＤ硬さを有する熱可塑性ポリマーを含む。ポリシロキサンは、２〜２０重量％、または５〜１５重量％、炭化ケイ素粒子は２０〜４５重量％のレベルで存在し得る。複数の剛毛の長さは０．０６２５インチ〜１．５インチ、さらには０．２５インチ〜０．５インチである。断面寸法の幅は０．０１〜０．０５インチ、高さは０．０１〜０．０５インチ、さらには幅０．２５インチおよび高さ０．２５インチである。断面は台形とすることができる。
【０００６】
本発明はまた、リファインに用いるブラシにも関する。
【０００７】
添付の図面を参照して本発明をさらに説明する。いくつかの図面中、同じ構造は同じ数字で参照されている。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
本発明は、研磨ブラシセグメントに係り、特に、成形放射状研磨ブラシセグメント、および印刷回路基板の製造中の複数のブラシセグメントの使用に関する。本発明はまた、成形放射状ブラシセグメントの製造方法に係り、特に、研磨ブラシセグメント、ブラシアセンブリ、特に、研磨ブラシアセンブリ、および印刷回路基板の製造中の上述のブラシセグメントの使用方法に関する。特に、成形放射状ブラシセグメント。
【０００９】
図１および２を参照すると、研磨ブラシセグメント１０は、外側端部１４と内側端部１６とを有する中央部１２を有している。複数の剛毛１８が、外側端部１４から外側へ突出していて、剛毛毛根２０で始まり、剛毛先端２２で終わっている。剛毛毛根２０間にスペースがあり、中央部１２の外側端部１４が露出していてもよい。あるいは、近接する剛毛が根元２０で互いに隣接していてもよい。ブラシセグメント１０は一体成形されて、剛毛１８および中央部１２が互いに連続している、すなわち、中央部１２と剛毛１８との間には材料ブレッドがない。ある好ましい実施形態において、ブラシセグメント１０は、成形可能なポリマー２８中に研磨粒子２６の略均一な組成物を含む研磨ブラシセグメントである。
【００１０】
図３に示す通り、複数のブラシセグメント１０をシャフト１１０上に組み立てて、ブラシアセンブリ１００を形成することができる。任意の数のセグメント１０を合わせて組み立てて、所望の幅のアセンブリ１００を提供してもよい。ブラシセグメント１０は互いに近接していて、ブラシセグメント間にスペースが実質的にないのが好ましい。ただし、この代わりに、近接するブラシセグメント間にスペースを与えるようにセグメント１０をシャフト１１０上に組み立ててもよい。アセンブリ１００を形成するのに組み立てられた５〜１０，０００の個ブラシセグメント１０があってもよく、所望であればこれより多くても少なくてもよい。セグメント同士の係合を与える手段を含めて、互いに近接するブラシセグメントの回転を減少または排除してもよい。かかる係合手段としては、例えば、中央部１２表面にある噛合孔およびへこみパターン、あるいは、放射状配置キー溝が挙げられる。
【００１１】
中央部
図１に示す実施形態において、中央部１２は略平坦な連続周囲部である。輪郭のある、または湾曲中央部もまた本発明の範囲に含まれる。例えば、中央部１２は、凹凸または円錐形であってもよい。
【００１２】
ブラシセグメント１０は、いくつかのブラシセグメントを一緒にシャフト１１０に機械的に結合してブラシアセンブリ１００を提供するために、任意で、中央部１２に、チャネル、キー溝または毛根のような取り付け手段を有していてもよい。図１に示す通り、中央部１２は、ブラシセグメント１０をコアに取り付けるための６つの等間隔のキー溝１９を含んでいる。図３のブラシアセンブリ１００は、中央部１２内のアパーチャを通して挿入される２つのロッキングロッド１１２を含んでいる（図１には図示されていない）。シャフト１１０およびロッキングロッド１１２を、好適なロータリドライブ手段に取り付ける。
【００１３】
中央部１２の厚さは、一般に約０．５〜２５ｍｍである。厚さは好ましくは約１〜１０ｍｍ、より好ましくは約１．０〜６ｍｍである。中央部１２は、円形であるのが好ましく、図１に図示する通り、中に配置されるか、貫通するキー溝を有している。ただし、これらに限られるものではないが、楕円、矩形、四角、三角、ダイヤモンドおよびその他多角形をはじめとする円形以外の形状も本発明の範囲内である。
【００１４】
中央部１２の外側端部１４の直径は、一般的に約２．５〜６０ｃｍであるが、これより小さい、および大きい中央部もまた本発明の範囲内である。中央部１２の直径はセグメント１０の直径の９０％以下である。
【００１５】
上述した通り、中央部１２は、剛毛１８と一体成形されて、一体型ブラシセグメントを提供する、すなわち、剛毛１８を中央部１２に接着するのに接着剤または機械的手段を必要としないのが好ましい。
【００１６】
中央部１２および剛毛１８は同時に成形されるのが好ましい。研磨ブラシセグメントを作製するために、一回の射出プロセスにて鋳型に配置された研磨粒子２６と成形可能なポリマー２８の一回の混合がなされる。かかる実施形態において、研磨ブラシセグメントは、全体に略均一な組成物を含む。しかしながら、成形プロセスのため、研磨粒子／バインダー混合物は完全に均一ではない。例えば、ポリマーおよび研磨混合物を鋳型に射出すると、狭い剛毛キャビティによって、ポリマーが基部近くの剛毛キャビティの内側近くで最初冷却されて、研磨粒子の濃度のやや高い混合物が剛毛の先端２２に向かって押し付けられる。
【００１７】
あるいは、鋳型に、成形可能なポリマー２８の２つ以上の挿入部があってもよい。例えば、１つの挿入部は、剛毛１８に主に位置する、成形可能なポリマー２８と研磨粒子２６の混合物を含んでいる。第２の挿入部は、ブラシセグメント１０の中央部１２に主に位置する、研磨粒子２６なし、少なめ、または異なる種類の研磨粒子を備えた成形可能なポリマー２８を含んでいてもよい。研磨粒子を両方共含有する２つの挿入部もまた本発明の範囲に含まれる。第１の挿入部は、あるサイズ、材料および／または硬さの研磨粒子を有しており、第２の挿入部は異なる研磨粒子を含んでいる。研磨中、先端２２により近い研磨粒子がまず用いられ、それから毛根２０により近い研磨粒子が用いられる。２つ以上の挿入部の更に他の例において、第１の挿入部は第１の成形可能なポリマー２８を有していて、第２の挿入部は第２の異なる成形可能なポリマー２８を有している。
【００１８】
中央部１２は、ブラシセグメント１０の曲げ強さおよび引っ張り強さを増大するために、強化手段を含んでいてもよい。好適な強化手段としては、布地、不織シート、マット、メッシュ、スクリム等、または成形可能なポリマー２８に混合して、ブラシセグメント１０全体に分散した個々の繊維が例示される。本発明に用いるのに好適な強化繊維としては、ガラス繊維、金属繊維、炭素繊維、ワイヤメッシュ、ミネラル繊維、耐熱性有機材料で形成された繊維またはセラミック材料で作製された繊維が例示される。エーテル有機繊維としては、ポリビニルアルコール繊維、ナイロン繊維、ポリエステル繊維およびフェノール繊維が挙げられる。ガラス繊維を用いる場合には、成形可能なポリマー混合物は、熱可塑性材料に対する接着力を改善するために、シランカップリング剤のようなカップリング剤を含有するのが好ましい。強化手段は、その物理的特性を修正するための処置を任意で含有していてもよい。
【００１９】
剛毛
剛毛１８は、中央部１２の外側端部１４から延在しており、毛根２０で始まり、中央部１２から離れた先端２２で終わっている。ある好ましい実施形態において、剛毛１８は、中央部１２の外側端部１４から放射状に延在しており、中央部１２と同一平面にある。剛毛１８は、中央部１２の面に平行な面で中央部１２の外側端部１４から延在しているのが好ましい。
【００２０】
外側端部１４周囲に並べた一列の剛毛１８があるのが好ましい。ただし、２列または数多くの列の剛毛を形成してもよい。
【００２１】
剛毛１８は、これらに限られるものではないが、円形、星、半月（ｈａｌｆ  ｍｏｏｎ）、半月（ｑｕａｒｔｅｒ  ｍｏｏｎ）、楕円、矩形、四角、三角、ダイヤモンドまたはその他多角形をはじめとする任意の断面形状を有していてよい。いくつかの例証の断面を図４ａ〜４ｄおよび図５に示してある。好ましい実施形態において、剛毛１８は、剛毛の長さに沿って一定ではない、または可変の断面を有している。他の実施形態において、剛毛１８は、剛毛１８の長さに沿って一定の断面を有している。
【００２２】
剛毛１８には、剛毛の断面積が、毛根２０から先端２２に向かって離れる方向に減少するようにテーパをつけてもよい。剛毛１８は、全長に沿ってテーパを有する、または毛根２０に近接するテーパ部分および剛毛の残りの部分について一定の断面積を有することができる。テーパのついた剛毛１８は、上述したような任意の断面を有することができる。剛毛１８は、図６に示すように、ブラシセグメント１０が回路基板表面に対して回転すると曲げ応力を受ける。これらの曲げ応力は剛毛１８の毛根２０で（外側端部１４）最大である。従って、テーパのついた剛毛は、一定の断面積の剛毛よりも曲げ応力に耐性がある。剛毛１８の毛根２０と中央部１２の外側端部１４との間の継ぎ目のフィレット半径もまた曲げ応力に対する耐性が増大する。
【００２３】
剛毛１８は、剛毛の幅で除算した外側毛根２０から先端２２まで測定した剛毛１８の長さとして定義されるアスペクト比を有している。テーパのついた剛毛については、幅は、アスペクト比を求めるための、長さに沿った平均幅として定義される。円形でない断面形状を有する剛毛１８については、幅は、四角断面の隅から隅までの対角線のような、ある面の最大幅として捉える。剛毛１８のアスペクト比は、少なくとも２、好ましくは約５〜１００、より好ましくは約５〜２０である。
【００２４】
剛毛１８のサイズは、ブラシセグメント１０とブラシ１００の特定の用途について選択することができる。剛毛１８の長さは、約０．２〜５０ｃｍ、好ましくは約０．５〜２５ｃｍ、より好ましくは約０．５〜５ｃｍである。剛毛１８の幅は、約０．２５〜１０ｍｍ、好ましくは約０．５〜５ｍｍである。剛毛１８の幅は、中央部１２の厚さと同じ、または変えることができる。ある好ましい実施形態において、剛毛１８は全て同じ寸法を有している。あるいは、複数のブラシセグメント１０を含むブラシ１００の剛毛１８は、異なる長さ、幅または断面積等、異なる寸法を有していてもよい。例えば、図３に示すブラシアセンブリ１００は、異なる剛毛を有する近接するブラシセグメント１０を用いることができる。
【００２５】
剛毛１８の密度および構成は、ブラシセグメント１０とブラシ１００の特定の用途について選択でき、本出願によれば、剛毛１８は印刷回路基板に用いるように改造してある。
【００２６】
剛毛の材料、長さおよび構成は、印刷回路基板をリファインするのを補助すべく剛毛１８が十分に可撓性であるように選択することができる。剛毛１８は、剛毛を傷つけたり、大きな永久的変形なしに、少なくとも１度曲げることが可能であるのが好ましい。
【００２７】
任意の好適な構造により、剛毛１８を強化することができる。例えば、剛毛鋳型キャビティに強化繊維またはワイヤを配置して、強化ワイヤ周囲に成形可能なポリマー２８を射出することができる。この結果、強化ワイヤまたは繊維が中に埋め込まれた剛毛１８となる。
【００２８】
図１〜２に示すブラシセグメントのある好ましい実施形態において、端部１４での中央部１２の外径は約１２．７ｃｍ、端部１６での内径は約８．６ｃｍ、厚さは約１．３７ｍｍであり、１０本の剛毛／ｃｍ１８が、中央部１２の面において端部１４から放射状に外側に延在している。各剛毛１８は、長さ約１．２７ｃｍで、毛根２０で厚さ約１．０ｍｍ〜先端２２で厚さ約０．６ｍｍまでテーパがついている。好ましい断面は図５に示してある。剛毛１８の毛根２０から先端２２までのテーパは約２°である。
【００２９】
剛毛１８についてのある好ましい断面構成は、台形であり、幅「ｗ」は約０．２５〜１．２５ｍｍ、高さ「ｈ」は約０．２５〜１．２５ｍｍ、角度αは約５度である。幅の短い側は、約０．０５〜０．１３ｍｍの半径「ｒ」により画定される角を丸めた隅部を含んでいる。図５参照のこと。かかる角を丸めた外側隅部は、一般的に、製造公差によるものである。
【００３０】
剛毛１８の他の特定の実施形態は、毛根２０から先端２２までの長さが１２．７ｃｍ、２度のテーパを有しており、断面幅「ｗ」は０．６４ｍｍ、高さ「ｈ」は０．６４ｍｍ、角度αは５度、内半径「ｒ」は０．１２７ｍｍである。
【００３１】
取付け手段
ブラシセグメント１０は、いくつかのブラシセグメントを結合して、ブラシアセンブリを形成するための、またはハブやシャフトのような支持手段に１つ以上のブラシセグメント１０を取り付けるための取り付けシステムを含むのが好ましい。図１に示す通り、中央セクション１２は、コアまたはシャフトにおいてチャネルと係合するキー溝１９に構成された内側端部１６を有している。図３に示す他の設計において、中央セクション１２は、ロッキングロッド１１２を受容して、セグメント１０をシャフト１１０に保持するための装着アパーチャを含む。変形取り付けシステムをこれに変えて、または追加して用いることができる。例えば、ブラシセグメント１０は、シャフト１１０に一時的に構成されたスロットと係合させるために構成された装着毛根を含むことができる。
【００３２】
成形可能なポリマー
成形可能なポリマー材料２８は、成形可能な、すなわち、所望の形状を形成するために熱をかけて変形可能な有機バインダー材料であるのが好ましい。成形可能なポリマー２８は、熱硬化性ポリマー、熱可塑性ポリマー、熱可塑性エラストマーまたはこれらの組み合わせであってもよい。
【００３３】
熱硬化性ポリマー
本発明によるブラシセグメントは、熱硬化性ポリマーから作製してもよい。有機材料を、一般的に液体または流動状態で、鋳型に入れる。次に、ブラシセグメントを、通常は加熱して、この有機バインダーを架橋させて、熱硬化性ポリマーを形成する。様々な触媒を用いて、架橋プロセスを促進させてもよい。好適な熱硬化性ポリマーとしては、スチレンブタジエンゴム、ポリウレタン、ウレア−ホルムアルデヒド、エポキシおよびフェノールが例示される。
【００３４】
熱可塑性ポリマー
本発明によるブラシセグメントは、熱可塑性ポリマーから作製してもよい。熱可塑性ポリマーの場合には、有機バインダーをその融点より高く加熱して、ポリマーを流す。この結果、ブラシセグメント１０を形成するための、鋳型のキャビティへ流れる熱可塑性ポリマーが得られる。ブラシセグメントを冷却して、熱可塑性バインダーを固化する。好適な熱可塑性ポリマーとしては、ポリカーボネート、ポリエーテルイミド、ポリエステル、ポリエチレン、ポリスルホン、ポリスチレン、ポリブチレン、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレンブロックコポリマー、ポリプロピレン、アセタールポリマー、ポリウレタン、ポリアミドおよびこれらの組み合わせが例示される。通常、好ましい熱可塑性ポリマーは、高融点で良好な耐熱性を有するようなものである。
【００３５】
熱可塑性エラストマー
場合によっては、成形可能なポリマー２８は熱可塑性エラストマーである、または熱可塑性エラストマーを含むのが好ましい。熱可塑性エラストマー（または「ＴＰＥ」）は、Ｎ．Ｒ．レッゲ（Ｌｅｇｇｅ）、Ｇ．ホールデン（Ｈｏｌｄｅｎ）およびＨ．Ｅ．シュレーダー（Ｓｃｈｒｏｅｄｅｒ）編、ハンサーパブリッシャーズ（Ｈａｎｓｅｒ  Ｐｕｂｌｉｓｈｅｒｓ）、ニューヨーク（Ｎｅｗ  Ｙｏｒｋ）１９８７年の「熱可塑性エラストマー、総覧（Ｔｈｅｒｍｏｐｌａｓｔｉｃ  Ｅｌａｓｔｏｍｅｒｓ，  Ａ  Ｃｏｍｐｒｅｈｅｎｓｉｖｅ  Ｒｅｖｉｅｗ）」（ここでは「レッゲ（Ｌｅｇｇｅ）ら」と称す。その全内容はここに参考文献として組み込まれる）に定義され調べられている。熱可塑性エラストマー（本明細書で用いる）は、低等量多官能性モノマーと高等量多官能性モノマーの反応生成物であり、低等量多官能性ポリマーは、最大約２の官能性と、最大約３００の等量を有し、硬質セグメントを形成する重合が可能で（他の硬質セグメントを組み合わせて、結晶硬質領域またはドメイン）、高等量多官能性モノマーは、少なくとも約２の官能性と、少なくとも約３５０の等量を有し、硬質領域またはドメインを連結する軟性の可撓性鎖を生成する重合が可能である。
【００３６】
「熱可塑性エラストマー」は、「熱可塑材」および「エラストマー」（張力下で伸長し、高引張り強さを有し、即時に収縮し、元の寸法に実質的に回復する点で、天然ゴムを模倣した物質についての一般的な用語）とは、硬質領域の融点より高く加熱すると、熱可塑性エラストマーは、射出成形、押出し、ブロー成形等のような熱可塑技術（エラストマーとは異なる）により処理可能な均一な混合物を形成するという点で異なる。後の冷却によって、硬質および軟質領域が再び分離されて、エラストマー特性を有する材料が得られる。これは熱可塑材では生じない。熱可塑性エラストマーは、熱可塑性材料の処理性（溶融時）と、従来の熱硬化ゴム（非溶融状態にある）の機能性および特性を組み合わせたものであり、イオノマー、セグメントまたはセグメントイオノマー熱可塑性エラストマーとして業界では説明されている。セグメント版としては、連携して、「軟性の」長い可撓性ポリマー鎖により連結された結晶硬質ドメインを形成する「硬質セグメント」が挙げられる。硬質ドメインは、軟性ポリマー鎖の融点より高い融点または分解温度を有している。熱可塑性エラストマーはさらに、その開示内容はここに参考文献として組み込まれる米国特許第５，４２７，５９５号明細書（ピール（Ｐｉｈｌ）ら）に記載されている。
【００３７】
市販の熱可塑性エラストマーとしては、セグメントポリエステル熱可塑性エラストマー、セグメントポリウレタン熱可塑性エラストマー、セグメントポリアミド熱可塑性エラストマー、熱可塑性エラストマーと熱可塑性ポリマーのブレンド、およびイオノマー熱可塑性エラストマーが挙げられる。
【００３８】
本明細書で用いる「セグメント熱可塑性エラストマー」とは、熱可塑性エラストマーのサブクラスのことを指し、高等量多官能性モノマーと低等量多官能性モノマーの反応生成物であるポリマーに基づくものである。セグメント熱可塑性エラストマーは、平均官能性が少なくとも２で、等量が少なくとも約３５０の高等量多官能性モノマーと、平均官能性が少なくとも約２で、等量が約３００未満の低等量多官能性モノマーの縮合反応生成物であるのが好ましい。高等量多官能性モノマーは、軟性セグメントを形成する重合が可能であり、低等量多官能性モノマーは、硬質セグメントを形成する重合が可能である。本発明に有用なセグメント熱可塑性エラストマーとしては、ポリエステルＴＰＥ、ポリウレタンＴＰＥおよびポリアミドＴＰＥ、ならびにシリコーンエラストマー／ポリイミドブロックコポリマーＴＰＥが挙げられ、低および高等量多官能性モノマーは、各ＴＰＥを生成するのに適切なものを選択する。
【００３９】
セグメントＴＰＥは、「鎖伸張剤」、約２〜８の活性水素官能性を有し、ＴＰＥ業界に公知の低分子量（一般的に等量３００未満）化合物を含むのが好ましい。特に好ましいものとしては、エチレンジアミンと１，４−ブタンジオールが例示される。
【００４０】
「イオノマー熱可塑性エラストマー」とは、イオンポリマー（イオノマー）に基づく熱可塑性エラストマーのサブクラスのことを指す。イオノマー熱可塑性エラストマーは、イオン会合またはクラスタにより複数の位置で結合した２つ以上の可撓性ポリマー鎖から構成されている。イオノマーは、一般的に、官能性付与モノマーの、オレフィン不飽和モノマーとの共重合、または予備形成ポリマーの直接官能性付与により調製される。カルボキシル官能性付与イオノマーは、アクリルまたはメタクリル酸のエチレン、スチレンおよび同様のコモノマーとの遊離基共重合による直接共重合により得られる。得られるコポリマーは、遊離酸として得られ、これを、金属水酸化物、金属酢酸塩および同様の塩により所望の程度まで中和することができる。イオノマーの由来および特許については、レッゲ（Ｌｅｇｇｅ）ら、２３１〜２４３頁にある。
【００４１】
本明細書で用いる「熱可塑性ポリマー」または「ＴＰ」は、通常の定義よりも限定された定義であり、「圧力および熱をかけると軟化し流れる材料」である。当然のことながら、ＴＰＥは、ＴＰの一般的な定義に合うものである。というのはＴＰＥもまた圧力および熱をかけると流れるからである。このように、本発明については、「熱可塑性」の定義をより限定的にする必要がある。本明細書で用いる「熱可塑性」とは、圧力および熱をかけると流れるが、その融点より低いとエラストマーの弾性特性を有さない材料のことを意味する。
【００４２】
ＴＰＥとＴＰ材料のブレンドもまた本発明の範囲内であり、これによって、本発明の研磨フィラメントの機械的特性を調整するのにより柔軟性が与えられる。
【００４３】
本発明にとって好ましい市販のセグメントポリエステルＰＴＥとしては、デラウェア州ウィルミントンのイー・アイ・デュポン・ドゥ・ヌムール・アンド・カンパニー（Ｅ．  Ｉ．  Ｄｕ  Ｐｏｎｔ  ｄｅ  Ｎｅｍｏｕｒｓ  ａｎｄ  Ｃｏｍｐａｎｙ、Ｉｎｃ．，Ｗｉｌｍｉｎｇｔｏｎ，  Ｄｅｌ．）より入手可能な商品名「ハイトレル（ＨＹＴＲＥＬ）４０５６」、「ハイトレル（ＨＹＴＲＥＬ）５５２６」、「ハイトレル（ＨＹＴＲＥＬ）５５５６」、「ハイトレル（ＨＹＴＲＥＬ）６３５６」、「ハイトレル（ＨＹＴＲＥＬ）７２４６」および「ハイトレル（ＨＹＴＲＥＬ）８２３８」が挙げられ、最も好ましいのはハイトレル（ＨＹＴＲＥＬ）５５２６、ハイトレル（ＨＹＴＲＥＬ）５５５６および「ハイトレル（ＨＹＴＲＥＬ）６３５６である。同様の系列のポリエステルＴＰＥは、「ライトフレックス（ＲＩＴＥＦＬＥＸ）」という商品名で（ヘキストセラニーズコーポレーション（Ｈｏｅｃｈｓｔ  Ｃｅｌａｎｅｓｅ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ））入手可能である。さらに有用なポリエステルＴＰＥは、テネシー州キングスポートのイーストマンケミカルプロダクツ社（Ｅａｓｔｍａｎ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｐｒｏｄｕｃｔｓ，Ｉｎｃ．，Ｋｉｎｇｓｐｏｒｔ，Ｔｅｎｎ．）より「ＥＣＤＥＬ」、マサチューセッツ州ピッツフィールドのジェネラルエレクトリックカンパニー（Ｇｅｎｅｒａｌ  Ｅｌｅｃｔｒｉｃ  Ｃｏｍｐａｎｙ，Ｐｉｔｔｓｆｉｅｌｄ，Ｍａｓｓ）より「ＬＯＭＯＤ」、ＤＳＭエンジニアードプラスチック（ＤＳＭ  Ｅｎｇｉｎｅｅｒｅｄ  Ｐｌａｓｔｉｃｓ）より「アーニテル（ＡＲＮＩＴＥＬ）」およびデュポン（Ｄｕ  Ｐｏｎｔ）より「ベックスロイ（ＢＥＸＬＯＹ）」という商品名で知られているものである。さらに有用なポリエステルＴＰＥとしては、ペンシルバニア州エクストンのＬＮＰエンジニアリングプラスチックス（ＬＮＰ  Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ  Ｐｌａｓｔｉｃｓ，Ｅｘｔｏｎ，Ｐａ．）より「ルブリコンプ（ＬＵＢＲＩＣＯＭＰ）」として入手可能なものが挙げられる。
【００４４】
市販のセグメントポリアミドＴＰＥとしては、ニュージャージー州グレンロックのアトケム社（Ａｔｏｃｈｅｍ  Ｉｎｃ．，Ｇｌｅｎ  Ｒｏｃｋ，Ｎ．Ｊ．）より入手可能な「ＰＥＢＡＸ」および「リルサン（ＲＩＬＳＡＮ）」という商品名で知られたものが挙げられる。
【００４５】
市販のセグメントポリウレタンＴＰＥとしては、オハイオ州クリーブランドのＢ．Ｆ．グッドリッチ（Ｂ．Ｆ．Ｇｏｏｄｒｉｃｈ，Ｃｌｅｖｅｌａｎｄ，Ｏｈｉｏ）より入手可能な商品名「エステン（ＥＳＴＡＮＥ）」として知られているものが挙げられる。その他のセグメントポリウレタンとしては、ミシガン州ミッドランドのダウコーニングカンパニー（Ｄｏｗ  Ｃｏｒｎｉｎｇ  Ｃｏｍｐａｎｙ，Ｍｉｄｌａｎｄ，Ｍｉｃｈ）より「ペレセン（ＰＥＬＬＥＴＨＡＮＥ）」および「イソプラスト（ＩＳＯＰＬＡＳＴ）」という商品名で知られているもの、モートンサイオコール社のモートン化学部門（Ｍｏｒｔｏｎ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｄｉｖｉｓｉｏｎ，Ｍｏｒｔｏｎ  Ｔｈｉｏｋｏｌ，Ｉｎｃ．）より「モルサン（Ｍｏｒｔｈａｎｅ）」という商品名で知られているもの、およびＢＡＳＦコーポレーション（ＢＡＳＦ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ）より「エラストラン（ＥＬＡＳＴＯＬＬＡＮ）」という商品名で知られているものが挙げられる。
【００４６】
ＴＰＥを含むポリマー材料は、最終硬化材料について様々な物理特性で入手可能である。かかる物理特性としては、融点、凝固点、硬さ、靭性、脆性等が例示される。本発明によるブラシセグメント１０については、ショアＤ硬さとして記録される硬さが少なくとも約６５、約９０以下であるのが好ましい。ブラシセグメント１０の特定の構造に応じて、硬さの好ましい範囲は約７０〜８５ショアＤである。ショアＤはデュロメータと呼ばれることがある。
【００４７】
研磨粒子
ブラシセグメント１０の研磨粒子２６は、粒子サイズが約１〜１００マイクロメートル、好ましくは５０〜５００マイクロメートルの炭化ケイ素研磨粒子である。平均粒子サイズは、一般的に最長寸法で測定される。本明細書で用いる研磨粒子という用語にはまた、ボンドされて研磨凝集体を形成する単一研磨粒子も含まれる。炭化ケイ素粒子は、好ましくは、約５〜約８０重量パーセント、より好ましくは約２０〜約４５重量パーセントの重量パーセントで剛毛に存在している（成形可能なポリマーおよび有機研磨粒子の合計重量当たり）。ブラシセグメント１０は、２つ以上のサイズの炭化ケイ素研磨粒子を含んでいる。
【００４８】
ブラシセグメント１０は、炭化ケイ素に加えて、追加の種類の研磨粒子を含んでいてもよい。これらの追加の研磨粒子は有機または無機であってよい。好適な無機研磨粒子としては、アルミナまたは酸化アルミニウム（例えば、溶融酸化アルミニウム、熱処理溶融酸化アルミニウム、セラミック酸化アルミニウム、熱処理酸化アルミニウム）、二ホウ化チタン、アルミナジルコニア、ダイヤモンド、炭化ホウ素、セリア、ケイ酸アルミニウム、立方窒化ホウ素、シリカおよびこれらの組み合わせが例示される。好ましい溶融酸化アルミニウムとしては、ニューヨーク州トナワンダのエクソロンＥＳＫカンパニー（Ｅｘｏｌｏｎ  ＥＳＫ  Ｃｏｍｐａｎｙ，Ｔｏｎａｗａｎｄａ，Ｎ．Ｙ．）またはワシントンミルズエレクトロミネラルズ社（Ｗａｓｈｉｎｇｔｏｎ  Ｍｉｌｌｓ  Ｅｌｅｃｔｒｏ  Ｍｉｎｅｒａｌｓ  Ｃｏｒｐ．）より前処理済みで市販されているものが挙げられる。好ましいセラミック酸化アルミニウム研磨粒子としては、その開示内容がここに参考文献として組み込まれる米国特許第４，３１４，８２７号明細書、同第４，６２３，３６４号明細書、同第４，７４４，８０２号明細書、同第４，７７０，６７１号明細書、同第４，８８１，９５１号明細書、同第４，９６４，８８３号明細書、同第５，０１１，５０８号明細書および同第５，１６４，３４８号明細書に記載されているものが挙げられる。本発明に有用な粒子のその他の例としては、固体ガラススフェア、中空ガラススフェア、炭酸カルシウム、ポリマー泡、シリケート、アルミニウム三水和物およびムライトが挙げられる。
【００４９】
ブラシセグメント１０内の炭化水素研磨粒子として用いるのに好適な有機研磨粒子は、熱可塑性ポリマーおよび／または熱硬化性ポリマーから形成されるのが好ましい。有機研磨粒子は、ポリカーボネート、ポリエーテルイミド、ポリエステル、ポリ塩化ビニル、メタクリレート、メチルメタクリレート、ポリエチレン、ポリスルホン、ポリスチレン、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレンブロックコポリマー、ポリプロピレン、アセタールポリマー、ポリウレタン、ポリアミドおよびこれらの組み合わせから形成することができる。通常、本発明の好ましい熱可塑性ポリマーは、例えば、２００℃を超える、より好ましくは３００℃を超える高融点を有する、または良好な耐熱性を有するようなものである。有機研磨粒子は、熱可塑性ポリマーと熱硬化性ポリマーの混合物であってもよい。有機研磨粒子は、有機粒子が製造プロセスに実質的に影響されないよう、ポリマーマトリックスよりも高い融点または軟化点を有していなければならない。有機粒子は、ブラシセグメント処理中、略微粒子状態を維持できなければならず、製造プロセス中に大幅に溶解または軟化しないようなものを選択しなければならない。
【００５０】
好ましい有機研磨粒子は、帯電防止コーティングを付けることのできる、ただし未処理であるのが好ましい、インディアナ州サウスベンドのマキシブラスト社（Ｍａｘｉ  Ｂｌａｓｔ  Ｉｎｃ．，Ｓｏｕｔｈ  Ｂｅｎｄ，Ｉｎｄ．）より「ＭＣ」ブラスト媒体として市販されている、金属および成形クリーニングプラスチックブラスト媒体である。「ＭＣ」媒体は９９％メラミンホルムアルデヒド縮合物、アミノ熱硬化性プラスチックである。
【００５１】
無機か有機のいずれかである研磨粒子は、正確な形状を有する、または不規則またはランダムな形状とすることができる。かかる三次元形状としては、角錐、円筒、円錐、球、ブロック、立方体、多角形等が例示される。あるいは、有機研磨粒子は、比較的平坦で、ダイヤモンド、十字、円、三角、矩形、四角、楕円、八角、五角、六角、多角形等のような断面形状を有する。成形研磨粒子およびその製造方法は、その開示内容がここに参考文献として組み込まれる米国特許第５，００９，６７６号明細書、同第５，１８５，０１２号明細書、同第５，２４４，４７７号明細書および同第５，３７２，６２０号明細書に教示されている。成形熱硬化性有機研磨粒子は、ここに参考文献として組み込まれる米国特許第５，５００，２７３号明細書「正確に成形された粒子およびその製造方法（Ｐｒｅｃｉｓｅｌｙ  Ｓｈａｐｅｄ  Ｐａｒｔｉｃｌｅｓ  ａｎｄ  Ｍｅｔｈｏｄ  ｏｆ  Ｍａｋｉｎｇ  Ｓａｍｅ）」（ホームズ（Ｈｏｌｍｅｓ）ら）の教示に従って作製することができる。
【００５２】
研磨粒子の表面（その表面の一部、または全表面）をカップリング剤で処理して、ポリマーマトリックス中の接着力および／または分散性を向上させてもよい。研磨粒子は、ブラシセグメント１０中に均一に分散させる必要はないが、均一に分散させると、より安定した研磨特性が得られる。
【００５３】
潤滑剤
ＰＣＢ用途について、成形可能なポリマー２８は、中に混合されたシリコーン潤滑剤を含むのが好ましい。ポリマー２８中の潤滑剤の存在によって、回路基板表面と接触する剛毛の摩擦が減じる。これによって、リファイン時に生成される熱を減じ、「汚れ」の存在を減少させる。過剰な熱は、ブラシセグメントによって、回路基板に残渣または汚れが残ったり、回路基板に支障をきたす恐れがある。
【００５４】
シリコーン材料の記載がここに参考文献として組み込まれる米国特許第５，８４９，０５２号明細書、「ポリシロキサンを含むボンドシステムを有する研磨物品（Ａｂｒａｓｉｖｅ  Ａｒｔｉｃｌｅ  ｈａｖｉｎｇ  ａ  Ｂｏｎｄ  Ｓｙｓｔｅｍ  Ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ  ａ  Ｐｏｌｙｓｉｌｏｘａｎｅ）」（バーバー（Ｂａｒｂｅｒ））に記載された好ましいシリコーン材料の一例は、高分子量ポリシロキサンである。他の好ましいポリシロキサンはポリジメチルシロキサンである。ポリシロキサンは、多くの異なる形態、例えば、化合物自体または濃縮物として入手可能である。ポリシロキサンを混合できるポリマーとしては、全て市販されているポリプロピレン、ポリエチレン、ポリスチレン、ポリアミド、ポリアセタール、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン（ＡＢＳ）およびポリエステルエラストマーが例示される。シリコーン変性ハイトレル（ＨＹＴＲＥＬ）は、ダウコーニングカンパニー（Ｄｏｗ  Ｃｏｒｎｉｎｇ  Ｃｏｍｐａｎｙ）より「ＭＢ５０−０１０」として市販されている。一般的に、市販の濃縮物は、ポリシロキサンを４０〜５０重量パーセント範囲で含有しているが、最終製品の所望の重量パーセントが得られる限りは、任意の重量パーセントが本発明については許容される。潤滑剤は、少なくとも２重量％、約２０重量％まで（研磨粒子含量は除く）、好ましくは約５〜１５％の量で成形可能なポリマー２８に存在させることができる。ただし、所望であれば、これより多い、または少なくてもよい。
【００５５】
添加剤
成形可能なポリマー材料２８はさらに、例えば、フィラー（研削助剤を含む）、繊維、帯電防止剤、酸化防止剤、処理助剤、ＵＶ安定剤、難燃剤、潤滑剤、湿潤剤、界面活性剤、顔料、染料、カップリング剤、可塑剤および沈殿防止剤のような任意の添加剤を含んでいてもよい。これらの材料の量は、所望の特性を与えるように選択される。
【００５６】
カップリング剤
成形可能なポリマー材料２８は、バインダーと研磨粒子との間のボンドを改善するためにカップリング剤を含んでいてよい。本発明に好適なかかるカップリング材としては、オルガノシラン、ジルコアルミネートおよびチタネートが例示される。ガンマ−アミノプロピルトリエトキシシランのような一般的にアミノ官能性の好ましいシランカップリング剤は、ニューヨーク州ニューヨークのユニオンカーバイドコーポレーション（Ｕｎｉｏｎ  Ｃａｒｂｉｄｅ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ，Ｎｅｗ  Ｙｏｒｋ，Ｎ．Ｙ）よりＡ−１１００または１１０２として市販されている。研磨粒子２６は、成形可能なポリマー２８と混合させる前にカップリング剤で前処理してもよい。あるいは、カップリング剤を成形可能なポリマー２８に直接添加してもよい。
【００５７】
フィラー
成形可能なポリマー材料２８はフィラーを含んでいてもよい。有用なフィラーとしては、金属炭酸塩（炭酸カルシウム（例えば、白亜、方解石、泥炭、トラバーチン、大理石および石灰石）、炭酸カルシウムマグネシウム、炭酸ナトリウムおよび炭酸マグネシウム）、シリカ（水晶、ガラスビーズ、ガラス泡およびガラス繊維）、シリケート（タルク、クレイ（例えば、モンモリロン石）、長石、マイカ、ケイ酸カルシウム、メタケイ酸カルシウム、アルミノケイ酸ナトリウムおよびケイ酸ナトリウム）、金属硫酸塩（硫酸カルシウム、硫酸バリウム、硫酸ナトリウム、硫酸アルミニウムナトリウム、硫酸アルミニウム）、石膏、バーミキュライト、木紛、三水和アルミニウム、カーボンブラック、金属酸化物（酸化カルシウム（石灰）、酸化アルミニウム、二酸化チタン）および金属亜硫酸塩（亜硫酸カルシウム）が例示される。
【００５８】
研削助剤
ポリマー材料２８はさらに中に存在する研削助剤を含んでいてもよい。研削助剤は、研磨の化学および物理プロセスに重大な影響を与え、その結果性能が改善される材料としてここでは定義されている。特に、研削助剤は、（１）研磨粒子と研磨されている回路基板との間の摩擦を減じ、（２）研磨粒子を「キャッピング」から保護する、すなわち、研磨粒子を研磨粒子の上部に金属粒子が溶接されるのを防ぐ、（３）研磨粒子とワークピースとの間の界面温度を下げる、または（４）研削力を減じるものと考えられている。研磨助剤の化学群としては、ろう、有機ハロゲン化物化合物、ハロゲン化物塩、金属およびそれらの合金が例示される。その他の様々な研削助剤としては、硫黄、有機硫黄化合物、グラファイトおよび金属硫化物が挙げられる。
【００５９】
射出成形
本発明のブラシセグメント１０は、好ましくは射出成形される。射出成形技術は業界で公知である。セグメント１０は、以下の一般的手順により製造される。成形可能なポリマー２８、研磨粒子２６および潤滑剤のような任意の材料を含むペレットの混合物をホッパーに入れる。あるいは、研磨粒子２６を、成形可能なポリマー２８のペレット形態と混合して、これをホッパーに充填することもできる。任意の材料は、ポリマーペレットからは分離する、またはこれらと混合してもよい。供給前、材料のいくつかを乾燥させてもよい（例えば、熱により）。ホッパーは、混合物をバレル内にオーガを有するスクリュー射出機の入口端部に供給する。スクリュー射出機の出口端部は、軟化した混合物をブラシセグメント鋳型へ通過させるノズルを含んでいる。バレルを加熱してポリマー材料を溶解し、回転オーガが混合物を出口ノズルの方向へ進める。オーガは直線に移動して、軟化混合物の「ショット」を所望の圧力で鋳型に与える。ギャップは、オーガの出口端部とノズルとの間で略維持されて、鋳型へ射出されない軟化した材料の「クッション」領域を与える。
【００６０】
鋳型は、所望のブラシセグメント構成の逆のキャビティを含有している。このように、鋳型設計は、中央部１２、剛毛１８およびアパーチャ１９のような任意の取り付け手段のサイズおよび構成をはじめとするブラシセグメント構成を考慮しなければならない。
【００６１】
ブラシセグメントが射出成形される条件は、用いる射出成形機、ブラシセグメント１０の構成、ならびに成形可能なポリマー２８および研磨粒子２６の組成により決まる。ある好ましい方法において、スクリュー射出機のバレル温度は約２００〜２５０℃であるのが好ましい。鋳型の温度は約５０〜１５０℃であるのが好ましい。サイクル時間（混合物をスクリュー押出し機に導入して、鋳型を開き、成形ブラシセグメントを除去する時間）は通常０．５〜１８０秒、より好ましくは約５〜６０秒である。射出圧力は約６９０〜６，９００ｋＰａ（１００〜１０００ｐｓｉ）、より一般的には約２０７０〜４８３０ｋＰａ（３００〜７００ｐｓｉ）である。
【００６２】
射出成形サイクルは、材料組成およびブラシセグメント構成に応じて異なる。ブラシセグメントを製造するある好ましい実施形態において、成形可能なポリマーおよび研磨粒子はブラシセグメント１０全体に略均一である。かかる実施形態において、ポリマー材料２８と研磨粒子２６の混合物の一回挿入またはショットを行って、中央部１２と剛毛１８を含むブラシセグメント１０を成形する。あるいは、剛毛１８は研磨粒子２６を含有していてもよいが、中央部１２は含有しない。かかる実施形態において、材料の２回の挿入またはショットを行う。１回目の挿入は、成形可能なポリマー２８と研磨粒子２６の混合物を含有しており、鋳型の剛毛部を主に充填する。２回目の挿入は、研磨粒子なしの成形可能なポリマー（１回目の挿入の成形可能なポリマーと同じまたは異なっていてもよい）を含有しており、鋳型の中央部および毛根部２０を主に充填する。同様に、中央部１２および剛毛１８は研磨粒子２６を含有していてもよいが、毛根部２０は含有しない。この構成において、材料の２回の挿入またはショットを行う。１回目の挿入は、成形可能なポリマー２８と研磨粒子２６の混合物を含有しており、鋳型の剛毛および中央部を主に充填する。２回目の挿入は、成形可能なポリマーのみ（１回目の挿入の成形可能なポリマーと同じまたは異なっていてもよい）を含有しており、鋳型の取り付け手段部を主に充填する。２回以上のショットを用いて、所望であれば、ブラシセグメントの異なる部分の色を変えることも可能である。例えば、剛毛、中央部および取り付け手段のそれぞれについて３回以上のショットを用いることも可能である。
【００６３】
射出成形後、鋳型を冷却して、成形可能なポリマーを固化する。鋳型の半分を分離すると、成形ブラシセグメント１０を取り出すことができる。
【００６４】
印刷回路基板のリファイン方法
上述した通り、本発明による成形ブラシセグメント１０およびブラシアセンブリ１００を用いて、印刷回路基板（ＰＣＢ）の表面をリファインする。
【００６５】
ＰＣＢの製造中、銅層を、複合体絶縁基板（エポキシ−ガラス基板であることが多い）にラミネートする。ラミネートの所定の位置に孔を穿孔する。後の製造工程の前に、穿孔工程からのバリを除去し、複合体基板の表面を完全に清浄にすることが重要である。ブラシセグメント１０は、ＰＣＢ表面の一部を除去して、表面仕上げをＰＣＢに与えて、ＰＣＢ表面を清浄にすることによって機能する。本発明のブラシセグメント１０は、穿孔した孔周囲のバリを除去し、ブラシまたは剛毛材料により孔を詰まらせたり閉塞させない。
【００６６】
複数のブラシセグメント１０を組み立ててブラシアセンブリ１００を提供する。個々のセグメント１０をコアまたはシャフトに配置してから、固定してブラシアセンブリ１００を形成する。あるいは、複数の個々のセグメント１０を連動させて、コアまたはシャフトに滑らせる。ブラシアセンブリ１００を組み立て装着するある好ましい方法は、米国特許第５，３２７，６０１号明細書（中山（Ｎａｋａｙａｍａ）ら）に開示されており、半分のブラシアセンブリを２つコアに作製して、半分の２つを駆動シャフトに留めることが記載されている。
【００６７】
図６に、印刷回路基板（ＰＣＢ）のリファイン方法の概略図を示す。ＰＣＢは、表面３０でＰＣＢと接触するブラシアセンブリ１００と共に示されている。ＰＣＢ仕上げまたはリファインに一般的に用いられる機械は、日本の石井表記（Ｉｓｈｉｉ  Ｈｙｏｋｉ  Ｍａｃｈｉｎｅ  Ｃｏｍｐａｎｙ，Ｊａｐａｎ）より入手可能な「ＰＣＢスクラビングマシン（ＰＣＢ  Ｓｃｒｕｂｂｉｎｇ  Ｍａｃｈｉｎｅ）」である。かかるマシンは、２００ボルトの電源で利用可能であり、２．２ｋＷまたは３．７ｋＷ定格スピンドルモータを有している。「２ヘッド」および「４ヘッド」マシンが知られており一般的である。
【００６８】
一般的に、ＰＣＢ表面３０とブラシ１００間の圧力は０〜３アンペア（ブラシアセンブリ１００については約１２〜２４インチ幅）、好ましくは０．５〜２アンペアである。
【００６９】
ＰＣＢは、０．５〜１０ｍ／分、通常１〜３ｍ／分の速度でＰＣＢスクラビングマシンに供給される。ブラシアセンブリ１００またはセグメント１０は、好ましくは約１００〜１５，０００ｒｐｍの範囲の任意の好適な速度で回転させることができる。ただし、所望であればこれより早いまたは遅い速度を用いることもできる。ＰＣＢスクラビングマシンの一般的な回転速度は、５００〜３０００ｒｐｍ（直径６インチのブラシについて）通常は約１５００〜２０００ｒｐｍである。ＰＣＢ表面３０とブラシ１００間の相対的な速度が得られる表面仕上げに影響するものと考えられる。
【００７０】
「バリ取り」のためにＰＣＢ表面３０に望ましい通常の表面仕上げまたは粗さは、約０．０５〜３マイクロメートルＲａ、好ましくは０．１〜０．２マイクロメートルＲａである。フィルムラミネーションを乾燥させる前のクリーニングに望ましい通常の表面仕上げは、０．０５〜２マイクロメートルＲａ、好ましくは０．０５〜０．１５マイクロメートルＲａである。
【００７１】
同じく図６に図示する通り、ブラシ１００は、フットプリント「Ｆ」を形成する。これは、剛毛１８が表面３０と接触する表面３０に沿った長さである。このフットプリントＦの領域において、干渉「Ｄ」は、表面３０が存在しなかった場合に剛毛１８が延在する深さである。これらのブラシ力学（干渉、フットプリントおよび圧力間の関係）は、ブラシ１００による表面仕上げに影響する。
【実施例】
【００７２】
以下の実施例により本発明をさらに説明するが、これに限られるものではない。実施例における部、パーセンテージ、比率等はすべて、特に断らない限り、重量基準である。表１に挙げた次の略語を実施例で用いている。
【００７３】
表１
2007521666.tif 000003
【００７４】
実施例１〜６および比較例Ｂ
実施例１〜６および比較例Ｂの成形ブラシは、表２に示す組成物を、日本、兵庫県の東洋機械金属株式会社（Ｔｏｙｏ  Ｍａｃｈｉｎｅｒｙ＆Ｍｅｔａｌ  Ｃｏ．，Ｌｔｄ，Ｈｙｏｇｏ，Ｊａｐａｎ）製（トーヨー）ＴＯＹＯ  Ｔｉ９０、９０トン射出成形機で射出成形することにより作製した。鋳型は、１つのキャビティで、外径１５．２４ｃｍ（６インチ）×厚さ１．２７ｍｍ（０．０５ｉｎ）×内径７．６２（３ｉｎ．）の放射状ブラシセグメントを生成した。ブラシセグメントは周囲に等間隔の３９４本の剛毛を有していた。個々の剛毛の長さは１．２７ｃｍ（０．５ｉｎ）、基部の幅が平均０．０４０インチ、剛毛先端への０．０２５インチテーパがついており、周囲に放射状に配置されていた。
【００７５】
１１９個のブラシセグメントをフェノールコアに装着して、エポキシ接着剤を用いてコアに接着して、幅１７．７８ｃｍ（７インチ）のブラシを作製した。切断および仕上げ性能、ブラシ力学（干渉、フットプリントおよび圧力の関係）およびバリ取り性能を各例について測定した。
【００７６】
表２
2007521666.tif 000004
【００７７】
比較例ＡおよびＣ〜Ｅ
比較例Ａ、Ｃ、ＤおよびＥのブラシは、表３に記載した通り市販のブラシであった。
【００７８】
表３
2007521666.tif 000005
【００７９】
実施例および比較例のブラシに、後述する様々な試験を行った。
【００８０】
切断および仕上げ試験
切断および仕上げ試験は、印刷回路基板の表面を修復する各試料の能力を示すものであった。
【００８１】
試料ブラシを、様々な負荷で電流ドロー（業界では「圧力」として知られている）を読取る電流計を有するＰＣＢスクラビングマシン（ＰＣＢ  Ｓｃｒｕｂｂｉｎｇ  Ｍａｃｈｉｎｅ  ）（日本の石井表記（Ｉｓｈｉｉ  Ｈｙｏｋｉ  Ｍａｃｈｉｎｅ  Ｃｏｍｐａｎｙ，Ｊａｐａｎ））に装着した。試験ブラシを１８００ｒｐｍで回転するようにＰＣＢスクラビングマシンを設定した。予め秤量しておいた、板に穿孔した一列の孔を有する印刷回路基板試料、１５０ｍｍ×２００ｍｍ×厚さ１．６ｍｍを２メートル／分でスクラビングマシンに２回連続して供給した。電流ドローを記録した。印刷回路基板試料を再び秤量し、株式会社ミツトヨ（Ｍｉｔｓｕｔｏｙｏ  Ｃｏｍｐａｎｙ）製表面粗さ試験機型番ＳＶ−６００を用いて表面仕上げ（Ｒａ）を測定した。
【００８２】
試験結果を図７（切断）および図８（表面仕上げ）に示す。実施例５および６について示したデータは、同様の試験を行った結果に基づいて外挿したが、２．５４ｃｍ（１インチ）幅のブラシを用い、実施例３および４および比較例Ｅを２．５４ｃｍのブラシでその試験を行ったときに得られた結果とその結果を比較した。
【００８３】
平均サイズが約３５マイクロメートルのケイ素研磨粒子を有する切断および仕上げ試験によれば、実施例５および６は切断量が多かった。実施例１〜４は、比較例Ａ、Ｂ、ＤおよびＥと同様、許容される切断結果であった。
【００８４】
切断および仕上げ試験による表面仕上げ結果によれば、実施例１〜４が最も平滑な仕上げを与えた。実施例５および６におけるより大きな研磨粒子だと粗い表面仕上げになることが予測された。
【００８５】
バリ取りおよび孔閉塞試験
上記切断および仕上げ試験手順に用いたＰＣＢ試料を５００倍の倍率の光学顕微鏡で調べた。顕微鏡写真を撮り、相対的なバリ取り効率および閉塞孔の存在を調べた。孔は、部分的または完全に、ブラシ剛毛からの材料により閉塞する、または詰まる。
【００８６】
かかる顕微鏡検査の際に、比較例Ｅで仕上げた基板では穿孔した孔に残渣が頻繁に示された。比較例Ａ〜Ｄおよび実施例１〜６で仕上げた基板は、孔に残渣材料はなかった。実施例のブラシは全て、印刷回路基板を一応バリ取りした。
【００８７】
バリ取りおよび孔閉塞試験の結果によれば、全ての成形ブラシ（実施例１〜６および比較例ＡおよびＢ）および全ての剛毛ブラシ（比較例Ｃ、ＤおよびＥ）は十分なバリ取りを行い、ＰＣＢの孔を閉塞しなかったということが分かった。比較例Ｆ、不織フラップブラシは受容できなかった。
【００８８】
フットプリント試験
フットプリント試験は、既知の荷重をかけた銅板表面に対して押し付けた時の各実施例のブラシの相対的な動的剛性を示すものであった。図６は、使用中のブラシのフットプリントの概略図である。剛毛が剛性になればなるほど、使用中の剛毛の曲げが少なくなるため、フットプリントＦが小さくなる。剛毛が剛性になればなるほど、同じ圧力または荷重で干渉深さ「Ｄ」が小さくなる。
【００８９】
外径１５．２ｃｍ×幅１７．８ｃｍ×内径７．６ｃｍ（６”×７”×３”）の試料ブラシを、切断および仕上げ試験に記載したＰＣＢスクラブ機に装着した。
【００９０】
電流計を介して荷重を測定した。これは、試験条件下でのＰＣＢスクラブ機の電流需要を示すものであった。各試験条件について、１５０ｍｍ×２００ｍｍ×厚さ１．６ｍｍの印刷回路基板を、回転している（１８００ｒｐｍ）試験ブラシに対して押し付けて、所定の電気負荷を生じさせた。これらの条件下での接触時間は３秒であった。基板上に得られた研磨接触面積を測定した。結果を図９に示す。
【００９１】
フットプリント試験の結果によれば、実施例１および２は、比較例ＣおよびＤと同様の動的剛性を有しており、実施例３および４は、比較例Ｅと同様の動的剛性を有していることが分かる。比較例ＡおよびＢは、大きなフットプリントにより示される通り、剛性が極めて低い。商業的な設定でリファイン中、一般的には、短いフットプリントにより示される通り、より剛性のブラシが望ましい。
【００９２】
上記の試験は直径１５．２ｃｍ（６インチ）×幅１７．８ｃｍ（７インチ）のブラシで行った。幅１５０ｍｍ（すなわち、接触幅）の試験試料で試験したかかるブラシについて、所望のフットプリント長さは、ブラシ周囲の約１．２５％〜約２．７５％である６〜１４ｍｍであることが求められた。当業者であれば、同じ剛性の剛毛を用いることができるが、ブラシサイズが違えば、フットプリント長さも違うことが分かるであろう。例えば、直径１０．２ｃｍ（４インチ）のブラシの所望のフットプリント長さは約４〜１０ｍｍであり、直径２０．３ｃｍ（８インチ）のブラシの所望のフットプリント長さは約８〜１９ｍｍである。リファイン方法および用いる特定のブラシに応じて、少なくとも０．５％のフットプリント長さが好適であり、約５％以下の長さが好適である。更なる実施形態において、約１％〜約３％のフットプリント長さが好適である。
【００９３】
摩耗試験
摩耗試験は、最終使用条件をシミュレートした時の試験ブラシの相対的な摩耗量を比較するものであった。摩耗試験の結果により、相対的な製品寿命を比較する。
【００９４】
２１個の個々の放射状ブラシセグメントからなる、予め秤量しておいた試験ブラシ外径１５２ｍｍ（６ｉｎ）×幅２５ｍｍ（１ｉｎ）×内径７６ｍｍ（３ｉｎ）を、床旋盤ロボット試験機（Ｆｌｏｏｒ  Ｌａｔｈｅ  ａｎｄ  Ｒｏｂｏｔ  Ｔｅｓｔｅｒ  ｍａｃｈｉｎｅ）（日本、東北電機鉄工株式会社（Ｔｏｈｏｋｕ  Ｄｅｎｋｉ  Ｔｅｋｋｏ，Ｊａｐａｎ）より入手可能）に装着した。試験機を２０００ｒｐｍで試験ブラシを駆動するように設定した。既知の下方荷重を７６ｍｍ×１２７ｍｍ×厚さ０．８ｍｍの銅板ワークピース（Ｃ１１００Ｐ、タフピッチ銅）に適用した。銅板を試験ブラシに押し付けて、５．０ｋｇの荷重とし、７５ｍｍの経路に沿って２．２５ｍ／分で３０分間板をその長寸法において振動させた。
【００９５】
ブラシを再び秤量し、差を摩耗として記録した。摩耗試験結果を図１０に示す。
【００９６】
本発明をいくつかの実施例により説明してきた。上述の詳細な説明および実施例は理解のためとしてのみ示されている。不必要に限定はされないものとする。本発明の範囲から逸脱することなく上述の実施形態において様々な変更を行えることは当業者には明白であろう。このように、本発明の範囲は、本明細書に記載した詳細そのものおよび構造に限定されるものではなく、特許請求の範囲の文言により記載された構造そしてその等価物によってのみ限定されるものである。
【００９７】
上記の明細書、実施例およびデータは、開示内容の研磨物品の製造および組成物の使用の完全な説明を与えるものである。多くの実施形態が、開示内容および本発明の技術思想および範囲から逸脱することなく可能であるため、本発明は添付の特許請求の範囲により定められる。
【図面の簡単な説明】
【００９８】
【図１】本発明による放射状研磨ブラシセグメントの平面図である。
【図２】線２−２に沿った図１のブラシセグメントの断面図である。
【図３】ブラシを形成するシャフトに組み立てられた図１の複数のブラシセグメントの等測図である。
【図４ａ】図１の線４−４に沿った本発明のブラシセグメントの剛毛の様々な実施形態の断面図である。
【図４ｂ】図１の線４−４に沿った本発明のブラシセグメントの剛毛の様々な実施形態の断面図である。
【図４ｃ】図１の線４−４に沿った本発明のブラシセグメントの剛毛の様々な実施形態の断面図である。
【図４ｄ】図１の線４−４に沿った本発明のブラシセグメントの剛毛の様々な実施形態の断面図である。
【図５】図４ａ〜４ｄと同様の剛毛の好ましい実施形態の断面図である。
【図６】印刷回路基板表面の修正中の剛毛の偏向を示す本発明のブラシセグメントの概略図である。
【図７】本発明によるブラシおよび比較例のブラシを試験する切断および仕上げ試験の切断結果のグラフである。
【図８】本発明によるブラシおよび比較例のブラシを試験する切断および仕上げ試験の表面仕上げ結果のグラフである。
【図９】本発明によるブラシおよび比較例のブラシを試験するフットプリント試験の結果のグラフである。
【図１０】本発明によるブラシおよび比較例のブラシを試験する摩耗試験の結果のグラフである。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４ａ】
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【図４ｂ】
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【図４ｃ】
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【図４ｄ】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【国際調査報告】
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