(57)【要約】【課題】  両面銅張積層板や多層板などの銅張り積層板のドリル孔孔明け加工において、優れた孔位置精度の加工が可能となるドリル孔明け用エントリーシートを提供する。【解決手段】  特定の分子量の水溶性樹脂と水溶性滑剤との混合物に、熱伝導性が高く、また廃棄時の燃焼で残渣が残らない固形の粉体で、潤滑性ある炭素粉を混合した樹脂組成物を用いたドリル孔明け用エントリーシート。【選択図】  なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
重量平均分子量10,000〜200,000の水溶性樹脂20〜90重量%と水溶性滑剤80〜10重量%との混合物に、更に、該混合物100重量部に対し、炭素粉を5〜150重量部混合した樹脂組成物を含む、銅張積層板のドリル孔明け用エントリーシート。
【請求項２】
厚さ0.005mm〜0.5mmの該樹脂組成物の層を、厚さ0.05〜0.5mmの金属箔、ファイバーボード、積層板、プラスチック板に直接、または接着剤を用いて積層一体化して成形した、請求項１記載の銅張積層板のドリル孔明け用エントリーシート。
【請求項３】
炭素粉が、天然黒鉛、人造黒鉛、活性炭、アセチレンブラック、カーボンブラック、コロイド黒鉛、熱分解黒鉛、膨張化黒鉛、鱗片状黒鉛からなる群より選ばれた１種、または２種以上である事を特徴とする請求項１または２記載の銅張積層板のドリル孔明け用エントリーシート。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プリント配線板の製造工程において、両面銅張積層板や多層板などの銅張積層板をドリル孔明け加工する際に使用されるドリル孔明け用エントリーシートに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
プリント配線板材料に使用される両面銅張積層板や多層板のドリル孔明け加工方法としては、銅張積層板を重ね、その最上部にアルミニウム箔等のエントリーシートを配置し、ドリル孔明け加工を行う方法が一般的に採用されている。プリント配線板材料に対する信頼性向上の要求や高密度化の進展に伴い、孔位置精度の向上や孔壁粗さの低減など高品質の孔明け加工が求められており、これに対応するために、ポリエチレングリコールのシートをエントリーシートに使用した孔明け加工法（例えば特許文献１参照）、金属箔に水溶性樹脂層を形成した孔明け用滑剤シート（例えば特許文献２参照）、熱硬化性樹脂薄膜を形成したアルミニウム箔に水溶性樹脂層を形成した孔明け用エントリーシート（例えば特許文献３参照）などが提案・実用化されている。近年、ドリルの小径化が更に進み、量産レベルで穴径0.1〜0.075mm、試作レベルでは0.050mmのドリルも登場してきており、これに伴い、必要とされる孔位置精度の要求も厳しくなり、さらに高孔位置精度加工が可能となるエントリーシートが切望されている。孔位置精度が向上することで、後工程のパターン形成において製品の歩留まりが向上する。
【０００３】
【特許文献１】特開平４−９２４８８号公報
【特許文献２】特開平６−３４４２９７号公報
【特許文献３】特開２００３−１３６４８５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明の目的は、従来技術における上記した課題を解決する、両面銅張積層板や多層板などの銅張り積層板のドリル孔孔明け加工において、優れた孔位置精度が得られるドリル孔明け用エントリーシートを提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明者らはドリル孔明け用エントリーシートの滑剤効果について鋭意研究を重ねた結果、水溶性樹脂と水溶性滑剤との混合物に、熱伝導性が高く、また廃棄時の燃焼で残渣が残らない固形の粉体で、潤滑性ある炭素粉を混合した樹脂組成物を用いることでドリル孔明け用エントリーシートとしての孔位置精度の向上とドリルへの樹脂巻き付きの低減が得られる事を見出した。
【０００６】
即ち本発明は、重量平均分子量10,000〜200,000の水溶性樹脂20〜90重量%と水溶性滑剤80〜10重量%との混合物に、更に、該混合物100重量部に対し、炭素粉を5〜150重量部混合した樹脂組成物を含む、銅張積層板のドリル孔明け用エントリーシートであり、好ましくは、厚さ0.005mm〜0.5mmの該樹脂組成物の層を、厚さ0.05〜0.5mmの金属箔、ファイバーボード、積層板、プラスチック板に直接、または接着剤を用いて積層一体化して形成した、銅張積層板のドリル孔明け用エントリーシートであり、更に好ましくは該炭素粉が、天然黒鉛、人造黒鉛、活性炭、アセチレンブラック、カーボンブラック、コロイド黒鉛、熱分解黒鉛、膨張化黒鉛、鱗片状黒鉛からなる群より選ばれる１種、または２種以上である事を特徴とするドリル孔明け用エントリーシートである。
【発明の効果】
【０００７】
本発明のドリル孔明け用エントリーシートを使用する事で、従来技術と比較してドリル加工において高い孔位置精度が得られ、ドリルへの樹脂巻き付きも減少した。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
本発明は、重量平均分子量10,000〜200,000の水溶性樹脂20〜90重量%と水溶性滑剤80〜10重量%との混合物に、更に、該混合物100重量部に対し、炭素粉を5〜150重量部混合した樹脂組成物を含む、銅張積層板のドリル孔明け用エントリーシートであり、厚さ0.005mm〜0.5mmの該樹脂組成物の層を、厚さ0.05〜0.5mmの金属箔、ファイバーボード、積層板、プラスチック板に直接、または接着剤を用いて積層一体化して形成したドリル孔明け用エントリーシートであり、該炭素粉が、天然黒鉛、人造黒鉛、活性炭、アセチレンブラック、カーボンブラック、コロイド黒鉛、熱分解黒鉛、膨張化黒鉛、鱗片状黒鉛からなる群より選ばれる１種、または２種以上であるドリル孔明け用エントリーシートである。
【０００９】
本発明において水溶性樹脂とは、常温、常圧において、水１００ｇに対し、１ｇ以上溶解する高分子化合物であれば、特に限定されない。好適なものとしては、ポリエチレンオキサイド、ポリプロピレンオキサイド、ポリビニルアルコール、ポリアクリル酸ソーダ、ポリアクリルアミド、ポリビニルピロリドン、カルボキシメチルセルロース、ポリテトラメチレングリコール、ポリエーテルエステル、ポリビニルアルコールが挙げられ、１種あるいは２種以上を適宜混合して使用することも可能である。本発明に使用する水溶性樹脂の重量平均分子量は10,000〜200,000の範囲が望ましい。重量平均分子量が10,000未満ではドリル加工時の抵抗が小さすぎ、また200,000を超えるとドリル加工時の抵抗が大きくなり、いずれも孔位置精度の悪化をもたらす。
【００１０】
ドリル孔明け加工時に潤滑効果を高めるため、該水溶性樹脂に水溶性滑剤を併用する事が好ましい。水溶性滑剤とは界面の摩擦による抵抗を現象させる効果のある滑剤のうち、水に可溶なものである。好適に併用される水溶性滑剤としては、具体的には、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール；ポリオキシエチレンオレイルエーテル、ポリオキシエチレンセチルエーテル、ポリオキシエチレンステアリルエーテル、ポリオキシエチレンラウリルエーテル、ポリオキシエチレンノニルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンオクチルフェニルエーテルなどで例示されるポリオキシエチレンのモノエーテル類；ポリオキシエチレンモノステアレート、ポリオキシエチレンソルビタンモノステアレート；ヘキサグリセリンモノステアレート、デカヘキサグリセリンモノステアレートなどで例示されるポリグリセリンモノステアレート類；ポリオキシエチレンプロピレン共重合体などが挙げられ、１種もしくは２種以上を適宜配合して使用することも可能である。
【００１１】
本発明に用いる炭素粉とは、熱伝導性が高く、廃棄時の燃焼で残渣が残らない固体で粉体の、潤滑性がある炭素粉であれば特に限定しないが、天然黒鉛、人造黒鉛、活性炭、アセチレンブラック、カーボンブラック、コロイド黒鉛、熱分解黒鉛、膨張化黒鉛、鱗辺状黒鉛が好ましい。その形状や、粒径により、ドリルビットの寿命や巻き付きの減少度合いや、孔位置精度向上への効果が多少異なるが、選択して使用できる。鱗片状黒鉛は、より効果的に孔明け性能の向上を図ることができるので好適である。炭素粉は１種を単独で用いても、２種以上を混合して用いてもよい。ドリル孔明け用エントリーシート使用後の廃棄、燃焼時に残渣が残らない事が、特に金属箔と一体化したドリル孔明け用エントリーシートの場合に金属リサイクルが容易となる。
【００１２】
該樹脂組成物は、重量平均分子量10,000〜200,000の水溶性ポリマー20〜90重量％と、水溶性滑剤80〜10重量％との混合物に、該混合物100重量部に対し、5〜150重量部の炭素粉を混合して得るのが好ましい。また樹脂組成物中に各種添加剤も使用可能であり、各種充填剤や、染料、着色顔料等が目的に合わせて用いられる。
【００１３】
該樹脂組成物の混合方法は公知のニーダーやロールを用いた混練り、該樹脂組成物の成分を、水またはアルコール等の溶媒に溶かした後に溶媒を乾燥させる方法がある。混合物からシートを形成する方法には、押し出し機を用いる方法や、フィルムなどに塗工して後にフィルムと分離する方法などがある。
【００１４】
本発明のドリル孔明け用エントリーシートにおける樹脂組成物層の厚みは、ドリル孔明け加工の際に使用するドリルビット径や加工する両面銅張積層板や多層板の構成などによって選択されるが、通常、5〜250μｍの範囲が好ましく、10〜200μｍの範囲がより好ましい。樹脂組成物層の厚みが、5μｍ未満では十分な潤滑効果が得られにくい。
【００１５】
本発明のドリル孔明け用エントリーシートに好ましく使用される金属箔としては、厚み50〜300μｍのアルミ箔が好ましい。アルミニウム箔の厚みが50μｍ未満ではドリル孔明け加工の際、銅張積層板や多層板にバリが発生し易く、300μｍを超えると、ドリル孔明け加工時に発生する切り粉の排出が困難になる。アルミニウム箔の材質としては、純度95％以上のアルミニウムがより好ましく、具体的にはＪＩＳＨ４１６０に規定される、５０５２、３００４、３００３、１Ｎ３０、１０５０、１０７０、１０８５などが例示される。金属箔に高純度のアルミニウム箔を使うことでドリルビットの衝撃の緩和や食いつき性が向上し、樹脂組成物層によるドリルビットの潤滑効果と相俟って、加工孔の孔位置精度が向上する。また、これらアルミニウム箔に、予め厚さ0.1〜10μｍの接着用皮膜が形成されているアルミニウム箔の使用が樹脂組成物との密着性の点から更に好ましい。接着用皮膜に使用される接着剤としては、ウレタン系、酢酸ビニル系、塩化ビニル系、ポリエステル系及びそれらの共重合体や、エポキシ系、シアネート系などの接着剤が例示される。
【００１６】
金属箔の少なくとも片面に該樹脂組成物層を形成させる方法としては、予め該樹脂組成物のシートを作製した後、金属箔と貼り合わせて金属箔複合樹脂組成物としてのドリル孔明け用エントリーシートとする方法や、金属箔の少なくとも片面に直接樹脂組成物の融解物や溶液をコーティング法などにより塗工し、必要に応じて乾燥し、金属箔複合樹脂組成物としてのドリル孔明け用エントリーシートとする方法などが例示される。
【００１７】
本発明のドリル孔明け用エントリーシートは、プリント配線板材料、具体的には、両面銅張積層板や多層板などの銅張積層板をドリル孔明け加工する際、両面銅張積層板や多層板を１枚または複数枚重ねたものの少なくとも最上面に、両面銅張積層板や多層板と接するように配置し、ドリル孔明け用エントリーシートの樹脂組成物層面から、ドリル孔明け加工を行うものである。以下に実施例、比較例を示し、本発明を具体的に説明する。
【００１８】
(実施例１）
重量平均分子量15万(GPC法で測定）のポリエチレンオキサイド35重量部、重量平均分子量900(GPC法で測定)のポリオキシエチレンモノステアレート65重量部とを130℃のニーダーにより窒素ガス中で１時間混練し15万ポイズの混合物を得た。これに鱗片状黒鉛（伊藤黒鉛株式会社、品名Ｘ−１０）を、上記有機成分100重量部に対して30、60重量部を加え、100℃のニーダーにより30分混練した後、100℃の押し出し機にて厚さ100μmのシートを形成し、鱗片状黒鉛30重量部のドリル孔明け用エントリーシート1と鱗片状黒鉛60重量部のドリル孔明け用エントリーシート２を作製した。厚さ0.20mm、両面12μm銅張ガラスエポキシ積層板を8枚重ねた上にドリル孔明け用エントリーシートの1,2をそれぞれ配置して直径0.2mmのドリルビット（ユニオンツール製ＭＶ0.2×3.5）で回転数160,000rpm、送り20μm/revの条件でドリル１本につき3000ヒットのドリル孔明け加工（日立ビアメカニクス製装置）を行った。同様にドリル２０本分の加工を行った。孔位置精度とドリルへの樹脂巻き付き度合いの結果を表１に示した。
【００１９】
（実施例２）
重量平均分子量11万(GPC法で測定)のポリエチレングリコール50重量部、重量平均分子量1000(GPC法で測定)のポリオキシエチレンモノステアレート50重量部と、鱗片状黒鉛（伊藤黒鉛株式会社、品名Ｘ−１０）30、60重量部を、140℃のニーダーにより、１時間混練りして150度で10万ポイズの混合物を得た。これを水で溶解して50重量%の水溶液として80μm厚のアルミニウム箔の片面に塗布、乾燥して厚さ30μmの膜を形成し、ドリル孔明け用エントリーシート3，4を作製した。厚さ0.10mm、両面12μm銅張ガラスエポキシ積層板を3枚重ねた上に、ドリル孔明け用エントリーシート3，4の樹脂組成物層を上にしてそれぞれ配置して直径0.1mmのドリルビット（ユニオンツール製ＫＭＶ0.105×1.5）で回転数300,000rpm、送り10μm/revの条件でドリル１本につき3000ヒットのドリル孔明け加工（日立ビアメカニクス製装置）を行った。同様にドリル２０本分の加工を行った。孔位置精度とドリルへの樹脂巻き付き度合いの結果を表２に示した。
【００２０】
（実施例３）
重量平均分子量15万(GPC法で測定)のポリエチレンオキサイド35重量部、重量平均分子量900(GPC法で測定)のポリオキシエチレンモノステアレート65重量部とを130℃のニーダーにより窒素ガス中で１時間混練し15万ポイズの混合物を得た。これに鱗片状黒鉛（伊藤黒鉛株式会社、品名Ｘ−１０）と塊状黒鉛（伊藤黒鉛株式会社、品名ＳＲＰ９８−６）の重量比で1:1の混合物を、上記有機成分100重量部に対して30、60重量部を加え、100℃のニーダーにより30分混練し、アルミ箔の片面に塗布して厚さ100μmの膜を形成し、ドリル孔明け用エントリーシート5，6を作製した。厚さ0.20mm、両面12μm銅張ガラスエポキシ積層板を8枚重ねた上にドリル孔明け用エントリーシート5,6の樹脂組成物層を上にしてそれぞれ配置して実施例１と同様にしてドリル孔明け加工を行った。孔位置精度とドリルへの樹脂巻き付き度合いの結果を表３に示した。
【００２１】
（比較例１）
重量平均分子量15万(GPC法で測定)のポリエチレンオキサイド35重量部、重量平均分子量900(GPC法で測定)のポリオキシエチレンモノステアレート65重量部とを130℃のニーダーにより窒素ガス中で１時間混練し15万ポイズの混合物を得た。鱗片状黒鉛（伊藤黒鉛株式会社、品名Ｘ−１０）を加えず、100℃のニーダーにより30分混練した後、100℃の押し出し機にて厚さ100μmのシートを形成し、ドリル孔明け用エントリーシート７を作製した。厚さ0.20mm、両面12μm銅張ガラスエポキシ積層板を8枚重ねた上にこのエントリーシート７を重ね、実施例１と同様にしてドリル孔明け加工を行った。孔位置精度とドリルへの樹脂巻き付き度合いの結果を表１に示した。
【００２２】
（比較例２）
重量平均分子量11万(GPC法で測定)のポリエチレングリコール50重量部、重量平均分子量1000(GPC法で測定)のポリオキシエチレンモノステアレート50重量部を、鱗片状黒鉛（伊藤黒鉛株式会社、品名Ｘ−１０）を加えず、140℃のニーダーにより、１時間混練りして150℃で10万ポイズの混合物を得た。これを水で溶解して50重量%の水溶液として80μm厚のアルミニウム箔の片面に塗布、乾燥して厚さ30μmの膜を形成し、ドリル孔明け用エントリーシート８を作製した。厚さ0.10mm、両面12μm銅張ガラスエポキシ積層板を３枚重ねた上に、ドリル孔明け用エントリーシート８の樹脂組成物層を上にしてそれぞれ配置して実施例２と同様にしてドリル孔明け加工を行った。孔位置精度とドリルへの樹脂巻き付き度合いの結果を表２に示した。
【００２３】
（比較例３）
重量平均分子量15万(GPC法で測定)のポリエチレンオキサイド35重量部、重量平均分子量900(GPC法で測定)のポリオキシエチレンモノステアレート65重量部とを130℃のニーダーにより窒素ガス中で１時間混練し15万ポイズの混合物を得た。これに鱗片状黒鉛（伊藤黒鉛株式会社、品名Ｘ−１０）と塊状黒鉛（伊藤黒鉛株式会社、品名ＳＲＰ９８−６）の重量比で1:1の混合物を加えず、100℃のニーダーにより30分混練し、アルミ箔の片面に塗布して厚さ100μmの膜を形成し、ドリル孔明け用エントリーシート９を作製した。厚さ0.20mm、両面12μm銅張ガラスエポキシ積層板を8枚重ねた上にドリル孔明け用エントリーシート９の樹脂組成物層を上にしてそれぞれ配置して実施例３と同様にドリル孔明け加工を行った。孔位置精度とドリルへの樹脂巻き付き度合いの結果を表３に示した。
【００２４】
表１                                                                      
項  目    炭素粉     孔位置精度μｍ           樹脂巻き付き度合い    
重量部      平均＋３σ  最大        微少      少ない    多い  
実施例１
シート１    30            22      34         14/20       4/20      2/20
シート２    60            20      31         14/20       6/20      0/20
比較例１
シート７    なし          30      43         10/20       5/20      5/20 
表２                                                                      
項  目    炭素粉     孔位置精度μｍ         樹脂巻き付き度合い    
重量部      平均＋３σ  最大        微少      少ない    多い  
実施例２
シート３    30            11      21         17/20       3/20      0/20
シート４    60            10      18         19/20       1/20      0/20
比較例２
シート８    なし          15      36         14/20       6/20      0/20 
表３                                                                      
項  目    炭素粉     孔位置精度μｍ         樹脂巻き付き度合い    
重量部      平均＋３σ  最大        微少      少ない    多い  
実施例３
シート５    30            19      30         16/20       4/20      0/20
シート６    60            17      27         18/20       2/20      0/20
比較例３
シート９    なし          26      40         13/20       6/20      1/20 
【００２５】
＜評価方法＞
１）孔位置精度：ドリル１本で3000ヒットの加工を行い、重ねた銅張積層板の最下板の裏面における3000ヒット分の孔位置と指定座標とのズレをホールアナライザ（日立ビアメカニクス製）にて測定。ドリル１本あたり3000ヒット分のズレ値の平均値と標準偏差（σ）を求め、[平均＋３σ]（ａ）と最大値（ｂ）を算出。ドリル２０本分の（ａ）と（ｂ）をそれぞれ平均した値。
２）樹脂巻き付き度合い：3000ヒット加工後のドリルビット20本を、倍率25倍の顕微鏡にて観察し、ドリルビット径に対する樹脂の巻き付きの最大径を求め、以下の３段階（ドリルビット径の1.5倍未満：微少、同1.5〜5倍：少ない、同5倍超：多い）に分類し、該当本数／20（本）と表記。