(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
変性ポリアミド（Ｉ）からなるマトリックス樹脂及び無機系粉末充填剤（II）で構成される潤滑性樹脂組成物を金属板の少なくとも上面に被覆してなり、
前記変性ポリアミド（Ｉ）が水溶解性であり、
前記無機系粉末充填剤（II）が、層状珪酸塩鉱物から誘導される複合酸化物であり、
前記変性ポリアミド（Ｉ）及び前記無機系粉末充填剤（II）の配合比率が、固形分換算含量の質量比で（３０〜９８）：（２〜７０）であり、
前記潤滑性樹脂組成物に、エチレンオキサイド単位又はエチレンオキサイド単位及びプロピレンオキサイド単位から構成され、かつ分子量が３００〜７０００である水溶性潤滑剤（III）が、｛変成ポリアミド（Ｉ）＋無機系粉末充填剤（II）｝：水溶性潤滑剤（III）＝（６０〜９５）：（５〜４０）の固形分換算含量比の質量配合率で添加されていることを特徴とする潤滑性樹脂被覆金属板。
【請求項２】
前記無機系粉末充填剤（II）が少なくともケイ素、マグネシウム、フッ素、ナトリウム、リチウム、及びアルミニウムを含有する結晶構造で構成された変性層状珪酸塩であり、かつ水に対して膨潤性を示すことを特徴とする請求項１に記載の潤滑性樹脂被覆金属板。
【請求項３】
前記金属板は、アルミニウム合金板であり、その片面又は両面に、前記潤滑性樹脂組成物を塗布し、焼付乾燥により５〜１００μｍの塗膜が形成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の潤滑性樹脂被覆金属板。
【請求項４】
前記アルミニウム合金板の厚さが３０乃至４００μｍであることを特徴とする請求項３に記載の潤滑性樹脂被覆金属板。
【請求項５】
小径穴開け加工を行なう際に積層された複数枚のプリント配線基板の少なくとも上面に配置される保護用当て板であることを特徴とする請求項３又は４に記載の潤滑性樹脂被覆金属板。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はプリント配線基板の小穴開け加工を高品質で効率よく実施するための保護用当て板として好適な潤滑性樹脂被覆金属板に関する。
【０００２】
【従来の技術】
絶縁体に銅等の金属箔が積層された積層プリント配線基板に、スルーホール（貫通孔）をドリルにより形成する際に、上記積層基板の片面又は両面に水溶性潤滑含浸シートを配置し、このシートを当て板として使用してドリルにより穴開け加工をする方法がＵＳＰ４，７８１，４９５及びＵＳＰ４，９２９，３７０に開示されている。このスルーホール形成方法において使用される潤滑含浸シートは、固形の水溶性潤滑剤であるジエチレングルコール及びジプロピレングルコール等のグリコール類と、脂肪酸等の合成ワックス及び非イオン系界面活性剤の混合物とを、紙などの多孔質材料に含浸したものである。
【０００３】
一方、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコールの水溶性マトリックス高分子又はその脂肪酸エステル誘導体を単独又はそれらの混合物等を用い、上記高分子層が形成されたシートを配置してドリルで穴開けする方法も開示されている（特開平４−９２４８８号公報、同４−９２４８９号公報、同４−９２４９０号公報、同４−９２４９１号公報、同４−９２４９２号公報、同４−９２４９３号公報、同４−９２４９４号公報）。
【０００４】
更に、他の水溶性マトリックス高分子として、ポリビニルピロリドン、アラビアゴム、ポリアクリル酸ソーダ、アルギン酸ナトリウム、カルビキシメチルセルロース誘導体、ポリエーテルエステル、ポリエチレンポリプロピレングリコールトリレンジイソシアネートコポリマー、特定のポリアルキレンオキシドと特定のジカルボン酸化合物及びジイソシアネート化合物の混合物、及び特定のビニル化合物から誘導される共重合体とポリオキシエチレン基を含有する二塩基性酸素酸との反応による樹脂を使用する方法が開示されている（特開平５−１６９４００号公報、同６−３４４２９７号公報、同８−１９７４９６号公報、同１０−６２９８号公報、同１０−３３０７７７号公報）。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、これらの方法においては、確かにドリルの発熱防止効果又はプリント配線基板の穴開け部内壁の粗さの低減、延いてはドリル寿命の向上には効果はあるものの、紙などの多孔質シートへの含浸が不足したり、アルミニウム板との密着性が劣ったり、また塗膜自体がベタツキ易く、夏場等の多湿状態下では一層塗膜表面のベタツキが起こり、製品としての取扱いに支障が生じるという欠点があった。加えて、生産性が向上できる製造方法であるグラビアコート法又はロールコート法等で上記樹脂化合物を塗布し、焼付けて塗膜とした場合、均一な塗布が困難となり、焼付け後の塗膜厚さが不均一となる傾向にあった。
【０００６】
本発明はかかる問題点に鑑みてなされたものであって、ドリルによるプリント配線基板への穴開け加工において、穴開け時のドリルビットの発熱防止効果、潤滑効果及び切り屑の飛散防止かつその排出性が優れ、高品質で効率良く穴開け加工が可能な保護用当て板に好適な潤滑性樹脂被覆金属板を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る潤滑性樹脂被覆金属板は、変性ポリアミド（Ｉ）からなるマトリックス樹脂及び無機系粉末充填剤（II）で構成される潤滑性樹脂組成物を金属板の少なくとも上面に被覆してなり、
前記変性ポリアミド（Ｉ）が水溶解性であり、
前記無機系粉末充填剤（II）が、層状珪酸塩鉱物から誘導される複合酸化物であり、
前記変性ポリアミド（Ｉ）及び前記無機系粉末充填剤（II）の配合比率が、固形分換算含量の質量比で（３０〜９８）：（２〜７０）であり、
前記潤滑性樹脂組成物に、エチレンオキサイド単位又はエチレンオキサイド単位及びプロピレンオキサイド単位から構成され、かつ分子量が３００〜７０００である水溶性潤滑剤（III）が、｛変成ポリアミド（Ｉ）＋無機系粉末充填剤（II）｝：水溶性潤滑剤（III）＝（６０〜９５）：（５〜４０）の固形分換算含量比の質量配合率で添加されていることを特徴とする。
【０００８】
この潤滑性樹脂被覆金属板において、前記無機系粉末充填剤（II）が少なくともケイ素、マグネシウム、フッ素、ナトリウム、リチウム、及びアルミニウムを含有する結晶構造で構成された変性層状珪酸塩であり、かつ水に対して膨潤性を示すことが好ましい。また、前記金属板は、アルミニウム合金板であり、その片面又は両面に、前記潤滑性樹脂組成物を塗布し、焼付乾燥により５〜１００μｍの塗膜が形成されていることが好ましい。更に、前記アルミニウム合金板の厚さが３０乃至４００μｍであることが好ましい。本発明の潤滑性樹脂被覆金属板は、小径穴開け加工を行なう際に積層された複数枚のプリント配線基板の少なくとも上面に配置される保護用当て板とすることができる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施例について具体的に説明する。本発明のプリント配線基板用の穴開け加工に適用される潤滑性樹脂被覆金属板における潤滑性樹脂とは、−８０℃から８０℃をガラス転移温度として有する水溶解性の変性ポリアミド（Ｉ）と無機系粉末充填剤（II）及び水溶性潤滑剤（III）との混合物であり、グラビアコート法又はロールコート法等の製造法により均一にアルミニウム板に塗布でき、焼付け後の塗膜厚みが均一でベタツキが無い性能を有するものである。
【００１０】
前記（Ｉ）のマトリックス樹脂である変性ポリアミドのガラス転移温度の範囲は−８０℃〜８０℃、好ましくは−７５℃〜６０℃、より好ましくは−７０℃〜５０℃である。ガラス転移温度が−８０℃未満であると、焼付け後の潤滑性樹脂塗膜の強度及び硬度が不十分で塗膜自体の耐久性が劣るものとなり、ガラス転移温度が８０℃を越えると、逆に焼付け後の潤滑性樹脂塗膜の硬度が高くなりすぎて、特にドリルの穴開け時の潤滑性が低下し、ドリル寿命の向上にはマイナスの効果を与えてしまうからである。またこの樹脂の数平均分子量としては、１０，０００〜１００，０００、好ましくは１５，０００〜６０，０００、より好ましくは２０，０００〜５０，０００である。マトリックス樹脂である変性ポリアミド（Ｉ）の数平均分子量が１０，０００未満であると、この潤滑性樹脂がアルミニウム板上に塗膜として塗工されて得られる当て板が、多湿条件下においてベタツキを生じてしまい、数平均分子量が１００，０００を超えると、ドリル加工時に発生する熱の除去が不十分となり、プリント基板のスルーホール切削内面が粗くなってしまうからである。
【００１１】
前記無機系粉末充填剤（II）は少なくともケイ素とマグネシウムを主要元素として結晶構造が構成される層状珪酸塩の複合酸化物であり、天然に存在するカオリナイト又はハロイサイト、パイロフィライト、タルク、モンモリロナイト、バイデライト、サポナイト、ヘクトライト、バーミキュライト、白雲母、金雲母、四珪素雲母、マーガライト、クリンナイトなどが挙げられる。本発明においては、特に前記潤滑樹脂の塗膜性状とドリル加工性能に顕著な効果を示すものとして、ケイ素、マグネシウム、フッ素、及びナトリウムを主要元素とする結晶構造で構成された変性雲母が挙げられる。この結晶構造体を有する変性雲母は、その性質上、水に対して膨潤性を示すものであり、以下のような優れた特徴を潤滑性樹脂及び焼付け後に形成される塗膜に付与することができる。第１に、水に膨潤することにより均一に潤滑性樹脂中に分散することができ、かつグラビアコート法及びロールコート法による製造の際に供することができる最適な樹脂粘度の制御を行なうことができること、第２に、マトリックス樹脂である変性ポリアミド（Ｉ）との組合わせから得られる潤滑性樹脂塗膜の潤滑性をさらに、前記無機粒子である水膨潤性の変性雲母の添加により、塗膜表面に微細な凹凸構造を形成させることで穴開け加工時のドリルの接触面積を低減し、摩擦の低減が図られ、より一層の潤滑性が付与できること、第３に、前記変性雲母自体が成膜性を有していることから、マトリックス樹脂である変性ポリアミド（Ｉ）のみで得られる潤滑性樹脂塗膜では、長期間の多湿条件下で発現の危険性のあるベタツキ現象を無くすことができる。前記３つの主要な効果をより一層発現させるためには、前記変性雲母の平均粒径が１〜１０μｍ、好ましくは２〜８μｍ、より好ましくは３〜５μｍであることが好ましい。変性雲母の平均粒径が１μｍ未満であると、潤滑性樹脂混合物中で均一に分散することが困難となり、１０μｍを超えると、塗膜表面に微細な凹凸構造の形成が困難となり、潤滑効果が低下する。
【００１２】
前記（Ｉ）及び（II）から構成される前記潤滑性樹脂混合物に、さらに一層優れた潤滑性を付与するために、水溶性潤滑剤（III）を添加することができる。前記水溶性潤滑剤とは、具体的には、ポリエチレングリコール、ポリオキシエチレンアルキルエーテル類、ポリオキシエチレンスルホコハク酸ラウリルソーダ、ポリエチレングリコール脂肪酸エステル類、ポリオキシエチレンソルビタン脂肪酸エステル類、ポリオキシエチレンソルビット脂肪酸エステル類、ポリオキシエチレンポリオキシプロピレンアルキルエーテル類、エチレンオキサイド及びプロピレンオキサイドから構成されるポリエステルポリオール類又はポリエーテルポリオール類、等が挙げられ、その単独又は２種類以上を組み合わせてもよい。
【００１３】
本発明の潤滑性樹脂中に添加する際には、前記（III）の分子量の範囲が３００〜７０００の潤滑剤が好適である。本発明の潤滑性樹脂組成物は前記（Ｉ）及び（II）、又は（Ｉ）、（II）及び（III）から構成され、その各構成成分の配合比率［（Ｉ）：（II）］又は［｛（Ｉ）＋（II）｝：（III）］は、固形分換算含量の質量比で（３０〜９８）：（２〜７０）又は（６０〜９５）：（５〜４０）に設定する必要がある。特に好ましくは、（４５〜９５）：（５〜５５）又は（７０〜９０）：（１０〜３０）である。（Ｉ）の使用比率が３０未満であると塗膜自体の強度が低下し、成膜性が悪くなり、９８を超えると成膜性及び塗膜自体の強度は向上するものの、樹脂混合物自体の粘度が高くなりすぎてアルミニウム板に塗布することが困難となる。（II）の使用比率が２未満であると、塗膜のベタツキを完全に無くすことができなくなり、かつ塗膜表面に微細な凹凸構造を形成しずらくなり潤滑性能が低下し、７０を超えると樹脂混合物自体の粘度が高くなりすぎて、アルミニウム板への塗布が困難となる。また、（Ｉ）＋（II）の使用比率が６０未満であると塗膜自体の強度が低下し、成膜性が悪くなり、９５を超えると成膜性及び塗膜自体の強度は向上するものの、樹脂混合物自体の粘度が高くなりすぎてアルミニウム板に塗布することが困難となる。（III）の比率が５未満であると、より一層の潤滑性能がもたらすドリル寿命の向上効果が低下し、４０を超えると多湿条件下で塗膜のベタツキが生じがちになる。さらに、上記（Ｉ）及び（II）又は（Ｉ）、（II）及び（III）から構成される樹脂混合物に、必要に応じて、アルミニウム板への塗布性を向上させる目的で、レベリング剤及び消泡剤を適宜に配合してもよい。
【００１４】
本発明の潤滑性樹脂をアルミニウム板へ塗布し塗膜形成させる方法としては、生産性の観点からグラビアコート法又はロールコート法が好ましい。前記方法によりアルミニウム板上に塗布された樹脂混合物を８０℃〜２５０℃、好ましくは１５０℃〜２００℃の範囲で、５秒〜１２０秒、好ましくは１０秒〜６０秒で焼付け乾燥を施し、塗膜厚さとして５〜１００μｍ、好ましくは１０〜５０μｍの塗膜をアルミニウム板上に形成する。塗膜厚さが５μｍ未満であると、潤滑性能が発揮されず、１００μｍを超える塗膜を形成しようとすると、前記２方法では樹脂混合物の粘度を極端に上げなければならず、塗布が困難となり、返って生産性が低下する。また、塗膜が形成できたとしても、多湿条件下でのベタツキが回避できないことがあり得る。ここで用いるアルミニウム板の材質は、純アルミニウム系、３０００系合金、５０００系合金などが適用されるが、好ましくは純アルミニウム系が用いられる。厚さは３０〜４００μｍ、好ましくは５０〜２５０μｍ、より好ましくは１００〜２００μｍである。厚さが３０μｍ未満であると、当て板としてのハンドリング性が悪くなり、穴開け加工時のドリルの穴位置精度が低下し、また、厚さが４００μｍを超えると、前記２方法での生産性が制限され、経済性の点で劣ることになる。
【００１５】
なお、アルミニウム板の板厚Ｔと樹脂皮膜の厚さｔｒとの比については、穴開け条件等に応じて適宜変更すればよいが、ｔｒをＴの５０％以内とすれば、樹脂皮膜の応力による樹脂被覆金属板の歪みが少なくなり、平坦度が向上するため、穴開け加工の精度がより向上するという優れた効果が得られる。更に、使用後はそのまま溶解してアルミニウム材料としてリサイクルができ、使用後の廃棄処理がなくなるため、環境面でも好ましい効果を奏する。
【００１６】
【実施例】
以下、本発明の実施例の効果を本発明の範囲から外れる比較例と比較して説明する。なお、以下の実施例において、穴開け加工条件、穴開け加工時の配置方法、加工後の穴位置精度の判定法、内壁粗さの判定法、及び膜性状の判定法の各特性は下記の方法により測定した。
【００１７】
（穴開け加工条件）
ドリルビット：直径０．２ｍｍ
回転数：１００，０００ｒｐｍ
送り速度：１．４ｍ／分
引き上げ速度：２５．４ｍ／分
ドリルヒット数：３０００ヒット
（穴開け加工時の配置方法）
潤滑性樹脂塗膜処理されたアルミニウム板（最上層部）の下に、０．２ｍｍ厚の銅箔張プリント配線基板を８枚重ねにして、その下に厚さ１．５ｍｍのベークライト板からなるバックアップボードを配置してドリル加工に供した。
【００１８】
（穴位置精度の判定法）
穴位置精度の判定は、３０００ヒット後の８枚重ねのプリン配線基板の中の最下部（８枚目）の基板について実施し、中心部からの誤差間隔の標準偏差が１５μｍ未満であるものを○、１５μｍ以上を×として判定を行なった。
【００１９】
（内壁粗さの判定法）
内壁粗さの判定は、２０００ヒット目及び前後２穴ずつの各スルーホール壁面左右の内壁粗さを測定し、その平均値が１５μｍ以下であるものを○、１５μｍを超えるものを×として判定を行なった。
【００２０】
（塗膜のベタツキ性状の判定法）
潤滑性樹脂混合物をアルミニウム板に塗工した後、５ｃｍ角になるように塗工基板を切断し、塗工されていない同形状のアルミニウム板を塗膜と接するように重ね、その上から５０ｋｇの重りを載せて、４０℃、相対湿度９０％の雰囲気条件下で１２時間放置したとき、塗工されていないアルミニウム板に塗膜の転写が確認されない場合は○、多少でも転写が起こっているものは×とした。
【００２１】
［第５乃至１０実施例］
水溶解性の変性ポリアミド（以下、ＰＡと略記する。東レ製ＡＱ−ナイロン、Ｐ−70）を１８質量％、無機粉末充填剤として水膨潤性変成雲母（以下、ＭＥと略記する。コープケミカル製、ＭＥ−１００）を４質量％となるように、約４０℃で蒸留水中に均一になるまで分散溶解させた。この混合物を、厚さ１５０μｍの純アルミニウム系（１０５０−Ｈ１８）シートの片面にロールコート法により塗布し、１８０℃で３０秒間、焼付け乾燥を施し、アルミニウム板上に約２５μｍの潤滑性樹脂塗膜を形成した。
【００２３】
この場合に、ＰＡ、ＭＥ及び水溶性潤滑剤（以下ＷＥ１及びＷＥ２と略記する。ＷＥ１：住友バイエルンウレタン製、分子量７５０のポリエーテルポリオール、ＳＢＵ−アディティブ−Ｋ２８２；ＷＥ２：同左製、分子量３４００のポリエーテルポリオール、ＳＢＵ−ポリオール−０１２３）の固形分換算含量の質量比を下記の表１に示す混合比で、混合した。
【００２４】
【表１】
0004127341.tif 000002
【００２５】
［比較例１］
ＰＡを１００質量部及びフッ素系レベリング剤（住友３Ｍ製、ＦＣ−１７０Ｃ）を１質量部蒸留水で混合し均一溶液として、実施例１に準じた方法によりアルミニウム板上に塗膜を形成した。
【００２６】
［比較例２］
ＰＡを１０質量部、ＭＥを９０質量部を蒸留水中で均一に分散混合し、実施例１に準じた方法によりアルミニウム板上に塗布したが、粘度が高くなりすぎて均一な塗膜を得ることができなかった。
【００２７】
［比較例３］
ＰＡを３０質量部、ＭＥを２０質量部、及びＷＥ１を５０質量部の混合物を蒸留水中で均一に分散混合し、実施例１に準じた方法によりアルミニウム板上に塗布し、約２５μｍの塗膜からなる潤滑性塗膜をアルミニウム板上に形成した。
【００２８】
［比較例４］
ＰＡを３０質量部、ＭＥを２０質量部、ＷＥ１を２５質量部、及びＷＥ２を２５質量部の混合物を蒸留水中で均一に分散混合し、実施例１に準じた方法によりアルミニウム板上に塗布し、約２５μｍの塗膜からなる潤滑性塗膜をアルミニウム板上に形成した。
【００２９】
［比較例５］
ＰＡを８０質量部、水に対して膨潤性を示さない変性の層状珪酸塩（商品名：ＭＫ１００、コープケミカル社製）を２０質量部を蒸留水に溶かしたが、均一な樹脂混合溶液は得られず、実施例１に準じた方法によりアルミニウム板上に塗布したが、均一な塗膜は得られなかった。
【００３０】
［比較例６］
ＷＥ１００質量部を蒸留水に溶かし実施例１に準じた方法でアルミニウム板上に塗布したが、均一な塗膜を得ることができなかった。
【００３１】
［比較例７］
ＰＡを５０質量部、ＷＥ１を５０質量部を蒸留水中で均一に分散混合し、実施例１に準じた方法でアルミニウム板上に塗布した。
【００３２】
実施例５〜１０及び比較例１〜７の結果を下記表２に示す。
【００３３】
【表２】
0004127341.tif 000003
【００３４】
上記表２から、全実施例においては、ドリルによる穴開け加工時の穴位置精度、貫通孔（スルーホール）の内壁粗さ、及びアルミニウム板上に形成された潤滑性塗膜の吸湿による転写挙動に関しては顕著な向上効果が確認された。これに対して、比較例では、上記一連の特性を全て満足するものは存在しなかった。従って、少なくともマトリックス樹脂である水溶性ポリアミド（Ｉ）と無機系粉末充填剤である膨潤性合成雲母（II）の組合わせがある特定の質量比の範囲で、顕著な性能を示すということができる。また、水溶性潤滑剤を特定の範囲内で添加することにより、一層の潤滑効果（内壁粗さの低減）を付与することもできる。
【００３５】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の潤滑性樹脂をアルミニウム板上に塗膜として形成したものは、優れた潤滑性を有し、プリント配線基板の穴開け加工時の当て板として充分に適用することが可能である。更に、本発明の潤滑性樹脂は、生産性の点で有利なグラビアコート法又はロールコート法に適用でき、しかも短時間で焼付け形成された塗膜は、多湿条件下にさらされてもベタツキが起こらず、またアルミニウム板に形成された塗膜が一旦ロールに巻き取られた後、荷重をかけ、更にロールから巻きほどかれた場合にも、塗膜の転写が起こらず、安定した性能を長期間にわたって保持することができる。