DE69106625T2

DE69106625T2 - Verfahren zur Bohrung von Durchgangslöchern in gedruckte Leiterplatten.

Info

Publication number: DE69106625T2
Application number: DE69106625T
Authority: DE
Inventors: Morio Gaku; Hidenori Kimbara
Original assignee: Mitsubishi Gas Chemical Co Inc
Current assignee: Mitsubishi Gas Chemical Co Inc
Priority date: 1990-08-08
Filing date: 1991-07-31
Publication date: 1995-05-18
Anticipated expiration: 2011-08-01
Also published as: US5082402A; DE69106625D1; JP2855824B2; TW223731B; KR920005676A; JPH0492494A; EP0470757B1; EP0470757A3; EP0470757A2; KR100225273B1

Description

Gebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Bohren eines durchgehenden Loches in eine doppelseitige oder mehrschichtige Platte einer gedruckten Schaltung. Insbesondere betrifft sie ein Verfahren zum Bohren eines durchgehenden Loches durch eine Platte für eine gedruckte Schaltung mit einer wasserlöslichen Gleitmittelfolie auf einer Oberfläche oder jeder Oberfläche der Platte, wobei das Verfahren es ermöglicht, die Wärmeerzeugung durch einen Bohrer zu hemmen und durchgehende Löcher mit hoher Qualität und guter Produktivität zu erzeugen.

Stand der Technik

Die US-PS 4 781 495 und die US-PS 4 929 370 beschreiben Verfahren zum Bohren von durchgehenden Löchern durch ein Laminat, das gebildet worden ist durch Aufbringen einer Metallfolie auf eine Oberfläche oder jede der beiden Oberflächen eines Isolationsmaterials, wobei ein durchgehendes Loch durch das Laminat gebohrt wird, während ein wasserlösliches Gleitmittel auf eine Oberfläche oder jede der Oberflächen des Laminats aufgebracht wird. Diese US-PS beschreiben die Verwendung einer Folie, die hergestellt worden ist durch Imprägnieren einer porösen Folie bzw. Bahn aus Papier usw. mit einem Gemisch, enthaltend ein festes wasserlösliches Gleitmittel aus einem Glykol wie Diethylenglykol, Dipropylenglykol usw., einem Fettsäureester und einem nicht-ionischen grenzflächenaktiven Mittel.
Diese in den obigen US-PS angegebenen Verfahren weisen jedoch die folgenden Probleme auf: Die Verhinderung der durch das Bohren hervorgerufenen Wärmeentwicklung ist manchmal nicht zufriedenstellend; es treten Fälle auf, in denen die Imprägnierung des obigen Gemisches in einer porösen Bahn gering ist, und die Bahn selbst ist manchmal klebrig. Klebrige Folien sind schwierig zu handhaben und verringern die Bearbeitbarkeit und ein Abziehen der Folie, soweit eine solche verwendet wird, erhöht die Kosten.

Zusammenfassung der Erfindung

Es ist ein Ziel der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zum Bohren eines durchgehenden Loches in eine Platte einer gedruckten Schaltung zu entwickeln, bei dem eine ausgezeichnete Wirkung bezüglich der Verhinderung der Wärmeerzeugung durch einen Bohrer auftritt, wenn das Loch erzeugt wird, und das zu durchgehenden Löchern mit guter Qualität und guter Produktivität führen kann.
Es ist ein anderes Ziel der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zu entwickeln zum Bohren eines durchgehenden Loches in einer Platte einer gedruckten Schaltung, das zu durchgehenden Löchern mit guter Qualität und guter Produktivität führt, mit Hilfe einer Folie aus einem wasserlöslichen Gleitmittel mit einer ausgezeichneten Wirkung bezüglich der Verhinderung der Wärmeentwicklung, und die nicht klebrig ist.
Es ist ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zu entwickeln zum Bohren eines durchgehenden Loches in einer Platte einer gedruckten Schaltung, das zu durchgehenden Löchern führt, die nahezu keinen rosa Ring und keine Flecken bzw. Verunreinigungen zeigen.
Die Erfindung betrifft daher ein Verfahren zum Bohren eines durchgehenden Loches in eine Platte einer gedruckten Schaltung, umfassend das Aufbringen einer Folie aus einem wasserlöslichen Gleitmittel auf eine Seite oder jede Seite der Platte für die gedruckte Schaltung, und Bohren eines durchgehenden Loches durch das erhaltene Laminat, wobei die Folie aus wasserlöslichem Gleitmittel aus einem Gemisch aus 20 bis 90 Gew.-% eines Polyethylenglykols mit einem mittleren gewichtsmäßigen Molekulargewicht von nicht weniger als 10 000 mit 10 bis 80 Gew.-% eines wasserlöslichen Gleitmittels besteht und 0,05 bis 3 mm dick ist.

Detaillierte Beschreibung der Erfindung

Die Platte für die gedruckte Schaltung, auf die sich die vorliegende Erfindung bezieht, bezeichnet eine Vielfalt von Materialien für gedruckte Schaltungen, die gebildet worden sind durch integrales Zusammenfügen einer Metallfolie und eines elektrisch isolierenden Materials, und die angewandt werden als Material für eine Vielfalt von Platten für gedruckte Schaltungen. Spezielle Beispiele für die Platten für gedruckte Schaltungen sind eine mit einer Metallfolie verkleidete laminierte Platte, eine mehrschichtige laminierte Platte mit (einer) inneren Schicht(en) aus einem gedruckten Leitungsnetz, eine mit einer Metallfolie verkleidete, mehrschichtige laminierte Platte mit (einer) inneren Schicht(en) aus einem gedruckten Leitungsnetz, eine mit einer Metallfolie verkleidete Kunststoffolie und ähnliches.
Das Polyethylenglykol mit einem mittleren gewichtsmäßigen Molekulargewicht von nicht weniger als 10 000, das erfindungsgemäß angewandt wird, wird im allgemeinen erhalten durch Polymerisieren von Ethylenoxid und besitzt die Formel HO(C&sub2;H&sub4;O)nH. Ein Polyethylenglykol mit einem mittleren gewichtsmäßigen Molekulargewicht von weniger als 10 000 liegt in Form eines Wachses vor und ist brüchig und kann zu leicht zerstoßen werden, um eine Folie bzw. Bahn zu bilden.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird das wasserlösliche Gleitmittel speziell ausgewählt aus Polyethylenglykol mit einem mittleren gewichtsmäßigen Molekulargewicht von 500 bis 9000; Polyoxyethylen-monoethern mit einem mittleren gewichtsmäßigen Molekulargewicht von 500 bis 9000 wie Polyoxyethylen-olelyether, Polyoxyethylen-cetylether, Polyoxyethylen-stearylether, Polyoxyethylen-laurylether, Polyoxyethylen-dodecylether, Polyoxyethylen-nonylphenylether, Polyoxyethylen-octylphenylether usw.; Polyoxyethylenestern mit einem mittleren gewichtsmäßigen Molekulargewicht von 500 bis 9000 wie Polyoxyethylen-monolaurat, Polyoxyethylen-monostearat, Polyoxyethylen-monooleat, Polyoxyethylen-Rindertalgfettsäureester usw.; Polyoxyethylen- sorbitanmonostern mit einem mittleren gewichtsmäßigen Molekulargewicht von 500 bis 9000 wie Polyoxyethylen-sorbitanmonostearat usw.; Polyglycerin-monostearaten mit einem mittleren gewichtsmäßigen Molekulargewicht von 500 bis 9000 wie Hexaglycerin-monostearat, Decaglycerin-monostearat usw.; Polyoxyethylen/Propylen-Blockcopolymeren mit einem mittleren gewichtsmäßigen Molekulargewicht von 500 bis 9000, und ähnlichem. Bevorzugt sind solche Gleitmittel mit einem Schmelzpunkt oder Erweichungspunkt im Bereich zwischen 30ºC und 200ºC, insbesondere zwischen 40ºC und 150ºC.
Die Folie aus dem wasserlöslichen Gleitmittel wird hergestellt aus einem Gemisch, enthaltend 20 bis 90 Gew.-% des oben erwähnten Polyethylenglykols mit einem mittleren gewichtsmäßigen Molekulargewicht von nicht weniger als 10 000 und 80 bis 10 Gew.-% des oben erwähnten wasserlöslichen Gleitmittels. Wenn die Menge an dem wasserlöslichen Gleitmittel größer ist als die oben angegebene Obergrenze, ist es schwer eine Folie herzustellen. Wenn sie geringer ist als die oben erwähnte Untergrenze, zeigt die erhaltene Folie eine unerwünscht geringe Gleitfähigkeit.
Die Folie aus dem wasserlöslichen Gleitmittel besitzt eine Dicke von 0,05 bis 3 mm, vorzugsweise 0,1 bis 2 mm. Wenn diese Dicke geringer ist als der obige Bereich, ist die Wirkung zur Verhinderung der Wärmeentwicklung eines Bohrers unzureichend. Wenn sie größer ist als der obige Bereich, ist es erforderlich, die Länge des Bohrers zu vergrößern. Als Ergebnis einer Zunahme der Länge neigt der Bohrer unerwünschterweise dazu, eine nicht notwendige Bewegung hervorzurufen, was zu einer schlechten Qualität eines durchgehenden Bohrlochs führt, und der Bohrer bricht leichter.
Das Verfahren zur Herstellung der Folie aus dem wasserlöslichen Gleitmittel ist nicht speziell begrenzt. Im allgemeinen werden das oben erwähnte Polyethylenglykol und das obige wasserlösliche Gleitmittel zur Bildung eines homogenen Gemisches vermischt mit Hilfe einer Knetvorrichtung wie einer Walze, einem Kneter usw., gegebenenfalls unter Wärme, und das homogene Gemisch wird extrudiert, formgepreßt oder ausgewalzt zur Bildung einer Folie mit einer Dicke von 0,05 bis 3 mm. Die so erhaltenen wasserlöslichen Gleitmittelfolien werden üblicherweise so zum Bohren angewandt, daß eine Bahn davon auf die Oberfläche einer Kunststoff- oder Metallfolie aufgelegt wird und gegebenenfalls eine Schicht davon auf die andere Seite. Wenn eine wasserlösliche Gleitmittelfolie angewandt wird, ist es bevorzugt, sie auf die Seite des Bohrers zu legen. Es ist besonders bevorzugt, eine wasserlösliche Gleitmittelfolie auf eine Oberfläche und eine andere auf die andere Oberfläche aufzulegen.
Gemäß der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren angegeben zum Bohren eines durchgehenden Loches in eine Platte für eine gedruckte Schaltung, wobei bei dem Verfahren nahezu keine Verschmutzung und kein rosa Ring auftritt. Ferner ist bei dem erfindungsgemäßen Verfahren die wasserlösliche Gleitmittelfolie, die erfindungsgemäß angewandt wird, leicht zu handhaben, da sie nicht klebrig ist, und es können durchgehende Löcher mit ausgezeichneter Qualität erzielt werden. Darüber hinaus ist bei dem erfindungsgemäßen Verfahren der Zug, der auf einen Metallfolienteil ausgeübt wird, gering, und der Grad des Auftretens eines rosa Ringes kann daher verringert werden.
Die vorliegende Erfindung wird unten im Detail in bezug auf Beispiele erläutert, wobei "Teile" für "Gewichtsteile" steht, soweit nicht anders angegeben.

Beispiel 1

Ein Polyethylenglykol mit einem mittleren gewichtsmäßigen Molekulargewicht von mehr als 10 000 und ein wasserlösliches Gleitmittel, deren Mengen in Tabelle 1 angegeben sind, wurden bei einer Temperatur zwischen 80 und 120ºC verknetet und das erhaltene Gemisch mit einem Extruder extrudiert zur Bildung einer Folie mit einer Dicke von 1 mm (im folgenden "vorliegende Folie").
Eine 1,6 mm dicke sechsschichtige Epoxyglas-Platte (gebildet aus vier inneren Schichten, einer inneren Kupferschicht mit einer Dicke von 70 um und einer äußeren Kupferschicht mit einer Dicke von 18 um) wurde unter den folgenden Bedingungen gebohrt:

[Bohrbedingungen]

Bohrer 0,35 mm
Drehgeschwindigkeit 80 000 UpM
Zufuhrgeschwindigkeit 1,6 m/min.
Anzahl der zu bohrenden Platten 2

[Anordnung] (von der Bohrerseite aus)

100 um dicke Aluminiumfolie/vorliegende Folie/sechsschichtige Platte/vorliegende Folie/sechsschichtige Platte/Papier-Phenol-Laminat.
Tabelle 1 zeigt das Vorhandensein oder Nichtvorhandensein von Klebrigkeit der Folie und den Grad des Auftretens einer Verunreinigung, und Tabelle 2 zeigt den Grad des Auftretens eines rosa Ringes.
Die Verunreinigung und der rosa Ring wurden wie folgt bewertet.
Verunreinigung: Eine Wand eines durchgehenden Loches wurde in einem Bereich gemessen, in dem die innere Kupferschicht freilag, d.h. der Grad der Haftung eines Harzes, durch Beobachtung mit einem Mikroskop. Der Grad des Auftretens einer Verunreinigung wurde wie folgt bewertet: 100% freiliegendes Kupfer = 10, 50% freiliegendes Kupfer = 5, kein freiliegendes Kupfer = 0. Speziell wurden 4000 durchgehende Löcher mit einem Bohrer gebohrt, und dann wurden 20 durchgehende Löcher gebohrt. Die Wände dieser 20 durchgehenden Löcher wurden gemessen, um einen Mittelwert zu erhalten. In der Spalte "Grad des Auftretens von Verunreinigung nach 4000 Bohrungen (hits)" in Tabelle 1 geben die Daten in Klammern den kleinsten Bereich an freiliegendem Kupfer innerhalb der 20 durchgehenden Löcher an.
Rosa Ring: Nach dem Bohren wurden die beiden sechsschichtigen Platten 5 min bei 25ºC in eine wäßrige 4N HCl-Lösung getaucht, und die Länge einer auftretenden Korrosion mit 4N HCl von der Wand des durchgehenden Loches an wurde bei jeder der Platten gemessen. Tabelle 2 zeigt die größte Länge, wenn die Messung mit 10 durchgehenden Löchern durchgeführt wurde.
Eine Verunreinigung und ein rosa Ring verhindern einen Kontakt zwischen einem platierten durchgehenden Loch und einer elektrisch leitenden Schicht, die auf einem isolierenden Material gebildet worden ist, und der Grad des Auftretens davon bedeutet einen wichtigen Standard für die Bewertung der Qualität von Platten für gedruckte Schaltungen.

Beispiele 2 bis 7

Beispiel 1 wurde wiederholt, mit der Ausnahme, daß die Menge des Polyethylenglykols mit einem mittleren gewichtsmäßigen Molekulargewicht von mehr als 10 000 und die Menge und die Art des wasserlöslichen Gleitmittels, wie in Tabelle 1 angegeben, verändert wurden. Die Ergebnisse sind in den Tabellen 1 und 2 angegeben.

Vergleichsbeispiel 1

Das Bohren nach Beispiel 1 wurde wiederholt, mit der Ausnahme, daß die vorliegende Folie nicht angewandt wurde und daß die Anordnung der sechslagigen Platten usw. verändert wurde zu einem Laminat aus Aluminiumfolie/sechsschichtiger Platte/sechsschichtiger Platte/Papier-Phenol-Laminat. Die Tabellen 1 und 2 zeigen die Ergebnisse.

Vergleichsbeispiel 2

670 ml Trihydroxystearin von Polyethylenglykol mit einem mittleren gewichtsmäßigen Molekulargewicht von 200 wurden auf 54ºC erwärmt und 250 ml Dipropylenglykol damit vermischt. Das erhaltene Gemisch wurde auf 62ºC erwärmt, und 80 ml eines Fettsäureesters (Handelsname Paricin 13, von Cas Gen) wurde damit vermischt.
Das erhaltene Gemisch wurde durch Walzenbeschichten auf eine 0,15 mm dicke Papierbahn bei 60ºC so aufgebracht, daß die Menge des erhaltenen Überzugs 60 Gew.-% betrug, und die erhaltene Bahn wurde auf Raumtemperatur gekühlt, um wasserlösliche Gleitmittelfolien zu ergeben.
Das Bohren wurde wie in Beispiel 1 durchgeführt, mit der Ausnahme, daß diese wasserlöslichen Gleitmittelfolien anstelle der vorliegenden Folien verwendet wurden.
Tabellen 1 und 2 zeigen die Ergebnisse. Tabelle 1 Tabelle 2 Rosa Ring nach 4000 Bohrungen Polyethylenglykol wasserlösliches Gleitmittel Molekulargewicht Teile Art* klebrig Grad des Auftretens von Verunreinigungen nach 4000 Bohrungen Beisp. Vergl. beisp. nein ja Wasserlösliches Gleitmittel (mittleres gewichtsmäßiges Molekulargewicht) LEG1 = Polyethylenglykol (1000) LEG2 = Polyoxyethylen-laurylether (1100) LEG3 = Polyoxyethylen-monostearat (3300) LEG4 = Polyoxethylen-sorbitanmonostearat (1300) LEG5 = Hexaglycerin-monostearat (530) LEG6 = Polyoxyethylen/Propylen-Blockpolymer (8800) LEG7 = Polyethylenglykol (4000) Sechsschichtige Platte auf der Seite einer Aluminiumfolie Sechsschichtige Platte auf der Seite eines Papierlaminats Beisp. Vergl.-Beisp.1

Beispiele 8 bis 10

Beispiel 3 wurde wiederholt, mit der Ausnahme, daß die Dicke der vorliegenden Folie auf 0,1 mm (Beispiel 8), 0,2 mm (Beispiel 9) bzw. 0,5 mm (Beispiel 10) verändert wurde.
Tabelle 3 zeigt die Ergebnisse. Tabelle 3 Polyethylenglykol wasserlösliches Gleitmittel Molekulargewicht Teile Art Dicke der vorliegenden Folie Grad des Auftretens von Verunreinigungen nach 4000 Bohrungen Beisp. LEG3 = Polyoxyethylen-monostearat (3300)

Beispiel 11

Beispiel 3 wurde wiederholt, mit Ausnahme der folgenden Änderungen bei den Bohrbedingungen und der Anordnung der Platten und Folien.
Anzahl der zu bohrenden Platten: 3

Anordnung (von der Bohrseite aus):

100 um dicke Aluminiumfolie/vorliegende Folie/sechsschichtige Platte/sechsschichtige Platte/sechsschichtige Platte/ Papier-Phenol-Laminat.
Tabelle 4 zeigt die Ergebnisse.

Vergleichsbeispiel 3

Beispiel 11 wurde wiederholt ohne Anwendung der vorliegenden Folie.
Tabelle 4 zeigt die Ergebnisse.

Vergleichsbeispiel 4

Beispiel 11 wurde wiederholt, mit der Ausnahme, daß die gleiche wasserlösliche Gleitmittelfolie, wie sie in Vergleichsbeispiel 2 hergestellt worden war, anstelle der vorliegenden Folie nach Beispiel 11 verwendet wurde.
Tabelle 4 zeigt die Ergebnisse. Tabelle 4 Rosa Ring nach 4000 Bohrungen sechsschichtige Platte auf der Seite der Aluminiumfolie Grad des Auftretens von Verunreinigungen nach 4000 Bohrungen Beisp. Vergl.-Beisp.

Claims

1. Verfahren zum Bohren eines durchgehenden Loches in eine Platte einer gedruckten Schaltung, umfassend das Aufbringen einer Folie aus einem wasserlöslichen Gleitmittel auf eine Seite oder jede Seite der Platte für die gedruckte Schaltung, und Bohren eines durchgehenden Loches durch das erhaltene Laminat, dadurch gekennzeichnet, daß die Folie aus wasserlöslichem Gleitmittel aus einem Gemisch aus 20 bis 90 Gew.-% eines Polyethylenglykols mit einem mittleren gewichtsmäßigen Molekulargewicht von nicht weniger als 10 000 mit 10 bis 80 Gew.-% eines wasserlöslichen Gleitmittels besteht und 0,05 bis 3 mm dick ist.

2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei das wasserlösliche Gleitmittel mindestens eines ist, ausgewählt aus einem Polyethylenglykol mit einem gewichtsmäßigen mittleren Molekulargewicht von 600 bis 9000, einem Polyoxyethylen-monoether mit einem gewichtsmäßigen mittleren Molekulargewicht von 600 bis 9000, einem Polyoxyethylensorbitan-monoester mit einem gewichtsmäßigen mittleren Molekulargewicht von 600 bis 9000, einem Polyglycerin-monostearat mit einem gewichtsmäßigen mittleren Molekulargewicht von 600 bis 9000 und einem Polyoxyethylen/Propylen-Blockcopolymer mit einem gewichtsmäßigen mittleren Molekulargewicht von 600 bis 9000.

3. Verfahren nach Anspruch 1, wobei das wasserlösliche Gleitmittel ein Ester eines Polyoxyethylens ist.

4. Verfahren nach Anspruch 1, 2 oder 3, wobei das wasserlösliche Gleitmittel einen Schmelzpunkt oder Erweichungspunkt zwischen 30 und 200ºC besitzt.

5. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Folie aus dem wasserlöslichen Gleitmittel 0,1 bis 2 mm dick ist.