DD148686A1 - METHOD FOR THE PRODUCTION OF LUBRICATING PRESSES FOR PCB LAYERS - Google Patents

Abstract

Verfahren zur Herstellung von Schichtpreszstoffen fuer Leiterplatten, insbesondere fuer die Produktion von Leiterplatten mit hohen Schwierigkeitsgraden,die vorzugsweise in der Groszserienproduktion verarbeitet werden koennen.Die erfindungsgemaesze Loesung soll es ermoeglichen,einen besonders guenstigen oekonomischen Weg zu nutzen sowie gute elektrische und mechanische Eigenschaften am Erzeugnis zu erreichen.Der Erfindung liegt die technische Aufgabe zugrunde, einen Schichtpreszstoff fuer Leiterplatten herzustellen, in dem unterschiedliche Harzsysteme gleichzeitig zum Einsatz kommen. Erreicht wird dies durch gemeinsames Verpressen von unterschiedlichen Traegermaterialien mit jeweils verschiedenen Harzen (Epoxidharz,modifizierte oder nichtmodifizierte Phenolharze). Das Anwendungsgebiet ist die Herstellung von Elektroisolierstoffen und von Leiterplatten fuer die Mikroelektronik.Process for the production of laminates for circuit boards, in particular for the production of printed circuit boards with high degrees of difficulty, which can preferably be processed in large series production. The solution according to the invention should make it possible to use a particularly favorable economic way and to obtain good electrical and mechanical properties on the product The invention is based on the technical object of producing a laminate for printed circuit boards in which different resin systems are used at the same time. This is achieved by co-pressing of different carrier materials with different resins (epoxy resin, modified or unmodified phenolic resins). The field of application is the production of electrical insulating materials and printed circuit boards for microelectronics.

Description

Verfahren zur Herstellung von Schichtpreßstoffen für LeiterplattenProcess for the production of laminates for printed circuit boards

Anwendungsgebiet der ErfindungField of application of the invention

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Schichtpreßstoffen für Leiterplatten, insbesondere für die Produktion von Leiterplatten mit hohen Schwierigkeitsgraden, die vorzugsweise in der Großserienfertigung verarbeitet werden können.The invention relates to a process for the production of laminates for printed circuit boards, in particular for the production of printed circuit boards with high degrees of difficulty, which can preferably be processed in mass production.

Charakteristik der bekannten technischen LösungenCharacteristic of the known technical solutions

Die Herstellung von Leiterplatten aus kupferkaschiertem Schichtpreßstoff ist seit längerer Zeit bekannt und auf Grund der vorteilhalten Herstellungsteclmik gegenüber der früheren Verdrahtung der Bauelemente v.'eitestgehend technisch genutzt.The production of printed circuit boards made of copper-laminated laminate has long been known and due to the advantage of the manufacturing industry compared to the earlier wiring of the components v. 'Used technically.

Dabei werden generell zwei Grundtypen kupferkaschierter Schichtpreßstoffe eingesetzt:Two basic types of copper-laminated laminates are generally used:

- kupferkaschiertes Phenolharz-Hartpapier und- copper-clad phenolic resin paper and

- kupferkaschiertes Epoxidharz-Glashartgewebe. Solche Schichtpreßstoffe sind in nationalen und internationalen Standards wie TGL 11651, NEMA. LI-1-1972, DI¥ 40 802, GOST 10.316 festgelegt.- Copper-clad epoxy resin glass hard tissue. Such laminates are in national and international standards such as TGL 11651, NEMA. LI-1-1972, DI ¥ 40 802, GOST 10,316.

r im inr: .1r in inr: .1

~ 2 - 2 ~ 2 - 2

Kupferkaschiertes Hartpapier wird für viele Anwendungsbereiche der einfachen Elektronik in großem Umfang.bei der Fertigung großer Leiterplattenserien verwendet,· während die kupferkaschierten Epoxidharz-Glasgewebe-. · Schichtpreßstoffe auf Grund ihrer wesentlich besseren elektrischen und mechanischen Eigenschaften vorzugsweise für Leiterplatten mit sehr hohen AnforderungenCopper-clad kraft paper is widely used in many simple electronic applications in the manufacture of large circuit board series, while the copper-clad epoxy glass fabric. Laminates, due to their much better electrical and mechanical properties, preferably for printed circuit boards with very high requirements

eingesetzt werden,, . · . be used. ·.

Andererseits sind gerade die letztgenannten Schichtpreßstoffe, die aus sehr teuren Grundstoffen aufgebaut sind, sehr schwer mechanisch zu bearbeiten. Die Herstellung von Leiterplatten daraus verlangt aufwendige Arbeitsgänge (Sägen,.Bohren) und bringt hohen Werkzeugverschleiß mit sich«, Es hau'daher nicht an Versuchen gefehlt, kupferkaschierte Schichtpreßstoffe zu entwickeln, die in ihrer Qualität zwischen den beiden genannten Grundtypen liegen und wesentlich besser verarbeitbar sind. ...... .^; Hierzu sind z.B. die auf Basis von Epoxidharzen hergestellten MischlaminateOn the other hand, especially the latter laminates, which are constructed from very expensive raw materials, very difficult to machine mechanically. The production of printed circuit boards from this requires complex operations (sawing, drilling) and involves high wear on the tooling. Therefore, there has been no lack of attempts to develop copper-laminated laminates whose quality lies between the two basic types mentioned and which can be processed much better are. ....... ^; These are, for example, the mixed laminates produced on the basis of epoxy resins

EfSG- Cu Typ 1710 (AEG) und DN 9103 (Dynamit Hobel)EfSG-Cu type 1710 (AEG) and DN 9103 (dynamite planer)

zu nennen. ...·.'to call. ... ·. '

Diese bestimmten Mischlaminate bestehen aus harzimprägnierten Glasgewebelagen als Deckschichten und Epo;cid-Papier-Kern bzw. Epoxid-Glasmatte (Vlies) als Kernlagen.These particular mixed laminates consist of resin-impregnated glass fabric layers as cover layers and Epo; cid paper core or epoxy glass mat (nonwoven) as core layers.

Ziel der ErfindungObject of the invention

Die erfindungsgemäße Lösung soll es ermöglichen, einen Weg zur Herstellung von Schichtpreßstoffen für Leiterplatten zu nutzen, welcher einen besonders-.günstigen ökonomischen Kompromiß zwischen den Grundtypen darstellt und sowohl ausgezeichnete elektrische Kennwerte, wie auch gute Verarbeitungseigenschaften auf v/eist, wobei insbesondere die Eigenschaften der Stanzbarkeit, Durchkontaktierbarkeit, Schwerentflammbarkeit sowie der Dimensionsstabilität zu nennen sind.The solution according to the invention should make it possible to use a way of producing laminates for printed circuit boards, which represents a particularly favorable economic compromise between the basic types and has both excellent electrical characteristics and good processing properties, in particular the properties of the Stampability, contactability, flame retardance and dimensional stability are mentioned.

- 3 - 21- 3 - 21

Darlegung des Wesens der ErfindungExplanation of the essence of the invention

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Schichtpreßstoff für Leiterplatten herzustellen, in dem unterschiedliche Harzsysteme gleichzeitig zum Einsatz kommen. Die Merkmale der Erfindung bestehen darin, daß mit härtbaren hochmulekolaren Harzen imprägniertes Glasseiden-Trägermaterial als Decklage und phenolharzimprägniertes Papier als Kernlage gemeinsam verpreßt werden, daß epoxidharzimprägniertes Glasseidengewebe als Decklage und mit modifiziertem Phenolharz imprägniertes Papier als Kernlage gemeinsam verpreßt werden; daß mit butyralmodifiziertem Phenolharz imprägniertes Glasseidengewebe als Decklage und mit modifiziertem Phenolharz imprägniertes Papier als Kernlage gemeinsam verpreßt werden und daß das für die Imprägnierung der Kernlage verwendete Harzgemisch 10 - 30 % niedermolekulare Anteile enthält und durch Zugabe von insgesamt 20 - 45 % weichraachender und flammhemmender Stoffe, bezogen auf den Peststoffgehalt der Mischung, modifiziert wird.The invention has for its object to produce a laminate for printed circuit boards, in which different resin systems are used simultaneously. The features of the invention are that pressed together with curable high-molecular resins glass fiber support material as cover layer and phenol resin impregnated paper as core layer are pressed together that epoxy resin impregnated glass fiber fabric as top layer and impregnated with modified phenolic resin paper are pressed together as a core layer; that glass fiber fabric impregnated with butyral-modified phenolic resin is pressed together as top layer and paper impregnated with modified phenolic resin as core layer and that the resin mixture used for the impregnation of the core layer contains 10 - 30 % low molecular weight fractions and by addition of a total of 20 - 45 % softening and flame retardant substances, based on the Peststoffgehalt the mixture is modified.

Die Erfindung wird nachstehend an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert.The invention will be explained in more detail using an exemplary embodiment.

Ausführungsbeispielembodiment

Beispiel 1example 1

Glasseidengewebe mit einer Flächenmasse zwischen vonGlass silk fabric with a basis weight between

p pp p

110 g/ra oder 16O g/m wird in bekannter Weise auf einer Imprägnieranlage mit einer lösung eines Epoxidharzes (mittel- bis hochmolekular, Epoxidquivalent 500 - 600) und Härter Dicyandiamid getränkt und anschließend im Trockenkanal getrocknet. Das entstehende Prepreg soll einen Harzgehalt von 55 % und einen Harzfluß nach dem Plow-Test von 10 - 15 % haben.110 g / ra or 16O g / m is impregnated in a known manner on a impregnation with a solution of an epoxy resin (medium to high molecular weight, epoxy equivalent 500-600) and hardener dicyandiamide and then dried in a drying tunnel. The resulting prepreg should have a resin content of 55 % and a resin flow after the plow test of 10 - 15 % .

Zellulosepapier mit einer Flächenmasse von 145 g/m wird mit einer Phenol-Kresolharzlösung in Alkohol getränkt, welche folgendermaßen zusammengesetzt ist (bezogen auf Feststoffanteile):Cellulose paper having a basis weight of 145 g / m is impregnated with a phenol-cresol resin solution in alcohol, which is composed as follows (based on solids):

Phenol/Kresolformaldehydharz .'.... 65-% dav. mind. 10 % in niedermolekular. Anteilen Weichmachende Modifizierungskomponente, z.B. Trikresy!phosphat, und/oder Holzöl 35 % Phenol / cresolformaldehyde resin. '. 65-% dav. at least 10 % in low molecular weight. Levels Softening Modification Component, eg Trikresy Phosphate, and / or Wood Oil 35 %

Die getränkte Papierbahn wird im Trockenkanal getrocknet und anschließend auf das gewünschte Tafelformat zugeschnitten. ·.-'.... The impregnated paper web is dried in a drying tunnel and then cut to the desired sheet format. ·.-'....

Das imprägnierte Papier soll folgende Kennwerte aufweisen: Harzgehalt 55 %, flüchtige Anteile £ 3 % . Aus den imprägnierten Materialien wird eine 1,5 mm dicke, kupferkaschierte Tafel mit folgendem Schichtaufbau hergestellt (2-seitig kupferkaschiertes Basismaterial)? Ί KupferfolieThe impregnated paper should have the following characteristics: Resin content 55 %, Volatile content 3 %. From the impregnated materials, a 1.5 mm thick, copper-clad board is produced with the following layer structure (2-sided copper-clad base material)? Ί copper foil

1 Lage Glasgewebe - Epoxidharz 5 Lagen Phenol/Kresolharz-Papier 1 Lage Glasgewebe-Epoxidharz 1 Kupferfolie1 layer of glass fabric - epoxy resin 5 layers of phenolic / cresol resin paper 1 layer of glass fabric epoxy resin 1 copper foil

Das so aufgebaute Tafelpaket wird auf bekannte Weise zwischen Preßbleche gelegt und unter Anwendung von . Druck (8p MPa ;spezifisch) gepreßt. Dabei tritt anfangs ein geringer Harzfluß ein und die Lagen werden durch die nachfolgende Aushärtung des Harzes fest miteinander verbunden, Nachfolgend wird die Presse gekühlt und die Tafel bei Raumtemperatur der Presse entnommen. Für die Herstellung eines unkaschierten oder einseitig kupferkaschierten Schichtpreßstoffes werden anstelle der Kupferfolien im o.g. Beispiel Entformungsfolien (Triazetatfolie, Polyvinylfluoridfolie) eingelegt, um ein Ankleben am Preßblech zu verhindern.The so constructed panel package is placed in a known manner between press plates and using. Pressure (8p MPa; specific) pressed. Initially, a small resin flow occurs and the layers are firmly joined together by the subsequent curing of the resin. Subsequently, the press is cooled and the sheet is removed from the press at room temperature. For the production of a non-laminated or unilaterally copper-laminated laminate instead of copper foils in o.g. Example release films (triacetate, polyvinyl fluoride) inserted to prevent sticking to the press plate.

Beispiel 2Example 2

Glasseidengewebe mit einer Flächenmasse zwischen 110 und 160 g/m wird auf an sich bekannte V/eise auf einer Imprägnier anlage mit einer Lösung eines polyvinylbutyral--, modifizierten Phenolharzes in Äthanol durch Temperaturen bis 150 ⁰C getrocknet. Das entstehende Prepreg soll einen Harzgehalt von 40 - 55 % und flüchtige AnteileGlasseidengewebe with a basis weight between 110 and 160 g / m is dried on known per se on a impregnation plant with a solution of a polyvinylbutyral--, modified phenolic resin in ethanol by temperatures up to 150 ⁰ C. The resulting prepreg should have a resin content of 40-55 % and volatile components

Baumv/ollin'ierspa-oier rait einer Flächenraasse vonBaumv / ollin'ierspa-oier rait an area of

ο 120 g/m , v/ie es nach TGL handelsüblich ist, wird ' entsprechend Beispiel 1 mit der Lösung eines Phenol« kresolformaldehydharzgemisches folgender Zusammensetzung (Feststoffanteile) imprägniert: Holzölmodifiziertes Kresolharz 40 TIe. niedermolekulares Phenolharz 20 TIe Trikresylphosphat 25 TIeο 120 g / m, as it is commercially available according to TGL, is impregnated in accordance with Example 1 with the solution of a phenol cresolformaldehyde resin mixture of the following composition (solids content): Wood oil-modified cresol resin 40 parts. low molecular weight phenolic resin 20 parts tricresyl phosphate 25 TIe

Flammhemmender Zusatz ("bromierter Diphenylether, 70 % Brom) . 15 TIeFlame-retardant additive ("brominated diphenyl ether, 70% bromine) .15 TIe

Mit der getränkten Papierbahn v/ird wie in Beispiel 1 v/eiterverfahren. Der Schichtaufbau des Laminates wirdThe impregnated paper web is used as in Example 1. The layer structure of the laminate is

wie folgt vorgenommen: (für 1,5 mm dicke Tafeln) 1 Kupferfoliemade as follows: (for 1.5 mm thick panels) 1 copper foil

1 Lage nach Beispiel 2 imprägniertes Glasseidengev/ebe1 layer according to Example 2 impregnated Glasseidengev / ebe

6-7 Lagen imprägniertes Baurav/o 1 linterspapier6-7 layers of impregnated Baurav / o 1 linterspapier

1 Lage nach Beispiel 2 imprägniertes Glasseidengewebe1 layer according to Example 2 impregnated glass silk fabric

1 Kupferfolie1 copper foil

Dieser Schichtaufbau wird zwischen Preßbleche gelegt und auf bekannte Weise in Etagenpressen unter einem spezifischen Druck von op MPabei Temperaturen von 150 - 180 ⁰G 60 bis 90 Minuten gepreßt. Dabei erfolgt unter leichtem Harzfluß und nachfolgender Härtung der im Laminat enthaltenen Harzkombination die Entstehung erfindungsgemäßen Verbundes.This layer structure is placed between press plates and pressed in a known manner in floor presses under a specific pressure of op MP at temperatures of 150-180 ⁰ G for 60 to 90 minutes. The formation of the composite according to the invention takes place under slight flow of resin and subsequent hardening of the resin combination contained in the laminate.

ITach Kühlen auf Raumtemperatur in der Presse unter Druck werden die Tafeln aus der Presse herausgenommen und als Basismaterial zu Leiterplatten v/eiterverarbeitet.After cooling to room temperature in the press under pressure, the sheets are taken out of the press and processed as base material into printed circuit boards.

Ergebnisse der KennwertprüfungResults of the characteristic value check

Die erhaltenen Kennwerte werden in Tabelle 1 den durchschnittlich gemessenen Werten für Papierlaminat (P1S) nach TGL 11651 und denen vom Glaslaminat (32C) gegenübergestellt. Dadurch v/ird nachgewiesen, daß sichThe obtained characteristics are compared in Table 1 with the average measured values for paper laminate (P1S) according to TGL 11651 and those of the glass laminate (32C). Thereby it is proved that

218 6 52218 6 52

durch den erfindungsgemäßen Aufbau des Schichtpreßstoffes eine überraschend günstige Eigenschaftskombination erzielen läßt, die in Verbindung mit dem ökonomischen Aufwand eine besonders vorteilhafte Arbeitsweise darstellt.can achieve a surprisingly favorable combination of properties by the structure of the laminate according to the invention, which represents a particularly advantageous mode of operation in conjunction with the economic effort.

Tabelle. 1Table. 1

Laminat 1 LaminatLaminate 1 laminate

Papier-Phenol- Glasseide harz EpoxidharzPaper phenolic glass fiber resin epoxy resin

Laminat 3 erfindungsgemäße s Mischla minatLaminate 3 s Mischla minat invention

AEG . Ef/SGAEG. Ef / SG

- Cu- Cu

-Aufnahme-Admission

mgmg

Stanzbarkeit nach Kenn-TGL 0-53438 wertPunchability according to Kenn-TGL 0-53438 value

Biegefestigkeit N/mmBending strength N / mm

4040

2,0 10002.0 1000

nicht stanzbar, Verschleißnot punched, wear

30003000

Oberflächen widerstand R 3. Surface resistance R 3. 10¹⁰ 10 ¹⁰ 10¹² 10 ¹² Durchkont akt ie r- barkeitThrough contact availability mit Einschrän kungwith limitation jaYes Brennbarkeitflammability neinNo jaYes Diel. Verlustfaktor (bei 1 MHz)Diel. Loss factor (at 1 MHz) 0,050.05 0,040.04 Lötbadbest. 26O⁰C Zinnbad sLötbadbest. 26O ⁰ C tin bath s 55 2020 Kostenfaktor für Material u. Arbeits aufwand % Cost factor for material u. Work effort % 100100 300300

20 1,0 - 1,220 1.0 - 1.2

2200 10¹² 2200 10 ¹²

neinNo

0,0450,045

1515

150150

2020

2500 10¹² 2500 10 ¹²

neinNo

0,0360,036

200200

Claims (4)

Erfindungsansprücheinvention claims 1. Verfahren zur Herstellung von Schichtpreßstoffen für Leiterplatten als Mischlaminat,1. A process for the production of laminates for printed circuit boards as a mixed laminate, gekennzeichnet dadurch,characterized by daß mit härtbaren hochmolekularen Harzen imprägniertes Glasseiden-Trägermaterial als Decklage und phenolharzimprägniertes Papier als Kernlage gemeinsam verpreßt werden.that impregnated with curable high molecular weight resins glass fiber support material as cover layer and phenol resin impregnated paper are pressed together as a core layer. 2. Verfahren nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch,2. Method according to item 1, characterized by daß epoxidharzimprägniertes Glasseidengewebe als Decklage und mit modifiziertem Phenolharz imprägniertes "Papier als Kernlage gemeinsam verpreßt werden«in that epoxy resin-impregnated glass fiber fabric is pressed together as cover layer and "modified paper impregnated with modified phenolic resin as core layer" 3· Verfahren nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch,3 method according to item 1, characterized by daß mit butyralmodifiziertem Bhenolharz imprägniertes Glasseidengewebe als Decklage und mit modifiziertem Phenolharz imprägniertes Papier als Kernlage gemeinsam verpreßt werden.in that glass fiber fabric impregnated with butyral-modified Bhenol resin is pressed together as cover layer and paper impregnated with modified phenolic resin as core layer. 4« Verfahren nach den Punkten 2 und 3, gekennzeichnet dadurch,4 «Method according to points 2 and 3, characterized by daß das für die Imprägnierung der Kernlage verwendete Harzgemisch 10 - 30 % niedermolekulare Anteile enthält und durch Zugabe von insgesamt 20 - 45 % weichmachender und flammhemraender Stoffe, bezogen auf den Peststoffgehalt der Mischung, modifiziert wird.that the resin mixture used for the impregnation of the core layer contains 10 - 30 % low molecular weight fractions and is modified by addition of a total of 20 - 45 % softening and flame retardant substances, based on the Peststoffgehalt the mixture.