DE69214463T2 - Verfahren zur herstellung von plastiklaminaten mit metallschichten insbesondere für gedruckte schaltungen - Google Patents

Verfahren zur herstellung von plastiklaminaten mit metallschichten insbesondere für gedruckte schaltungen

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DE69214463T2
DE69214463T2 DE69214463T DE69214463T DE69214463T2 DE 69214463 T2 DE69214463 T2 DE 69214463T2 DE 69214463 T DE69214463 T DE 69214463T DE 69214463 T DE69214463 T DE 69214463T DE 69214463 T2 DE69214463 T2 DE 69214463T2
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Description

  • Die Erfindung betrifft die Verfahren für die Herstellung von Kunststofflaminaten mit Metallfolien. Im Allgemeinen bestehen Kunststofflaminate aus Platten, die aus mehreren Schichten Kunststoffmaterial bestehen und die gewöhnlich mit Hilfe von Druck und auf einer Unterlage aus Papier, Stoff, Glasfaserkunststoff oder anderen Materialien fest miteinander verbunden werden.
  • Die Kunststoffmaterialien können aus Phenol, Melamin, Epoxy, Polyesther, Silikon, Fluorid oder anderen Materialien bestehen.
  • Bei der Herstellung von gedruckten Schaltungen wird dafür gesorgt, daß eine gewöhnlich aus Kupfer bestehende Metallfohe während des Druckverfahrens an einer bzw. beiden Seiten haftet. Ein Stapel praktisch gleicher Pakete wird hergestellt, wobei jedes einzelne eine Anzahl von Platten, die mit Kunststoffmaterial imprägniert sind, sowie Kupferfolien umfaßt, von denen eine an jeder Seite des Pakets angeordnet wird.
  • Eine aus Edelstahl oder einer anderen Art Metall bestehende Platte wird zwischen jedes Paket gelegt, und der so entstehende Stapel wird in eine Mehrstempelpresse gegeben, die gleichzeitig Hitze und Druck liefert. Sobald jeder Wärmezyklus, bei dem eine Temperatur von 190ºC bei Drücken von bis zu 100 kg/cm² erreicht werden kann, die über 100 Minuten dauern und eine Kühlstufe von 70-80ºC einschließen, beendet ist, wird ein kompaktes, steifes Produkt erzielt, dessen einzelne Komponenten fest miteinander verbunden sind.
  • Pressen, die für diese Art Fertigung geeignet sind, müssen zwangsläufig sehr komplex sein und können infolge der zahlreichen Wärmeplatten, der Tatsache, daß Hitze und Druck gleichzeitig in präzisen und sorgfältig durchgeführten Arbeitsgängen erzeugt werden müssen, wegen der Notwendigkeit, durch Wärmeleitung gleichmäßige Temperaturen über die verschiedenen Pakete im Stapel zu schaffen, wobei selbstverständlich nur die obere und die untere Seite mit den Wärmeplatten in Berührung kommen, nur eine geringe Produktion erzielen.
  • Insbesondere wird die Übertragung der Kalorien von den Heizplatten der Presse auf die aufgestapelten Pakete, sowie der Kühleinheiten während der Kühlstufen, erheblich durch die Tatsache behindert, daß sie mit Hilfe von Komponenten erfolgt, die aus Glasfaserkunststoff bestehen, der mit Kunststoffmaterial bzw. anderen Isoliermaterialien imprägniert ist, die bekanntlich schlechte Hitzeleiter sind, und zwar bei den Paketen über und unter solchen Materialien innerhalb des Stapels.
  • Zusätzlich zu der Tatsache, daß die Struktur der Presse kompliziert wird, verlangsamt das Vorhandensein etlicher Heizplatten das Ein- und Abladen der Pakete, während weitere Probleme bei kurzen Produktionsabläufen entstehen, die relativ teurer sind.
  • Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren für die Herstellung von Kunststofflaminaten mit Metallfolien, besonders für gedruckten Schaltungen, das die Bildung von Paketen umfaßt, von denen jedes eine Anzahl von Tragplatten aufweist, die mit Kunststoffmaterial imprägniert sind, sowie Metallfolien an einer bzw. beiden Seiten. Besagte Metallfolien werden von einem durchgehenden Band abgerollt.
  • Eine anfängliche Länge des Metallbands wird so angeordnet, daß sie auf die unterer Oberfläche der ersten Reihe Platten paßt, wobei man jeweils unten anfängt. Nachdem eine Falte mit 180º hergestellt wurde, wird eine zweite Bandlänge auf die obere Seite der besagten Reihe gelegt, und nachdem man dort eine Metallplatte angeordnet und eine zweite Falte mit 180º hergestellt hat, und zwar in der der ersten entgegengesetzten Richtung, wird eine zweite Länge auf die untere Oberfläche der zweiten Reihe Platten gelegt.
  • Nachdem man eine dritte Falte mit 180º in der der zweiten Falte entgegengesetzten Richtung hergestellt hat, wird das Band auf die obere Seite dieser letzten Reihe Platten gelegt, und so weiter, bis die letzte Reihe Platten erreicht ist.
  • Die beiden Enden des Bands müssen an einen Stromerzeuger mit entsprechender Leistung angeschlossen werden.
  • Daher wirken die verschiedenen Längen des Bands, die sich den Oberflächen der Pakete anpassen, durch die Herstellung eines angemessenen Drucks und das Schließen des Schaltkreises des Stromerzeugers als elektrische Widerstände, so daß eine enge Verbindung zwischen den einzelnen Komponenten des Pakets entsteht und Kunststofflaminate hergestellt werden.
  • Das Metallband sollte vorzugsweise aus Kupfer sein.
  • Der erforderliche Druck auf die Paketstapel kann dadurch erzielt werden, daß der Stapel in eine kalte Presse oder einen Druckkessel gegeben wird.
  • Gemäß einer bevorzugten Methode wird jeder Paketstapel in eine Matrize gesetzt, die über eine obere und eine untere Platte verfügt, die durch Führungs- und Haltezapfen miteinander verbunden sind.
  • Auf diese Weise kann der erforderliche Druck auf die besagte Matrize aufgebracht werden.
  • Der Druck auf die Matrize kann durch deren Einsatz in eine kalte Presse oder einen Druckkessel hergestellt werden.
  • Diese Erfindung bietet zahlreiche Vorteile.
  • Da die Pressen nicht Hitze und Druck gleichzeitig liefern müssen, können sie einfacher beschaffen sein, und es können verschiedene Arten von Pressen verwendet werden, vorausgesetzt, sie sind in der Lage, einen angemessenen Druck zu erzeugen.
  • Die Heizung wird an jedem einzelnen Paket erzeugt und eine gleichmäßige Temperatur kann daher binnen kurzer Zeit erreicht werden. Produktionsabläufe können entweder kurz oder lang sein.
  • Da die verschiedenen Kupferfolien in jedem Paket in Form eines durchgehenden Bands geliefert werden können, werden die Abkühlzeiten ebenfalls erheblich verkürzt.
  • Sowohl die Heizung wie die Kühlung erfolgen daher um etliches schneller, da die Übertragung der Kalorien bzw. Kühlungseinheiten nicht bei jedem Paket durch Glasfaserkunststoff- Komponenten oder andere Hilfsmaterialien verhindert wird, die mit Kunststoffmaterialien imprägniert sind, deren schlechte Leitfähigkeit bei den oberen und unteren Paketen, wie es bei den zur Zeit verwendeten Verfahren vorkommt, allgemein bekannt ist.
  • Bei der Verwendung kombinierter Heizarten - der herkömmlichen Art durch die Erhitzung von Platten an jedem Ende des Paketstapels und der direkten Art durch Kupferbänder - werden die Heizzeiten natürlich weiter verkürzt und die Produktivität gesteigert.
  • Arbeitszyklen werden beschleunigt und vereinfacht, was zu einer dementsprechenden Senkung der Kosten führt.
  • Eigenschaften und Zwecke der Erfindung werden durch das nachstehende Anwendungsbeispiel, das die gezeichneten Diagramme bildlich darstellen, noch verdeutlicht.
  • Abb. 1 Ein herkömmlicher Typ von Mehrstempelpresse für die gleichzeitige Erzeugung von Druck und Hitze, die Pakete enthält, aus denen mit Hilfe derzeit gebräuchlicher Methoden Laminate für gedruckte Schaltungen hergestellt werden.
  • Abb. 2 Ein Stapel Pakete, der mit Hilfe des Verfahrens hergestellt wird, das den Gegenstand der vorliegenden Erfindung bildet.
  • Abb. 3 Ein Stapel Pakete laut Abb. 2, der in eine Matrize gegeben wurde.
  • Abb. 4 Die Matrize aus Abb. 3, in einer kalten Presse.
  • Abb. 5 Ein Stapel Pakete in einem offenen Druckkessel.
  • Abb. 6 Das Gleiche wie in Abb. 5, aber in einem geschlossenen Druckkessel.
  • Abb. 7 Wärmeübertragung bei dem Paketstapel aus Abb. 1.
  • Abb. 8 Wärmeübertragung bei dem Paketstapel aus Abb. 2.
  • Die Mehrstempelpresse 10 hat Heizplatten 11, zwischen denen die Stapel 16 der Pakete 12 liegen.
  • Besagte Pakete 12 bestehen aus den Platten 13 aus Glasfaserkunststoff, der mit Epoxydharzen imprägniert ist, und aus den Kupferfolien 14.
  • Stahlbleche 15 werden zwischen jedes einzelne Paket gelegt.
  • Bei Stapel 20 aus Abb. 2 bestehen die Pakete 21 aus den Gruppen 22-24 aus den Glasfaserkunststoff-Platten 25, die mit Epoxydharzen imprägniert sind.
  • Das durchgehende Kupferband 30 windet sich s-förmig zwischen die einzelnen Gruppen.
  • Die Stahlbleche 40-43 werden zwischen die einzelnen Pakete gelegt.
  • Wie dargestellt wird die erste Länge 31 des Bands 30 über das erste Stahlblech 40 gelegt.
  • Sobald die Gruppe 22 der Platten 25 aus Glasfaserkunststoff abgelegt wurde, vollführt das Band eine Biegung 32 um 180º, um die Länge 33 auf die obere Seite des letzten Bogens von Gruppe 22 legen zu können.
  • Nachdem man das zweite Stahlblech 41 auf das Band gelegt hat, vollführt das besagte Band eine weitere Biegung 34 in die der ersten entgegengesetzten Richtung, so daß es sich der oberen Seite des besagten Stahlblechs 41 anpaßt, und so weiter, bis die oberste Länge 35 angeordnet ist und Stahlblech 43 darübergelegt werden kann.
  • Die Anfangs- und Schlußenden 36 und 37 dürfen nach außen vorstehen.
  • Der so entstandene Stapel 20 wird in eine Matrize 50 zwischen die Platten 51 und 52 gelegt, die durch die beiden Zapfen 53 und 54 verbunden werden, wie aus Abb. 3 hervorgeht, in der die beiden Enden 36 und 37 als weiter vorstehend dargestellt werden.
  • Abb. 4 zeigt ein Diagramm einer kalten Hydraulikpresse 60, deren obere und untere Platten 61 und 62 durch vier Ständer verbunden und geführt werden, von denen in der Zeichnung allerdings nur drei, 63-65, an den vier Ecken abgebildet sind.
  • Die Presse dient einzig dem Zusammendrücken der aufgestapelten Pakete.
  • Die obere und untere Matrize 50, 52 liegen jeweils zwischen den Platten 61 und 62. Die Enden 36 und 37 des Bands 30 sind mit den Leitern 70 und 71 verbunden, die an den Stromerzeuger 72 angeschlossen sind.
  • Bei Schließen des Schaltkreises wirkt das gesamte Band wie ein elektrischer Widerstand und seine sämtlichen Längen, und zwar 31, 33 und 35, geben direkte Hitze an die Gruppen 22-24 der Glasfaserkunststoffplatten 25 ab, was im Verein mit dem gleichzeitig erfolgenden Druck von der Presse das Druckverfahren in Gang setzt.
  • Dann werden an den Bändern 32, 34 und den anderen, zwischen den einzelnen Längen von Band 31, 33, 35, entsprechende Schnitte vorgenommen, wodurch in schneller und einfacher Weise Laminate für gedruckte Schaltungen entstehen.
  • Abb. 5 zeigt einen Stapel 80 von Paketen, die Stapel 20 ähneln, den wir bereits in den Abbildungen 2-4 gesehen haben und der in einen Druckkessel 90 gegeben wurde.
  • Am Boden 82 des Druckkessels befindet sich eine Platte 83, die mit einer Leitfolie 84 bedeckt ist. An Deckel 91 des besagten Durckkessels ist eine zweite Platte 86 mit Hilfe von elastischen Vorrichtungen 85 befestigt, und an ihr ist eine Platte 87 befestigt, die mit einer Leitfolie 88 bedeckt ist, und zwar so, daß die Pakete 81 entstehen. Die Folien 84 und 88 sind mit einem Stromerzeuger 94 mit angemessener Leistung durch elastische Leiter verbunden, und zwar einen unteren 92 und einen oberen 93.
  • Wie aus Abb. 6 hervorgeht, fällt die Folie 88 bei geschlossenem Deckel mit dem Ende 96 des Metallbands 95 zusammen.
  • Da das andere Ende 97 des besagten Bands zu der Folie 84 paßt, verursacht die Schließung des besagten Deckels die Schließung des Kreises zwischen dem Erzeuger und dem Band und demzufolge den Beginn des wie vorher beschriebenen Druckverfahrens.
  • Abb. 7 beschreibt eine der vorliegenden Pressen, die in Abb. 1 gezeigt werden und mit 10 markiert sind, wobei die mit 100 markierte Linie die Übertragung der Wärme anzeigt, die durch die Heizplatten 11 abgegeben wird, bzw. die der Kühleinheiten.
  • Abb. 8 zeigt den Stapel der in Abb. 2 gezeigten Pakete und gibt die Linien der Übertragung der Wärme (siehe senkrechte Pfeile) an, die von den einzelnen Längen 31, 33, 35 des Metallbands 30 abgegeben wird.

Claims (8)

1. Verfahren für die Herstellung von Laminaten mit Metallfolien, insbesondere für gedruckte Schaltungen, bei Herstellung von Stapeln (20, 80) von Paketen (21, 81) wobei leder eine Gruppe (22-24) von Tragplatten (25) umfaßt, die mit Kunststoffmaterial imprägniert sind und Metallfolien an den Oberflächen aufweisen, dadurch gekennzeichnet, daß die Metallfolien aus einem durchgehenden Metallband (30, 35) gewonnen werden, das an der unteren Oberfläche der ersten Gruppe (22) von Platten (25) verläuft und zwar ausgehend vom Boden und oberhalb einer ersten Metallplatte (40), und das anschließend durch Vollführung einer Kurve von 180º über die obere Fläche dieser Gruppe (22) ausgebreitet wird, sowie dadurch, daß dieses Band, nachdem eine Metallplatte (41) auf das Band gelegt wurde und nachdem das Band eine zweite Kurve um 180º in der der ersten entgegengesetzten Richtung vollführt hat (34), auf die Metallplatte (41) an der unteren Oberfläche der zweiten Gruppe (23) Platten gelegt wird, und daß anschließend, nach Vollführung einer dritten Kurve um 180 in der der zweiten entgegengesetzten Richtung, dieses Band auf die obere Fläche dieser zweiten Gruppe (23) Platten (25) gelegt wird, und so weiter, wobei eine Metallplatte (42, 43) jeweils zwischen zwei aufeinanderfolgende Bänder des (Metall) Bands geschoben wird, bis die obere Fläche der letzten Gruppe (24) Platten (25) erreicht wird, wobei die beiden Enden (38, 37-98, 97) des Bands (95) an einen Stromerzeuger (72, 94) einer angemessenen Leistung angeschlossen werden, so daß durch die Erzeugung eines entsprechenden Drucks auf den Stapel (20, 80) von Paketen, (21, 81) und da der Schaltkreis des Erzeugers (72, 94) geschlossen wurde, die einzelnen Längen (31) (33) des Bands (30, 95), die sich mit den Oberflächen der Pakete (21, 81) verbinden, als elektrischen Widerstände wirken und eine enge Verbindung zwischen den einzelnen Teilen herstellen und die Bildung von Laminaten zur Folge haben.
2. Verfahren laut Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Druck auf den Stapel (20) von Paketen (21) durch Einsetzen dieses Stapels (20) in eine Presse (60) erzielt wird.
3. Verfahren laut Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß der Druck des Stapels (80) von Paketen entsteht, indem man diesen Stapel (80) in einen Druckkessel (90) legt.
4. Verfahren laut Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß der Stapel (20) von Paketen (21) in ein Lager (50) gelegt wird, wobei seine obere (51) und untere Platte (52) durch Stifte (53) (54) für Halterung und Führung verbunden sind, wodurch der für das Verfahren notwendige Druck auf das besagte Lager (50) aufgebracht werden kann.
5. Verfahren laut Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Druck auf das Lager (50) erzielt wird, indem man es kalt in eine Presse (60) legt.
6. Verfahren laut Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Druck auf das Lager (50) erzielt wird, indem man es in einen Druckkessel (90) legt.
7. Verfahren laut Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Band (30) aus Kupfer ist.
8. Verfahren laut Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Druck auf die Stapel (80) von Paketen entsteht, indem man diesen Stapel (80) in einen Druckkessel (90) legt, wobei der hineingelegte Stapel (80) von Paketen zwischen einer Platte (83), die am Boden des Druckkessels befestigt ist, und einer Platte (87) liegt, die im Innern eines Deckels (91) befestigt ist, wobei an diesen Platten (83, 87) Leitfolien (84, 88) in einer solchen Stellung liegen, daß die oberen und unteren Seiten des Stapels (80) von Paketen berührt werden und ein Kontakt zwischen den beiden Enden (96.97) des Schlangen- Metallbands (95) hergestellt wird, aus dem der Stapel (80) von Paketen gebildet wird, wobei diese Folien (84, 88) mit einem Stromerzeuger (94) verbunden sind und die Platte (87) im Innern des Deckels (91) durch Elastikbänder zurückgehalten wird, so daß bei Schließung des Deckels die Schließung der Schaltung automatisch zwischen der Schaltung, dem Erzeuger (94) und dem Metallband (95) gesichert wird, wodurch der Start des bereits beschriebenen Preßvorgangs ermöglicht wird.
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