CN1070076A - 印刷电路板的部件 - Google Patents

Abstract

一种用于制作产品，如印刷电路板的部件，包括 一片铜箔和一片铝或类似物。一个柔性粘结剂带将 片子环其边缘粘合，且在片子界面造成一个受保护的 中心区。粘结岛位于片子边缘以内，通过该岛形成工 装销钉孔，便于箔的操纵。

Description

本发明一般涉及印刷电路板，特别涉及用于制作印刷电路板和其他产品的部件。

按其最基本的形式，一个印刷电路板包括作为一个部件的浸渍了环氧树脂的编织玻璃纤维通称为“半固化片”的绝缘层。在半固化片的两个侧面粘合导电的铜箔片。然后，通过若干照像工艺腐蚀铜，在半固化层的表面制成导电通路。当被这样组合后，该叠层常被称为型芯或板。

在制作工艺中，将许多这种板，组合成叠合件，或者如上所述的基本型，或带有多个复合层，也并不少见。这种组合被称为叠压，而该叠合件被称垛。整个一垛被加热并加挤压。在冷却固化后，将粘在一起的各个板相互分开，再进一步加工。这种一般技术在本人的美国专利U.S-4，875，283中已有介绍。

在制作工艺中同等重要的是保持清洁度，或避免铜箔片的沾污。不管印刷电路板是简单的外层为铜箔而内层为半固化片的夹层板，还是一个由数层复合的板，都应保持清洁度。

沾污的主要原因之一是存在树脂粉尘、玻璃纤维的纤维，头发、污点以及由半固化片的前步制作和切割及半固化片的运输和贮存所引起的各种类型的外来材料。在印刷电路板成垛的铺叠工艺中，要特别注意用各种擦净技术除掉树脂粉尘。尽管如此，一些粉尘还是不可避免地留在铜箔的表面。在加热和加压的层压工艺中，这些树脂粉尘将被溶化，导致铜表面上形成斑点或沉积物。

涉及的另一个原因是在铜箔表面存在凹坑或凹痕。这在加热和层压工艺中也导致树脂粉尘斑点，引起对铜的压不足。这也可能对很薄的箔片的操作引起。为了减轻该问题，尽管做了种种努力，但至今仍无可靠的方法来消除树脂粉尘，凹坑或凹痕的存在。

在铜片的表面上存在的凹坑或凹痕或熔化又固化的树脂的有害沉积物常常会引起最终产品因导电通路的短路或开路的缺陷。在一块成品的印刷电路板中有许多多条平行的导线。如果在箔上，在成像和工艺中将形成两条导线的区域上有凹痕，该凹痕将被填上并引起电短路。相反若其中一条导线断开，这种凹痕又会引起开路。

在当前的技术工艺中，导线可做成0.005寸宽的量级，一般两导线间的间距也与线宽相同。当今工业的要求与趋势是将导线及导线间的距离甚至制得更窄，例如0.00025寸宽。如果在铜的表面不完美，就会产生开路或短路，导致大多数的板被剔除。有时将板进行再加工，但在高技术应用中，再加工是不可接受的，板将变成无用的废料。

缺陷的另一个原因来自对箔片的操作，当箔与半固化片一层压一层地落起多层时，它们的对准由工装板向上伸出的工装销钉保持。工装板是一个厚钢板，构成叠合件的底部。每一层，它们是铜箔或半固化片或局部完成的导电材料叠层的型芯，按预定图形预钻或预冲成孔，一般要符合工业标准尺寸和位置。然后将每一层用手工使向上伸的销钉穿过预钻的孔叠放在工装销钉上。

最终产品中，箔的一侧变成为外露的导电通路。另一侧用氧化工艺处理，常制成粗糙灰色的表面，使其在粘合工艺中与熔化的树脂能更好的粘合。当今所用的铜箔的一种称量法是“半盎司箔”，是指每平方尺的铜重1/2盎司。这种箔的厚度大约为0.0007寸。也使用1/4盎司和1/8盎司的箔。显然，操作如此之薄的箔片是个困难的课题。此种箔层必须用手工放到工装销钉上。这样可引起皱纹，而皱纹又可引起成品导电通路的缺陷。

本发明的目的之一在于提供一种较好铺叠薄箔的装置，不仅防止打折或起皱纹，而且能保持清洁度。操作者每次组装所须的各层，以完成一个印刷电路板，它必须把一个隔离件放到堆的顶上，再在它的顶部敷设另一板的部件。在工艺中，操作者必须不仅擦净隔离件的表面，而且还要擦净每个导电箔。

产生有缺陷的另一个根源是在工装销钉周围的树脂的漏泄。

如上所述，各层均放置在工装削钉上，按理，它必须稍小于预开在铜箔和半固化片各层的孔。在对堆垛施加压力和加热工艺中，溶化的树脂漏泄于工装销钉周围，并可填满半固化片和箔各层上的工装孔。它还可在各层之间横向漏泄，特别是在铜箔和隔离板之间漏泄。在固化后，它必须除掉，否则它将变成腐蚀工艺的抗蚀材料。另外，随后它可在铜片的表面上形成薄片。不仅树脂漏泄对铜的表面有不利后果，而且当在销钉周围进行树脂固化，它还给板的组合带来困难。这样这一来，板就难以从销钉上取下。

由上文看来，本发明之主要目的有三;

一是提供一种简化操作极薄铜箔的装置;

二是确保在制作工艺之前和当中，尽可能保持铜箔不被沾污;

三是避免发生于工装销钉周围的树脂漏泄流到板的各层之间。

本发明体现在一个用于制作印刷电路板和类似产品的部件之中。该部件是一件由至少一片铜箔构成的叠层，当该铜箔做进一块印刷电路时，它构成该板功能元件，即导电通路。该叠层的另一个元件是一片铝基片，该铝片构成最终印刷电路板的可抛弃元件。

铜片和铝片的每个表面基本上不被沾污，并在一界面相互啮合。

一个柔性粘结剂带在片子未沾污的表面的周边将片子粘合在一起，限定一在片子边缘之内的基本未沾污中心区，而在界面不粘接。铝基片对铜箔起到加强作用，使操作更容易。

叠层部件可以由两片铜箔和一片铝构成，在最终印刷电路板中，两片铜箔构成分开的板的功能元件，而铝片则作为可抛弃的元件。铜片的每一个内表面和铝片的两个表面基本上未被沾污，而在铝的两侧的界面相互接合。

同样，该柔性粘结剂带将铜片未沾污的每个表面与与之相对的铝片的两个未沾污的表面在其周边粘接在一起，因而，在铝片内部两侧，限定了两个在片子边缘之内的基本上未沾污的中心区。

至少有一个柔性的水溶性粘结剂岛，在预定的与从粘接片的边缘向内有一间隔的位置粘合未沾污的片子表面。穿过该岛和上述片子开孔或预钻一个孔，提供叠层的工装销钉孔。各个这样的岛，可以从边缘粘结带向内设置，它将构成随后在此冲工装孔的区域。在制作工艺中，该粘结剂岛可防止漏泄的树脂在叠层之间流动。

本发明的上述和其它特点，包括各种新的细微结构及各部件的结合，现在参照附图，详细予以介绍，并在权利要求书中指出。应该了解：用于制作体现本发明的印刷电路板的特殊部件，只是作为解释性的说明，但不是对本发明的限制。本发明的原理和特点能用于许许多多的各种各样的不脱离本发明范畴的实施方案。

图1是解释通常的在叠层之前的两个印刷电路板的多层铺叠的示意剖视图。

图2是解释依照本发明的特点来制作的两块印刷电路板在粘合前的示意剖视图。

图3是用于制作体现本发明特点的印刷电路板部件一实施例的放大示意剖视图。

图4是另一个实施例。

图5是根据其中一实施例制作的部件的示意平面图。以及，

图6是一个带有在其内形成了工装销钉孔的粘结剂岛的放大视图。

图1是通常6层多层铺叠的二块PC（即，印刷电路）板的示意图。由底至顶，它包括：第1隔离层2，它可以是一片覆以解脱纸（未示出）的通常不锈钢板，如本人早期专利US-4，875，283所示，或者是双重作用的在其两面覆以硅氧烷聚合物的由铝制成的隔离解脱片，在本人的专利US-4，875，283中也有指教。第1或“外侧”铜箔层4，将其工作的或“清洁”表面6朝下放置在隔离片2上。其上表面8可被氧化，以便更好的与下一应是半固化片的表面粘合。在铜上放置一个叠合的多层型芯，共同标以元件10，包括三个双层半固化片12和两个在双面预腐蚀成志电通路15的双面板14。在该内型芯叠层10上是另一片铜箔4，将一个氧化表面16放置在型芯上，将其上或工作表面18与另一隔离片2相啮合。

上铜箔4的上表面18与下箔4的下表面6构成叠合件第1块PC板的外工作表面。当该板被最后加工时，它们将被腐蚀成导电通路。

另一册子，与第一个完全一致，被放置在上隔离片的上表面24上，包括铜箔4、另一个型芯10以及一个箔层2。这是典型的6层，多层坯件，因为它有两个、在型芯10的每一面（底面和顶面）各有一个单独的铜层，具有两个双面板14，总共有4条导电通路层15。因而它构成一个6层多层板。

一个叠层部件30是本发明的主题（也称作CAC，铜铝铜的缩写），可见图3的剖面。它包括一个商品级铝的其片。已发现铝的厚度从约0.010-0.015寸是令人满意的，然而，根据最终应用铝的厚度可以从0.001至0.125寸。放在铝基片表面上的是一片铜箔C，对这种厚度的铝，铜箔C应是1/2盎司的铜。这意味着每平方尺铜箔重1/2盎司。当分布均匀时，其原设近似0.0007时。一般说来，这是现时PC板的工业标准。

虽然目前铝基片的优选材料，其它材料，如不锈钢或镍合全也是可用的。在某些情况下，如叠层塑料信用卡，则可用聚丙烯。

铜的外表面Co，图3中的上表面，是被预先氧化的，取决于SS采用氧化工艺，表面常呈现灰色，然而根据工艺也能得到其它颜色。这样做是为使铜在PC板制作工艺中更容易与半固化片粘接。铜的内表面Ci是清洁面未沾污的，通常称为“无瑕”的表面。在最终印刷电路板中，该表面构成功能元件，并腐蚀成所须电路导线图形。铝片A与表面Ci接合的表面Ai基本上也是未沾污的。

在该铝片A的底表面是第二片铜箔C，该铜箔同样有一个外氧化表面Co和一个“无瑕”或未沾污的内表面Ci，该铝片A的下表面也尽可能制得清洁和无沾污。

由图4可见，在铝基片A上有个单片铜箔C。根据对完成板的要求和板的制造者的设计能采用本发明的该实施例。除了它只有个单层铜C之外，它与图3的实施例相同。铜层C将构成最终印刷电路板的功能元件，而铝A将构成可抛弃元件。

下面参照图5，所见的是叠层部件30或CAC，铜箔层的氧化表面Co朝上，并掀起一角。在目前制作PC板采用的铜箔片的标准尺寸是12×12寸，而另一标准是18×24寸，虽然所用的片子可大至48×72寸。36×48寸的片子可切割成4个单独的18×24寸片子。其它中间尺寸也是常用的。

图5所示的CAC部件包括一层商品级铝A基片，铝的厚度从约0.010至0.015寸。在基片上是一片铜箔，在图示的实例中，是1/2盎司的铜，即近似0.0007寸厚。掀起的一角分别露出了铜和铝的内或“无瑕”表面Ci和Ai。

柔性粘结剂带40沿着部件CAC靠近或在片子边缘的四周延伸，并把铜和铝未沾污的表面Ci和Ai在其周边粘合在一起。因接触表面是“无瑕”的或至少尽可能将它们制得清洁，粘结带40在片子边缘之内造成一个基本未沾污的中心区CZ。中心区的界面是不粘结的。

柔性粘结剂带40位于由虚线42和部件CAC的边缘限定的粘结剂涂敷区。根据最终产品要求和所用的铝片、铜片的尺寸，该区的宽度可是0.10-1.0寸。虽然根据所用叠层片的尺寸粘结剂带或条的宽度可以约为0.010-0.500寸，厚度约为0.001-0.005寸，但人们发现宽度为近似0.060-0.090，厚度近似0.001-0.002寸是令人满意的。

中心区CZ被与粘结剂敷设区线42向内有一段间隔的边界线44所限定。鉴于最终的电路板会包括区域CZ和位于中心区边界线44之外和粘结剂敷设区边线42之内的一带状区域46，该带就常被用于制作质量控制用的小电路板的测试部位。

在PC板叠合件（常有10个之多）被组合后，加压加热进行粘合，在其固化后，该板须经修整到由标号42代表的粘结剂敷设区的内限的尺寸。

这样，柔性粘结剂带40在制作工艺之前和期间将铜和铝层密封起来，阻止了半固化片的粉尘或由空气中的粒子、指印、润滑油斑之类引起的任何其它沾污源的入侵。

尽管CAC部件的构形是参照在铝或A上放置一单层铜片C描述的，本发明同样可适用于图3和图4所示的实施例。即，铜箔可紧固在铝基征A的两面。在最终产品中，两片铜箔将构成分开的PC板的功能元件，而单片铝基片构成可抛弃的元件。

在图3的构形中，每片铜箔C的一个表面与铝基A的两个表面基本上是“无瑕”和未沾污的。柔性粘结剂带40将铜片C的每个未沾污的表面Ci同与之相对的铝基片的两个未沾污的表面Ai在其周边粘合起来，这样就在铝基片A的两边限定了两个在片子边缘之内的基本上未沾污的中心区。

尽管本发明是参照制作印刷电路板说明的，但也可被基本叠层件制造者采用，作为最终产品前步工艺。

还有，本发明的原理可用于清洁度要求极高的信用卡的制作。在此情况下，基片应是铝，而“箔”的等同物产是塑料。其它基片也是解决办法。

由图5所见，在预定位置有粘合这些片子的一个未沾污的表面的四个柔性水溶粘结剂岛50。这些岛与粘合片子的边缘有一段向内的间隔。该岛设在被线42所限定的粘结剂敷设区往内的位置。这样，它就位于粘接带40往内和将中心区CZ与测试部分带分开的边界44的外侧。在图示的实施例中，岛接近片子的边缘，并位于各边的中分线上。这些岛或斑（也有这样叫法）如方块形状所示，但也可采用任何其他常用的形状。它们相对片子的确切位置是由工装销钉的图案决定的。

对于一般尺寸的工装销钉，岛50近似为0.4寸见方。根据板的尺寸和销钉的直径，它们可小到0.1寸见方至1.0寸见方。粘结剂的厚度约为0.0005至0.005寸。人们发现0.001-0.002寸的厚度是令人满意的。

为了配合特定的制作复合片的压制机结构的工装销钉形状，岛的位置可以偏离中心。通过岛给复合CAC片冲或钻孔，以容纳压制装置的工装销钉。

由图6所见，CAC片将被冲、钻或机加工。孔52是椭园形的，并容纳工装销钉，孔的形状取决于工装销钉直径，而长轴M能适应销钉沿长轴方向的任何套配误差。长轴设计成与片子边缘垂直，面短轴平行于岛50最靠近的片子的边缘。

图2表示用本发明主题的本人新的叠层部件30组合两个PC板的铺叠。两个与图1已经描述的型芯10一致的型芯10被夹在本人新的叠层CAC部件30之间。如本人早期专利并参照图1，这里没有带解脱纸或覆以铝的不锈钢片，所得的最终PC板将与图1的相同。

图2所示的箔层7和9分别构成紧接在其上和其下垛中两块外加的PC板的顶层和底层。板的多余部分为了清晰已被切除。在同时组合固化的一叠合件或一垛常多至十个，总共6层的PC板。

当这些片子铺叠好，形成一个垛时，或多至十个PC板，施加于这些垛的压力将引起半固化片的熔液，而环绕工装销钉和沿长轴方向流动。这种流动通过开孔板的叠合件发生，倾向于向内沿着铜表面流动。这不仅能引起沾污，而且会隔开片子，又是主要的报废的原因。

粘结岛的作用是密封铜Ci和铝Ai间的清洁接触界面，使得在加热粘合工艺期间熔化的半固化片不致漏泄。因工装孔是冲在岛50的区域内，粘结剂的存在就避免固化片熔流横轴流入铜C与铝A间的界面，这样就排除了问题。

在一垛PC板叠层、固化、冷却后，该板是易于分于的。图2的构形将被分成2个完整的PC板，还有三个要抛弃的CAC部件的铝层A。最上层的标以7的铜箔将是一块板（未示出）下层的外表面，而最下层的铜箔9将是另一块板（未示出）的上层外表面。分离发生在铜的“无瑕”或未沾污的表面Ci和铝基片的“无瑕”或未沾污的表面Ai间，如图3和图4所示。

参照图2，分离将沿最上层叠层CAC部件30的“清洁表面”Ci发生。在各种情况下，铜C用半固化片与特定的型芯10粘接时，铝A将与图2所示的三片CAC部件的每片铜C分离，而铝被舍弃，再用或用于其它目的。

因为薄弱，故薄铜箔C牢固粘接到其铝基片A上，CAC部件是加强了的，并更容易操作，绝少由于铜箔的损伤而导致报废。

不管粘接基片A是由什么材料制成的，使用了它，使用户（厂商）使用越来越薄的箔的目标和最终使工序自动化，变得更为现实，因为，采用本发明的箔再也不是设有非常需要的实实在在的支撑物了。

因为粘结剂带40的存在，在制作工艺之前和期间已能使原始就无半固化片粉尘或其它沾污的固着在一起的铜和铝层伸到中心区CZ。

因为工装销钉是在粘结剂岛50内形成的，不会再有半固化片能渗入铝铜层间的界面。随后，铵粘接板的标准清洗工艺，将用以形成岛50的水溶性粘结剂清洗掉，按尺寸修整板，铝基片不会成为最终板的部件，但可舍弃或反覆使用。

通过采用CAC部件，满足了本发明的三个目的。

Claims (8)

1、一种用制作产品，如印刷电路板的部件，该部件包括：

一个由一片在最终印刷电路板中构成功能元件的铜箔和一片最终构成舍弃元件的铝制成的叠层件；

每个铜片和铝片的一个表面基本上是未沾污的，并在一个界面相互接合，

一个将各未沾污的片子表面在其边缘粘合在一起，且限定一个在片子边缘之内在该界面上未粘合的基本上未沾污的中心区的柔性粘结剂带。

2、一种用于制作产品，如印刷电路板的部件，该部件包括：

一个由两片在最终印刷电路板中构成功能元件的铜箔和一片最终构成舍弃元件的铝制成的叠层件;

每个铜片的一个表面和铝片的两个表面基本上是未沾污的，并每个界面相互接合。

一个将铜片每一个未沾污的表面与铝片的与之相对应未沾污表面在其边缘粘合在一起，且限定两个在铝片的两对侧在片子边缘之内基本上未沾污的中心区的柔性粘接结带。

3、一种用于制作产品，如印刷电路板的部件，该部件包括：

一个由一片在最终印刷电路板中构成功能元件的铜箔和一片最终构成舍弃元件的铝制的叠层件;

每个铜片和铝片的一个表面基本上是未沾污的，并在一个界面相互接合，

至少一个将各未沾污的片子表面在从粘合片子的边缘向里有一段间隔的一预定位置粘合在一起的柔性水溶粘结剂岛。

4、一种用制作产品，如印刷电路板的部件，该部件包括：

一个由两片在最终印刷电路板中构成功能元件的铜箔和一片最终构成舍弃元件的铝制成的叠层件;

每个铜片的一个表面和铝片的两个表面基本上是未沾污的，并且每个界面相互接合;以及

至少一个在铝片的每一边，将各未沾污的片子表面在从粘合片子的边缘向里有一段间隔的一预定位置粘合在一起的柔性水溶粘接剂岛。

5、一种用于制作产品，如印刷电路板的部件，该部件包括：

一个由一片在最终印刷电路板中构成功能元件的铜箔和一片最终构成舍弃元件的铝制成的叠层件：

每个铜片和铝片的一个表面基本上是未沾污的，并在一个界面相互接合，

一个将各未沾污的片子表面在其边缘粘合在一起，且限定一个在片子边缘之内在该界面上未粘合的基本上未沾污的中心区的柔性粘结剂带，以及

至少一个将各未沾污的片子表面在从带向里有一段间隔的一预定位置粘合在一起的柔性水溶粘结剂岛。

6、一种用于制作产品，如印刷电路板的部件，该部件包括：

一个由两片在最印刷电路极中构成功能元件的铜箔和一片最终构成舍弃元件的铝制成的叠层件;

每个铜片的一个表面和铝片的两个表面基本上是未沾污的，并且每个界面相互接合，

一个将铜片每一个未沾污的表面与铝片的与之相对应未沾污表面在其边缘粘合在一起，且限定两个铝片的两对侧在片子边缘之内基本上未沾污的中心区的柔性粘结剂带，

多个在铝片的每一边将各片子的未沾污表面在从带向里有一段间隔的一预定位置粘合在一起的柔性水溶粘结剂岛。

7、一种根据权利要求1、2、5或6的用于制作产品的部件，其中柔性粘合剂的宽度近似为0.010-0.500寸，厚度近似为0.010-0.002寸。

8、一种根据权利要求3、4、5或6的用于制作产品的部件，其中柔性水溶粘结剂岛约为0.1寸见方-1.0寸见方，其厚度近似为0.0005-0.00寸。

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