CN111196067A - 一种高频高速板压合用缓冲垫 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种高频高速板层压用缓冲垫，用于高频高速板层压工艺，包括缓冲垫本体，缓冲垫本体的外周边缘包覆有包边，且缓冲垫本体包括缓冲垫外部包覆层、缓冲垫内部热传导层以及缓冲垫基体层。本发明使用金属箔包覆耐高温纤维缓冲垫，很好的改善了高频高速板层压工艺，使得加热的温度能够较快的由导热油平台传递到高频高速板树脂材料中，节约了整个工序的升温时间，同时也节约了能耗；使得压机的高压力能够均匀的得到释放，避免了覆铜板层压过程中存在的干花、起泡、起皱等不良现象的产生；使得缓冲垫能够多次循环使用，节约了使用成本，同时在缓冲垫本体的外周边缘包覆有包边，使得其外周边缘不易损坏，从而有效延长其使用寿命。

Description

一种高频高速板压合用缓冲垫
技术领域
本发明涉及覆铜板制造技术领域，更具体地说，它涉及一种高频高速板压合用缓冲垫。
背景技术
覆铜板是做PCB的基本材料，常叫基材，它是将补强材料浸以树脂，一面或两面覆以铜箔，经热压而成的一种板状材料，称为覆铜箔层压板。当它用于多层板生产时，也叫芯板(CORE)。覆铜板是电子工业的基础材料，大多数电子产品实现电路互联的不可缺少的主要组成部件，主要用于加工制造印制电路板(PCB)，广泛用在电视机、收音机、电脑、计算机、移动通讯等电子产品。覆铜板层压过程需要高温高压的条件下进行，为了保证基材质量和提高板材的厚度均匀性控制能力，在层压过程中大多使用缓冲材料，其中较为常见的为牛皮纸和橡胶类的垫层。
高频高速板压合操作台结构为：底层为不锈钢平台，不锈钢平台内部分布导热油管，在不锈钢平台上铺设一层钢板，在钢板的上面放置缓冲垫，层压时在缓冲垫上面放置一层钢板，在此钢板上面放置需要层压的覆铜板材料。缓冲垫一般位于层压钢板和板材之间，在热压过程中，底部不锈钢平台的导热油升高温度，温度由底部逐步通过钢板快速传递到最上面的覆铜板材料，与此同时，压机的压力借缓冲材料传递到板材表面。
随着5G时代的到来，高频高速板应用更加广泛，对于应用于5G方面的高频高速板材，压合时的温度需要超过300度，以往的牛皮纸或者硅橡胶垫已经不能满足压合工艺的要求。因为材质和结构的原因，在层压过程中具有很多的局限性，包括1:牛皮纸缓冲性能极差，无法实现压力纵横向的均匀释放；2:牛皮纸传热性能极差，无法实现热量的横向均匀传递与纵向快速传递；3：硅橡胶垫耐温度小于250度，在高温热压状态下，缓冲材料受高温影响质量损失明显；4、缓冲垫的反复利用不够等，以上问题不仅限制现有的板材性能的提升，且存在面对需要同一张板材不同部分有不同性能要求时，目前常用的这些缓冲材料完全无法使用的情况，另外，现有的高频高速板压合用缓冲垫，外周边缘容易损坏，导致其使用寿命短。
发明内容
针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种高频高速板压合用缓冲垫，其能够提高缓冲垫的缓冲性能，实现被压板材不同位置的温度和受压情况的局部控制，有效提高了高频高速板的耐受温度、压力快速传递以及分布的均匀性、缓冲垫的重复使用率，同时在缓冲垫本体的外周边缘包覆有包边，使得其外周边缘不易损坏，从而有效延长其使用寿命，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：
一种高频高速板压合用缓冲垫，包括缓冲垫本体，所述缓冲垫本体的外周边缘包覆有包边，且所述缓冲垫本体包括缓冲垫外部包覆层、缓冲垫内部热传导层以及缓冲垫基体层，所述缓冲垫内部热传导层和所述缓冲垫基体层均包覆在所述缓冲垫外部包覆层的内部；
所述缓冲垫基体层为至少一层的耐高温纤维垫层，所述缓冲垫内部热传导层为至少一层的第一金属箔层，每层所述耐高温纤维垫层和每层所述第一金属箔层相邻设置，所述缓冲垫外部包覆层为两层第二金属箔层，所述第一金属箔层和所述耐高温纤维垫层均压合在两层所述第二金属箔层之间，两层所述第二金属箔层边缘均具有折边。
通过采用上述技术方案，制成的高频高速板压合用缓冲垫，具有很好的回弹性能，能够多次受压回弹，能够均匀的释放压力，可频繁重复循环使用，有效节约了使用成本，使用金属箔层包覆耐高温纤维垫层，可以很好地改善高频高速板层压工艺，使得加热的温度能够较快的由导热油平台传递到高频高速板材料中，节约了整个工序的升温时间，同时也节约了能耗；使得压机的高压力能够均匀的得到释放，避免了高频高速板层压过程中存在的干花、起泡、起皱等不良现象的产生，与此同时在缓冲垫本体的外周边缘包覆有包边，使得其外周边缘不易损坏，从而有效延长其使用寿命。
进一步的，所述耐高温纤维垫层所采用的耐高温纤维原料为聚酰亚胺纤维或者聚对苯撑苯并二噁唑纤维针刺垫，所述耐高温纤维垫层所用的耐高温纤维原料的纤维直径为1-6μm，所述聚酰亚胺纤维针刺垫的耐热温度小于380℃，所述聚对苯撑苯并二噁唑纤维针刺垫的耐热温度小于480℃。
通过采用上述技术方案，采用聚酰亚胺纤维或者聚对苯撑苯并二噁唑纤维针刺垫制成的耐高温纤维垫层，可以多层叠加使用，具有很好的回弹性能，能够多次受压回弹，能够均匀的释放压力，耐受温度高，不易损坏，可重复使用。
进一步的，所述耐高温纤维垫层为以聚酰亚胺纤维针或者聚对苯撑苯并二噁唑纤维为原料通过针刺法生产的纤维针刺毡垫制成，所述耐高温纤维垫层的厚度为1-6mm。
通过采用上述技术方案，采用聚酰亚胺纤维针或者聚对苯撑苯并二噁唑纤维为原料通过针刺法生产的纤维针刺毡垫制成的耐高温纤维垫层，抗拉的强度较大，不易撕裂，使用寿命长。
进一步的，所述第一金属箔层和所述第二金属箔层均为铝箔或者铜箔或者锡箔制成，且所述第一金属箔层和所述第二金属箔层的厚度均为0.05-0.1mm。
通过采用上述技术方案，第一金属箔层和第二金属箔层均为铝箔或者铜箔或者锡箔制成，且第一金属箔层和第二金属箔层的厚度均为0.05-0.1mm，使得该缓冲垫的导热性能较好，加热的温度能够较快的由导热油平台传递到高频高速板中，节约了整个工序的升温时间，同时也节约了能耗。
进一步的，所述缓冲垫外部包覆层的尺寸大于所述缓冲垫基体层以及所述缓冲垫内部热传导层的尺寸，所述缓冲垫外部包覆层超出所述缓冲垫基体层以及所述缓冲垫内部热传导层的尺寸部分上下捏合并沿四周进行至少三次折叠，且每次的折叠宽度为2-4mm。
通过采用上述技术方案，可有效防止缓冲垫基体层以及缓冲垫内部热传导层从缓冲垫外部包覆层的内部露出，可防止该缓冲垫损坏，可有效延长该缓冲垫的使用寿命。
综上所述，本发明主要具有以下有益效果：
本发明，提出的高频高速板压合用缓冲垫，具有很好的回弹性能，能够多次受压回弹，能够均匀的释放压力，可频繁重复循环使用，有效节约了使用成本，使用金属箔层包覆耐高温纤维垫层，可以很好地改善高频高速板层压工艺，使得加热的温度能够较快的由导热油平台传递到高频高速板材料中，实现热量的横向均匀传递与纵向快速传递，节约了整个工序的升温时间，同时也节约了能耗；使得压机的高压力能够均匀的得到释放，避免了高频高速板层压过程中存在的干花、起泡、起皱等不良现象的产生，还具备较好的耐高温性能，受高温影响质量损失明显降低，可明显提升现有技术中板材的性能，且可以解决面对需要同一张板材不同部分有不同性能要求时，目前常用的缓冲材料完全无法使用的问题，同时在缓冲垫本体的外周边缘包覆有包边，使得其外周边缘不易损坏，从而有效延长其使用寿命。
附图说明
图1为本发明一种实施方式的高频高速板压合用缓冲垫的结构示意图；
图2为本发明实施例1的高频高速板压合用缓冲垫的结构示意图；
图3为本发明实施例2的高频高速板压合用缓冲垫的结构示意图；
图4为本发明实施例3的高频高速板压合用缓冲垫的结构示意图；
图5为本发明实施例4的高频高速板压合用缓冲垫的结构示意图。
图中：1、缓冲垫本体、101、缓冲垫外部包覆层；102、缓冲垫内部热传导层；103、缓冲垫基体层；2、包边。
具体实施方式
以下结合附图1-5对本发明作进一步详细说明。
高频高速板层压工艺是指黏结片、铜箔在受热受压的条件下，经过树脂熔融、流胶、最后固化成型，使得各黏结片之间以及黏结片和铜箔之间牢牢粘合在一起称为一个整体的过程。高频高速板层压的整个过程分为四个阶段：预热、流胶、固化、冷却。而层压过程的工艺三要素是：温度、压力、时间。
其中：
1、温度的主要作用是提供树脂一个固化反应所需要的温度条件，以及反应所需要的热能。对于温度，主要控制的是板材的升温速率，它是控制层压流胶和保证板材性能的最主要的控制参数。升温速率的大小影响板材的流胶大小，因此也影响板材的厚度，同时对板材微气泡等也有影响。
影响层压工艺中温度的确定的因素有：1)树脂体系。不同的数值体系其固化时的最佳固化温度不同；2)传热介质的不同传热系数，层压用缓冲垫所起到的作用就是导热油加热板与覆铜板之间的传热介质，它的传热系数也就决定了热能是否能够快速的由导热油加热板传递到覆铜板内部，使得树脂片能够快速均匀的熔融，形成稳定的流胶。
因此目前的高频高速版层压用缓冲垫都不能很好的解决此问题，本发明的缓冲垫具有很好的导热性能，既能够称为热能的良导体，还能够使得传热分布的很均匀，使得树脂胶液全面稳定的分散流动。
2、压力的主要作用是有：1)提高覆铜板内部树脂胶液的粘附力，黏结片之间以及铜箔与黏结片之间的黏附力；2)增加树脂的流动力，使得板材的厚度更趋向均匀；3)防止板材冷却时因热应力导致变形。
3、时间的控制：对于覆铜板层压工艺，主要是寻求温度和压力在一定时间内达到一个最佳搭配，这就需要在压力产生时，温度能够快速的传递到覆铜板内部。
高频高速板层压工艺中常见的质量问题及对策；
1、干花也称布纹显露，一般有几方面原因产生：1)底面板干花严重，越中间干花越轻或没有，原因是加压时间与升温时间的控制不合理，此时还会出现微气泡；2)局部干花，原因是压力分布不均匀，需要增加层压缓冲垫的缓冲性能。
2、微气泡，根据其表现形式有几种：1)整个板面布满微气泡，原因是层压流胶阶段，压力下降明显；2)板面局部有微气泡，原因是加压时压力分布不均匀，层压缓冲垫的缓冲性能下降；3)边角微气泡，原因一般是加压时压力偏小或者升温太慢或者边角欠压或者整个板面温度分布不均匀。
3、起泡或皱纹，主要原因：1)低压预热阶段的时间太长，热能由导热油板面传递到覆铜板内部花费的时间太久；2)层压流胶阶段时，压力分布不稳定。解决措施：1)控制升温时间与加压时间的搭配；2)增加层压缓冲垫的缓冲性能与传导热能的性能。
以下为本发明的两个具体实施例：
实施例1
一种高频高速板压合用缓冲垫，如图1和2所示，包括缓冲垫本体1，所述缓冲垫本体1的外周边缘包覆有包边2，且所述缓冲垫本体1包括缓冲垫外部包覆层101、缓冲垫内部热传导层102以及缓冲垫基体层103，所述缓冲垫内部热传导层102和所述缓冲垫基体层103均包覆在所述缓冲垫外部包覆层101的内部；
所述缓冲垫基体层103为一层的耐高温纤维垫层，所述缓冲垫内部热传导层102为两层的第一金属箔层，每层所述耐高温纤维垫层和每层所述第一金属箔层相邻设置，所述缓冲垫外部包覆层101为两层第二金属箔层，所述第一金属箔层和所述耐高温纤维垫层均压合在两层所述第二金属箔层之间，两层所述第二金属箔层边缘均具有折边；
其中缓冲垫内部热传导层102采用耐高温聚酰亚胺纤维针刺毡垫，厚度为1mm，耐高温聚酰亚胺纤维直径为1μm，缓冲垫内部热传导层102采用铝箔，厚度为0.5mm；缓冲垫外部包覆层101采用铝箔，厚度为0.5mm，采用2片厚度为1mm的耐高温聚酰亚胺纤维针刺毡垫，尺寸为1200*1400mm的长方形，2片耐高温聚酰亚胺纤维针刺毡垫叠加在一起，四周齐平，在两层耐高温聚酰亚胺纤维针刺毡垫之间放置一片0.5mm的铝箔，铝箔尺寸为1206*1406mm的长方形，共放置2片，此时形成整个缓冲垫基体层103，在整个缓冲垫基体层103的上下表面放置两张铝箔，该铝箔厚度为0.5mm，尺寸为1206*1406mm，将上下铝箔片边缘重合对齐，然后沿四周开始折叠三次，每次折叠距离为2mm，最终形成高频高速板层压用缓冲垫。
实施例2
一种高频高速板压合用缓冲垫，如图1和3所示，包括缓冲垫本体1，所述缓冲垫本体1的外周边缘包覆有包边2，且所述缓冲垫本体1包括缓冲垫外部包覆层101、缓冲垫内部热传导层102以及缓冲垫基体层103，所述缓冲垫内部热传导层102和所述缓冲垫基体层103均包覆在所述缓冲垫外部包覆层101的内部；
所述缓冲垫基体层103为两层的耐高温纤维垫层，所述缓冲垫内部热传导层102为三层的第一金属箔层，每层所述耐高温纤维垫层和每层所述第一金属箔层相邻设置，所述缓冲垫外部包覆层101为两层第二金属箔层，所述第一金属箔层和所述耐高温纤维垫层均压合在两层所述第二金属箔层之间，两层所述第二金属箔层边缘均具有折边；
其中缓冲垫基体层103采用聚对苯撑苯并二噁唑纤维针刺垫(简称PBO纤维)，厚度为3mm，玻璃纤维直径为3μm，缓冲垫内部热传导层102采用铜箔，厚度为0.075mm，缓冲垫外部包覆层101采用铜箔，厚度为0.075mm，采用2片厚度为3mm的聚对苯撑苯并二噁唑纤维针刺垫(简称PBO纤维)，尺寸为1600*1800mm的长方形，2片聚对苯撑苯并二噁唑纤维针刺垫(简称PBO纤维)叠加在一起，四周齐平；在每两层聚对苯撑苯并二噁唑纤维针刺垫(简称PBO纤维)之间放置一片0.075mm的铝箔，铝箔尺寸为1600*1800mm的长方形，共放置2片，此时形成整个缓冲垫基体层103，在整个缓冲垫基体层103的上下表面放置两张铜箔，该铝箔厚度为0.075mm，尺寸为1612*1812mm，将上下铜箔片边缘重合对齐，然后沿四周开始折叠三次，每次折叠距离为4mm，最终形成高频高速板层压用缓冲垫。
实施例3
一种高频高速板压合用缓冲垫，如图1和4所示，包括缓冲垫本体1，所述缓冲垫本体1的外周边缘包覆有包边2，且所述缓冲垫本体1包括缓冲垫外部包覆层101、缓冲垫内部热传导层102以及缓冲垫基体层103，所述缓冲垫内部热传导层102和所述缓冲垫基体层103均包覆在所述缓冲垫外部包覆层101的内部；
所述缓冲垫基体层103为三层的耐高温纤维垫层，所述缓冲垫内部热传导层102为四层的第一金属箔层，每层所述耐高温纤维垫层和每层所述第一金属箔层相邻设置，所述缓冲垫外部包覆层101为两层第二金属箔层，所述第一金属箔层和所述耐高温纤维垫层均压合在两层所述第二金属箔层之间，两层所述第二金属箔层边缘均具有折边；
其中缓冲垫基体层103采用聚对苯撑苯并二噁唑纤维针刺垫(简称PBO纤维)，厚度为6mm，玻璃纤维直径为6μm，缓冲垫内部热传导层102采用铜箔，厚度为0.1mm，缓冲垫外部包覆层101采用铜箔，厚度为0.1mm，采用2片厚度为6mm的聚对苯撑苯并二噁唑纤维针刺垫(简称PBO纤维)，尺寸为1600*1800mm的长方形，3片聚对苯撑苯并二噁唑纤维针刺垫(简称PBO纤维)叠加在一起，四周齐平；在每两层聚对苯撑苯并二噁唑纤维针刺垫(简称PBO纤维)之间放置一片0.1mm的铝箔，铝箔尺寸为1600*1800mm的长方形，共放置3片，此时形成整个缓冲垫基体层103，在整个缓冲垫基体层103的上下表面放置两张铜箔，该铝箔厚度为0.1mm，尺寸为1609*1809mm，将上下铜箔片边缘重合对齐，然后沿四周开始折叠三次，每次折叠距离为3mm，最终形成高频高速板层压用缓冲垫。
实施例4
一种高频高速板压合用缓冲垫，如图1和5所示，包括缓冲垫本体1，所述缓冲垫本体1的外周边缘包覆有包边2，且所述缓冲垫本体1包括缓冲垫外部包覆层101、缓冲垫内部热传导层102以及缓冲垫基体层103，所述缓冲垫内部热传导层102和所述缓冲垫基体层103均包覆在所述缓冲垫外部包覆层101的内部；
所述缓冲垫基体层103为三层的耐高温纤维垫层，所述缓冲垫内部热传导层102为四层的第一金属箔层，每层所述耐高温纤维垫层和每层所述第一金属箔层相邻设置，所述缓冲垫外部包覆层101为两层第二金属箔层，所述第一金属箔层和所述耐高温纤维垫层均压合在两层所述第二金属箔层之间，两层所述第二金属箔层边缘均具有折边；
其中缓冲垫内部热传导层102采用耐高温聚酰亚胺纤维针刺毡垫，厚度为2mm，耐高温聚酰亚胺纤维直径为2μm，缓冲垫内部热传导层102采用铝箔，厚度为0.75mm；缓冲垫外部包覆层101采用铝箔，厚度为0.75mm，采用3片厚度为1mm的耐高温聚酰亚胺纤维针刺毡垫，尺寸为1200*1400mm的长方形，2片耐高温聚酰亚胺纤维针刺毡垫叠加在一起，四周齐平，在两层耐高温聚酰亚胺纤维针刺毡垫之间放置一片0.75mm的铝箔，铝箔尺寸为1209*1409mm的长方形，共放置2片，此时形成整个缓冲垫基体层103，在整个缓冲垫基体层103的上下表面放置两张铝箔，该铝箔厚度为0.75mm，尺寸为1209*1409mm，将上下铝箔片边缘重合对齐，然后沿四周开始折叠三次，每次折叠距离为3mm，最终形成高频高速板层压用缓冲垫。
需要说明的是耐高温纤维垫层原材料采用聚酰亚胺纤维或者聚对苯撑苯并二噁唑纤维或者不锈钢纤维(纤维直径1-6μm)，通过以下工艺流程生产而成；
1、纤维开松
根据缓冲垫的性能指标要求(主要是密度、耐温度以及耐压强度)，把原材料纤维按一定比例称重配比，将大的团聚纤维松解、分散开，使得各种纤维组分均匀混合，然后进行精开松，进一步松解纤维，混合纤维组分。该段工艺要求：开松充分，混合均匀，同时尽量避免纤维被破坏；
2、纤维梳理
开松后的混合纤维进入梳理机器，这过程分为粗梳、精梳，目的是为了使得纤维成定向排列；
3、铺网
梳理后的半成品进入铺网机器，进行交叉折叠，使之成为具有所需幅宽和密度的多层纤维网；
4、针刺
多层纤维网通过针刺机器，根据最终成品缓冲垫所需性能进行多层叠加在一起，反复针刺，反复叠加，同时进行挤压，使得内部纤维靠拢被压缩，形成具有一定密度和强度的成品；
5、后处理
根据客户要求对成品进行修边以及预烘烤、耐温等处理。
综上所述：本发明提出的高频高速板压合用缓冲垫，具有很好的回弹性能，能够多次受压回弹，能够均匀的释放压力，可频繁重复循环使用，有效节约了使用成本，使用金属箔层包覆耐高温纤维垫层，可以很好地改善高频高速板层压工艺，使得加热的温度能够较快的由导热油平台传递到高频高速板材料中，实现热量的横向均匀传递与纵向快速传递，节约了整个工序的升温时间，同时也节约了能耗；使得压机的高压力能够均匀的得到释放，避免了高频高速板层压过程中存在的干花、起泡、起皱等不良现象的产生，还具备较好的耐高温性能，受高温影响质量损失明显降低，可明显提升现有技术中板材的性能，且可以解决面对需要同一张板材不同部分有不同性能要求时，目前常用的缓冲材料完全无法使用的问题。，与此同时在缓冲垫本体的外周边缘包覆有包边，使得其外周边缘不易损坏，从而有效延长其使用寿命。
本发明中未涉及部分均与现有技术相同或可采用现有技术加以实现。本具体实施例仅仅是对本发明的解释，其并不是对本发明的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。

Claims (5)

1.一种高频高速板压合用缓冲垫，其特征在于：包括缓冲垫本体(1)，所述缓冲垫本体(1)的外周边缘包覆有包边(2)，且所述缓冲垫本体(1)包括缓冲垫外部包覆层(101)、缓冲垫内部热传导层(102)以及缓冲垫基体层(103)，所述缓冲垫内部热传导层(102)和所述缓冲垫基体层(103)均包覆在所述缓冲垫外部包覆层(101)的内部；
所述缓冲垫基体层(103)为至少一层的耐高温纤维垫层，所述缓冲垫内部热传导层(102)为至少一层的第一金属箔层，每层所述耐高温纤维垫层和每层所述第一金属箔层相邻设置，所述缓冲垫外部包覆层(101)为两层第二金属箔层，所述第一金属箔层和所述耐高温纤维垫层均压合在两层所述第二金属箔层之间，两层所述第二金属箔层边缘均具有折边。
2.根据权利要求1所述的一种高频高速板压合用缓冲垫，其特征在于：所述耐高温纤维垫层所采用的耐高温纤维原料为聚酰亚胺纤维或者聚对苯撑苯并二噁唑纤维针刺垫，所述耐高温纤维垫层所用的耐高温纤维原料的纤维直径为1-6μm，所述聚酰亚胺纤维针刺垫的耐热温度小于380℃，所述聚对苯撑苯并二噁唑纤维针刺垫的耐热温度小于480℃。
3.根据权利要求1所述的一种高频高速板压合用缓冲垫，其特征在于：所述耐高温纤维垫层为以聚酰亚胺纤维针或者聚对苯撑苯并二噁唑纤维为原料通过针刺法生产的纤维针刺毡垫制成，所述耐高温纤维垫层的厚度为1-6mm。
4.根据权利要求1所述的一种高频高速板压合用缓冲垫，其特征在于：所述第一金属箔层和所述第二金属箔层均为铝箔或者铜箔或者锡箔制成，且所述第一金属箔层和所述第二金属箔层的厚度均为0.05-0.1mm。
5.根据权利要求1所述的一种高频高速板压合用缓冲垫，其特征在于：所述缓冲垫外部包覆层(101)的尺寸大于所述缓冲垫基体层(103)以及所述缓冲垫内部热传导层(3)的尺寸，所述缓冲垫外部包覆层(101)超出所述缓冲垫基体层(103)以及所述缓冲垫内部热传导层(3)的尺寸部分上下捏合并沿四周进行至少三次折叠，且每次的折叠宽度为2-4mm。
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