CN1238187C - Cac组件的防腐结构 - Google Patents

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Abstract

一种用于制造如印刷电路板等产品的组件，该组件包括：一铜箔片，该铜箔片在一成品印刷电路板中构成一功能元件；一铝基片，该铝基片构成一可废弃元件；和一位于所述基片的一表面上的保护涂层，该铜片的一表面和所述铝基片的涂层是基本上未污染的，并且在一界面处彼此接合。制造在一起的各片的未污染表面在各片的边缘内限定出一基本上未污染的中央区域，该中央区域在其界面处未被连接在一起。

Description

CAC组件的防腐结构
                         技术领域
本发明总体上涉及印刷电路板，特别是，本发明涉及在印刷电路板和其它产品的制造中所使用的组件。
                         背景技术
Johnston的美国专利US5,153,050，US5,674,596和US5,942,315披露了在制造如印刷电路板等产品过程中所使用的组件。所述组件由至少一层铜箔构成，当该铜箔被用于制成一印刷电路板时，其构成该板的一功能元件，即导电通路。所述组件的另一元件是一铝基片，其构成成品印刷电路板的一可废弃元件。各铜片和铝片的一个表面必需是未污染的，而且在界面处可与另一表面接合。
一柔性粘结剂带将所述片的未污染表面在它们的边界处连接在一起，并且在片的各边缘内部限定了一未在界面处连接的真正未污染的中央区域。铝基片给铜箔提供了刚性加强，并使其处理起来更容易。
所述组件可以由两片铜箔和一铝片组成，该铜箔在成品印刷电路板中构成各板的功能元件，该铝片构成一可废弃元件。各铜片的内表面和铝片的两个表面必需是未污染的，并可在铝片相对侧的界面处彼此接合。
尽管如上所述类型的组件已经有利地应用在印刷电路板的制造中，但在某些层压工艺中，仍会出现铝和铜之间的反应，并导致铜的生锈和变色。假定铜的生锈可能是由电化学腐蚀或铝的氧化和随后与铜的反应引起的。无论如何，对于一些层压机，铜的生锈使最终的层压品不能使用。
本发明提供了一种CAC型组件，其具有一铝基片和一涂层，所述涂层用以防止层压工艺中铜箔的生锈和变色。
                       发明内容
根据本发明，提供了一种用于制造如印刷电路板等产品的组件。所述组件由一片铜箔和一铝基片组成，前者在成品印刷电路板中构成一功能元件，后者构成一可废弃元件。所述铝基片在一表面上具有一涂层。所述铜片的一个表面和所述铝基片上的涂层基本上是未污染的，而且可在界面处彼此接合。一柔性粘结剂将所述片的未污染表面在它们的边界处连接在一起，并且在片的各边缘内部限定了一未在界面处连接的真正未污染的中央区域。
本发明的一个目的在于提供一种铜/铝/铜组件，其不易受铜的生锈和/或腐蚀的影响。
本发明的另一个目的在于提供一种如上所述的铜/铝/铜组件，其具有一涂覆有涂层的铝支承基片，以防止如前所述的生锈和/或腐蚀问题。
本发明的又一个目的在于提供一种如前所述的铜/铝/铜组件，其中，当铝支承基片分离时，位于其上的涂层最好不被转移、不受污染或者保留在铜上。
为达到上述目的，根据本发明的一个方面，提供一种用于制造印刷电路板的组件，该组件包括：
一铜箔片，该铜箔片在一成品印刷电路板中构成一功能元件，该铜箔片具有一第一表面；
一铝基片，该铝基片构成一可废弃元件；和
一位于所述基片的一表面上的保护涂层，铜片的第一表面和位于所述铝基片上的涂层彼此接合，各片的接合表面在它们的边缘处连接在一起，从而在各片的边缘的内部限定一中心区域，所述片在该中心区域未连接在一起，所述涂层由从包括惰性硅烷、铬、铜、镍、银、金或它们的合金的组中选择的材料构成。
根据本发明的另一方面，提供一种用于制造印刷电路板的组件，该组件包括：
一铝片，该铝片至少在一个第一侧面上具有一涂层，所述铝片构成一可废弃元件，所述第一侧面具有一第一表面；和
一铜片，该铜片具有一第一表面，所述铜片邻接所述铝片设置，并使所述第一表面彼此相对，所述铜片通过一粘合剂与所述铝片的涂层保持接触，所述涂层由从包括惰性硅烷、铬、铜、镍、银、金或它们的合金的组中选择的材料构成。
根据本发明的又一方面，提供一种用于制造印刷电路板的组件，该组件中的一铜箔片的一第一表面面对着一铝片的一第一表面，所述第一表面在一区域上彼此不相接触，该区域限定了一中央区域，其改进包括：
一位于所述铝片的所述第一表面上的硅烷涂层，以用于防止在所述中央区域内所述铜片的锈蚀，所述铜片和所述铝片通过一柔性粘合剂在所述中央区域外连接在一起。
根据本发明的再一方面，提供一种用于制造印刷电路板的铝隔离片，所述隔离片具有一涂覆有硅烷的表面，所述表面与一铜片邻接，并沿着所述铜片的边缘与之相连接，所述硅烷为丙基三甲基环氧硅烷。
根据本发明的又一方面，提供一种用于制造印刷电路板的组件，包括：
两个铜片，每个铜片具有一表面；
一铝片，其位于所述两个铜片之间，所述铝片具有第一和第二表面，其各自与每个铜片的表面邻接；
一保护涂层，其至少位于铝片的第一和第二表面中的一个上，用于防止在铜片边缘内的中央区域内的铜片的锈蚀，所述保护涂层由从包括硅烷、铬、铜、镍、银、金或它们的合金的组中选择的材料构成；和
一粘合剂，其位于至少一个铜片上，以保持铝片与该至少一个铜片邻接。
通过下面的优选实施例并结合附图，本发明的这些和其它发明目的将会变得更加显而易见。
                        附图说明
本发明可以表现为特定的部件和各部件的布局，它的一个优选实施例将会在说明书中进行详细的描述并结合附图进行说明，其中：
图1为在印刷电路板的制造中所使用的组件的一个实施例的示意性放大比例剖面图，其体现了本发明的特征；
图2示出了另一实施例；
图3为根据任一实施例制成的组件的示意性平面图；和
图4为根据任一实施例制成的组件的平面图。
                        具体实施方式
现在参照附图，显示这些附图的目的仅仅在于便于描述本发明的优选实施例，而并不意味着对本发明的限制。其中，一组件10(也称作CAC，其为铜/铝/铜英文首字母的缩写)在图1中以剖面图形式示出。组件10包括一具有表面12i的金属基底12，该表面12i上施加有一保护层14。表面12i基本上是真正未污染的。金属基底12最好由一厚度介于大约0.010-0.020英寸之间的商业级铝片形成。根据最终用途，金属基底12可以由一厚度介于大约0.001-0.125英寸的铝片制成。
根据本发明，铝基底12的未污染表面12i最好涂覆一层保护层14，用以防止在层压过程中和层压之前铜箔16与铝基底12的表面12i之间发生反应。铝表面12i可以涂覆一金属保护层14，例如铬、铜、镍、银、金或它们的合金构成的层。金属保护层14可以由任何数量的不同沉积过程形成，例如通过但并不局限于以下过程，即热沉积过程(例如通过电弧喷射)、燃烧化学汽相沉积过程、电沉积过程，无电镀过程或真空沉积过程例(如溅射或化学汽相沉积)。金属保护层14最好具有用于防止产生上述锈蚀问题的最小厚度。已知一防止生锈的最小厚度大约为20埃。因此，该金属保护层14具有至少为20埃的厚度。
根据本发明的一个方面，保护层14由一无机材料形成，例如，如美国专利5,622,782和5,614,324所披露的惰性硅烷，该专利所公开的内容被包含在此处用作参考。该惰性硅烷可以由浸渍、喷涂、等离子沉积或刀片擦拭过程(blade wiping process)形成。惰性硅烷化合物已在上述美国专利中公开。用于形成保护层14的一优选惰性硅烷化合物为丙基三甲基环氧硅烷(PTMO)。由丙基三甲基环氧硅烷(PTMO)形成的保护层14具有大约为2.5μg/dm2(微克每平方分米)的厚度时能达到满意的效果。
一铜箔16附着在被涂覆的铝基底12上。用于本发明的铜箔通过两种技术中的一种制成。锻造或轧制的铜箔通过利用如轧制等机械加工过程将铜或铜合金条或坯锭的厚度减小的方式形成。电沉积箔通过在一旋转的阴极圆筒上以电解方式沉积铜原子，然后从阴极上剥下所沉积的箔的方式制成。在本发明中，电沉积铜箔被发现是有利的。
通常，该铜箔具有大约0.0002英寸-0.02英寸的标称厚度。有时，铜箔的厚度以重量来表示，并且通常本发明中的箔具有从每平方英尺大约1/8到14盎司(oz/ft2)的重量或厚度。具有，，1或2oz/ft2的重量的铜箔在形成印刷电路板时特别有用。
通过电沉积过程产生的铜箔具有一光滑或光泽面(鼓状)和一粗糙或不光滑面(铜沉积生长前沿)，并且这种箔通常被称为“基础箔”。将基础铜箔在其粗糙面上加工出微型模块的技术是已知的。这种被加工处理的箔称为“加工铜箔”。习惯用语“反面加工铜箔”通常被指用于在其光滑面上加工出铜微型模块的铜箔。“双面加工铜箔”是指在两个面上加工出微型模块的铜箔。所有这些类型的箔均可以有利地在本发明中应用。
在本发明的一个优选实施例中，铜箔16是一盎司(oz.)的基础铜箔，这就意味着该箔的每平方英尺上铜的重量为盎司(oz.)。这相当于大约0.0007英寸的厚度。总的来说，目前对于PC板来说，盎司(oz.)的铜箔是工业上的标准值。如前所述，其它类型和重量的铜箔16也可以采用，并且仍然落在本发明的范围之内。
铜箔16具有一外表面16o，该表面被粗糙化，以使其在PC板的制造过程中与预浸料坯结合时更容易粘附在其上。该铜箔的内表面16i是干净并无污染的，通常被称作“纯净面”。在一块成品印刷电路板中，内表面16i构成一功能元件，并且会被蚀刻成为一理想的电路布线配置。与表面16i相接合的保护层14和铝基底12的表面12i也基本上是未污染的。
铝基底12的底面上是一保护层14和一第二铜箔片16，该铜箔片16也具有一外部氧化面16o和一“纯净面”或未污染内表面16i，这一点在图2中未示出。铝基底12下部的结合面尽可能地制作成干净和未污染的，并且在铝基底12上设有保护层14。
图3示出了本发明的另一实施例。图3示出了仅位于铝基片12的一面上的一铜箔片16o本发明的此实施例的使用取决于电路板制造商对一块完整板的设计和要求。除了铜箔16仅为一单层外，图3所示实施例与图1相同。铜箔16构成一成品印刷电路板的功能元件，并且铝基底12将构成一可废弃元件。
接着参照图4，示出了一层压元件10或CAC，如图所示，铜箔16的表面16。面向上方，并在一个角部被剥离。
如图4所示的组件10包括一由商品级铝构成的铝基底12，其所显示的厚度大约为0.010到0.015英寸。该铝基底12上覆盖有一保护层14o保护层14上是一铜箔片16，在所示出的例子中，该铜箔片大约为盎司(oz.)，即其厚度大约为0.0007英寸。在其剥离的一角部处暴露了铜箔16和带有保护层的金属基底12的内表面或“纯净面”。
在所示出的实施例中，一柔性粘合剂20的带在铝基底12的边界处或其附近围绕着组件10的周边延伸，以将铜箔和铝基底的未污染表面16i和12i在它们边界处连接起来。当然，对于本领域的技术人员来讲，除粘合以外的其他将铝基底12和铜箔16的外周连接起来的方法也可以使用，这些方法均可以在本发明中有利地应用。由于接触表面是“纯净面”，或者至少从物理角度尽可能地使它们干净，粘合剂20在片的各边缘内部限定了一真正未污染的中央区域CZ。该中央区域在界面处没有被连接在一起。
该柔性粘合剂20的带位于一由虚线22和CAC组件的边缘限定的粘合区域内。该区域的宽度大约为0.10英寸-1.0英寸，该宽度取决于最终产品的需求和所采用的铝片和铜片的尺寸。虽然粘合带或条的宽度可以大约为0.010-0.500英寸，但是当宽度大约为0.060英寸-0.090英寸时被发现是令人满意的，该宽度值取决于被层压的片的尺寸，并具有大约为0.0005到0.005英寸的厚度。当厚度为0.0005到0.002时认为是令人满意的。在所示图中，中心区域CZ由一从粘合区域线22向内有一定间隔的边界线24限定。
这样，柔性粘合剂20的带26在制造前和制造过程中将铜层和铝层密封，以防止预浸料坯中的灰尘和其它任何在空气中、指纹中、油渍中或其它类似物中的颗粒物侵入。
鉴于组件CAC的属性已在关于位于铝基底12一面上的单片铜箔16中做了描述，本发明可同等地适用于图1和图2的实施例中。也就是说，铜箔16可以被固定到铝基底12的两相对侧。在已完成的产品中，铜箔16将构成各PC板的功能元件，并且该单片铝基底构成一可废弃元件。
在图1所示的结构中，每片铜箔16的一个表面和铝基底12的两个表面是真正的“纯净面”并且未被污染。铜箔16的未污染面16i与铝基底12的未污染表面12i相对，这样便在位于铝基底12的两相对侧的片边缘的内部限定出两个真正的未污染中心区域。通过在铝基底12上涂覆一屏障或保护层14，任何类型的铜箔16都可以被粘附在其上，而不需考虑在层压过程之前和之中铝基底12对铜箔16的锈蚀。
前面描述了本发明的一个特定实施例。应该认为，描述该实施例的目的仅仅是为了便于说明，在不偏离本发明的精神和范围的情况下，对本发明的许多替换和改进对于本领域的技术人员来说都是可以实施的。应当认为，所有这些改进和替换均落入权利要求或其等同物所限定的本
发明的范围之内。

Claims (21)

1.一种用于制造印刷电路板的组件，该组件包括：
一铜箔片，该铜箔片在一成品印刷电路板中构成一功能元件，该铜箔片具有一第一表面；
一铝基片，该铝基片构成一可废弃元件；和
一位于所述基片的一表面上的保护涂层，铜片的第一表面和位于所述铝基片上的涂层彼此接合，各片的接合表面在它们的边缘处连接在一起，从而在各片的边缘的内部限定一中心区域，所述片在该中心区域未连接在一起，所述涂层由从包括惰性硅烷、铬、铜、镍、银、金或它们的合金的组中选择的材料构成。
2.如权利要求1所述的组件，其特征在于，所述涂层由从包括铬、铜、镍、银、金或它们的合金的组中选择的金属构成，所述涂层具有至少20埃的厚度。
3.如权利要求1所述的组件，其特征在于，所述基片通过粘合剂与所述铜箔片连接。
4.如权利要求1所述的组件，其特征在于，所述硅烷为丙基三甲基环氧硅烷。
5.如权利要求4所述的组件，其特征在于，所述铜箔片为轧制铜箔。
6.如权利要求4所述的组件，其特征在于，所述铜箔片为电沉积铜箔。
7.如权利要求6所述的组件，其特征在于，所述铜箔从包括基础铜箔、加工铜箔、反面加工铜箔和双面加工铜箔的组中选择。
8.一种用于制造印刷电路板的组件，该组件包括：
一铝片，该铝片至少在一个第一侧面上具有一涂层，所述铝片构成一可废弃元件，所述第一侧面具有一第一表面；和
一铜片，该铜片具有一第一表面，所述铜片邻接所述铝片设置，并使所述第一表面彼此相对，所述铜片通过一粘合剂与所述铝片的涂层保持接触，所述涂层由从包括惰性硅烷、铬、铜、镍、银、金或它们的合金的组中选择的材料构成。
9.如权利要求8所述的组件，其特征在于，所述涂层由从包括铬、铜、镍、银、金或它们的合金的组中选择的金属构成，所述金属具有至少20埃的厚度。
10.如权利要求8所述的组件，其特征在于，所述硅烷为丙基三甲基环氧硅烷。
11.如权利要求10所述的组件，其特征在于，所述粘合剂位于所述铝片的涂层和所述铜片之间。
12.如权利要求10所述的组件，其特征在于，所述铜片为轧制铜箔。
13.如权利要求10所述的组件，其特征在于，所述铜片为电沉积铜箔。
14.如权利要求13所述的组件，其特征在于，所述铜片从基础铜箔、加工铜箔、反面加工铜箔和双面加工铜箔中选择。
15.一种用于制造印刷电路板的组件，该组件中的一铜箔片的一第一表面面对着一铝片的一第一表面，所述第一表面在一区域上彼此不相接触，该区域限定了一中央区域，其改进包括：
一位于所述铝片的所述第一表面上的硅烷涂层，以用于防止在所述中央区域内所述铜片的锈蚀，所述铜片和所述铝片通过一柔性粘合剂在所述中央区域外连接在一起。
16.如权利要求15所述的组件，其特征在于，所述硅烷涂层为丙基三甲基环氧硅烷。
17.如权利要求16所述的组件，其特征在于，所述铝片和所述铜片在它们的边界处连接在一起，从而在所述铝片和所述铜片的边缘的内部限定出所述中央区域。
18.一种用于制造印刷电路板的铝隔离片，所述隔离片具有一涂覆有硅烷的表面，所述表面与一铜片邻接，并沿着所述铜片的边缘与之相连接，所述硅烷为丙基三甲基环氧硅烷。
19.一种用于制造印刷电路板的组件，包括：
两个铜片，每个铜片具有一表面；
一铝片，其位于所述两个铜片之间，所述铝片具有第一和第二表面，其各自与每个铜片的表面邻接；
一保护涂层，其至少位于铝片的第一和第二表面中的一个上，用于防止在铜片边缘内的中央区域内的铜片的锈蚀，所述保护涂层由从包括硅烷、铬、铜、镍、银、金或它们的合金的组中选择的材料构成；和
一粘合剂，其位于至少一个铜片上，以保持铝片与该至少一个铜片邻接。
20.如权利要求19所述的组件，其特征在于，所述硅烷为丙基三甲基环氧硅烷。
21.如权利要求19所述的组件，其特征在于，所述粘合剂位于所述铝片和每个铜片之间。
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