CN1325247C - 用于形成印刷电路板元件的分离板复合元件,以及生产该复合元件的方法 - Google Patents

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Abstract

分离板复合元件(1)，通过将单层(7，8)和至少一个该复合元件层叠压制来形成制作印刷电路板元件，复合元件(1)包括铜箔(5)之间的一个分离板(3)，防粘层(6)被置于分离板(3)和铜箔(5)之间。

Description

用于形成印刷电路板元件的分离板复合元件，以及生产该复合元件的方法
技术领域
本发明涉及一种含有分离板(separating plate)的复合元件，通过将多个含有至少一个上述复合元件的单层叠加压制生成印刷电路板元件，其中复合元件在铜箔间有分离板。
本发明还涉及制作上述复合元件的方法。
背景技术
为了生产由多层构成的印刷电路板元件，特别是所谓的多层电路板，或简称为多层板，已知在温度为大约180℃时，将各个单层堆叠在适合的多层压机或真空压机中进行压制，使各层互联。单层材料分别包含了用作印制导线的铜箔，以及合成树脂层(预浸材料层(prepreglayer)，通常为环氧树脂层)，或叠层。通常，几个压制层被层叠地放入压机中，并且用分离板或压板将这些压制层各自分开。分离板主要起到的作用是在多层板的压制过程中影响均匀压力和温度分布，从而能得到高品质的印刷电路板成品。大多数情况下，分离板由钢片或铝片制成，因此也常被称作分离片。由于它们具有上述功能，分离片要比铜箔的硬度高。与多层电路板相比，印刷电路板的生产可以在所谓基底材料中得到，通常是合成树脂层(预浸材料层)，其中一面或者两面都覆盖了导电层(尤其是铜箔)。这些基底材料也用于多层电路板的生产中，称为“内层”，且其自身也能构成印刷电路板元件。
在上述印刷电路板的生产过程中，分离板或分离片是生产相对复杂和昂贵的元件，因此需要重复使用。但是在压制单层时，由于预浸材料层的合成树脂材料在遇热时会流出到分离板的边缘上，有时也会覆盖分离板的较大区域，这种合成树脂材料在冷却和固化之后，就会很难从分离板上清除。这种情况例如US 5 153 050 A中的复合元件，该文中使用了铝板作为分离板，其中铜箔通过一个边缘胶粘带直接粘合到铝板上。尽管这种胶粘带确实能阻挡合成树脂在挤压成形时的灰尘颗粒，但却不能使分离板在边缘处免受液态合成树脂的污染。此处的另一个问题是铝和铜具有不同的热膨胀系数，从而导致了在压制过程中Cu-Al-Cu层压板中存在热应力。
文献DE 198 31 461 C中也提出了一种复合元件，其中铝制分离板被封在两个相对较大的铜箔中间，铜箔像袋子一样在铝制分离板的外部通过胶粘而互相连接起来。这种情况时，液态合成树脂能够远离铝制分离板，而且如果在压制过程中升温，例如升温到大约180℃，铜箔和铝制分离板也能够按照各自不同的热膨胀系数分别延展。然而，铜箔袋子的铜箔不能用树脂涂层，因为在压制过程中树脂会变成液态，而且会流动到边缘之外，从而在压机中引起不希望的粘连。另外，铜箔的凸出边缘部分必须在压制后切下并去除，由于压制过程中铜箔上粘上了合成树脂材料，这些铜箔的再利用也成为一个问题。
发明内容
现在本发明的目标是提供一种分离板复合元件，以及一种能生产这种复合元件的有效方法，其中在单层进行压制的过程中用一种简单的方法来防止液态树脂引起的不希望的粘连，而且复合元件上也能使用树脂涂层的铜箔，用于相邻的单层之间的连接。而这些复合元件的生产应简单经济。
为了达到该目标，本发明提供了一种分离板复合元件，通过将单层和至少一个如下所述的复合元件层叠压制来形成制作印刷电路板元件，该复合元件包括铜箔之间的一个分离板，其中防粘层被置于分离板和铜箔之间，其中铜箔粘连到防粘层上。
并且，本发明还提出了一种用于生产分离板复合元件的方法，通过将单层和至少一个如下所述的复合元件层叠压制来形成印刷电路板元件，其中该复合元件包括铜箔之间的一个分离板，其中分离板被放置在一个相对较大的防粘隔离箔之上，而且粘合条被敷设在隔离箔四周，在其上还放置了一个相对于分离板较大的上层防粘隔离箔，然后把它超出分离板的边缘部分压在粘合条上，之后把铜箔粘到隔离箔上。
在依据本发明的技术中，单层层叠结构中流出的树脂被分离板的防粘层阻挡，而分离板本身的粘连或污染也能有效避免。即使如上述的铜箔，也能在远离防粘层的侧边上进行涂塑。这样铜箔可简单地粘合到防粘层上，例如使用压敏粘合剂或热塑性粘合剂，尤其是热熔型的粘合剂，这能在压制过程中保证防粘层上的足够粘附力，之后能允许铜箔拆离。此处，用商业上可得到的在压制温度下会分解的丙烯酸脂粘合剂是另一种有利的选择。防粘层也被称为隔离层或隔离板，能处理液态树脂，防止其和分离板粘连。在该范围内，铜箔和防粘层的上述粘连是可以实现的，现有技术中有很多合适的粘合剂。此处主要使用已知的压敏粘合剂或热塑性粘合剂。
另一个可能连接的方式是铜箔和带有防粘层的金属分离板例如用激光点焊后发生连接。
现有的分离板本身包含一个钢片或一个铝片，推荐使用钢片或高等钢片，特别是具有至少400Mpa强度的钢片。但是分离板也可用其他合适的硬质材料制成(不只是金属)，重要的是它应比其上需分层的铜箔要硬，用于避免压制过程中所谓的影像转绘，即通过外层铜箔压制内层的导线。
依据本发明的复合元件的一个优选实施例的特征在于防粘层是由单独的隔离箔构成，隔离箔超出分离板的边缘，并在这些边缘上互相连接，因此分离板就被封闭在一个隔离箔袋子内。这种情况下，分离板能在该隔离箔袋子内自由移动。此时，隔离箔可以是合成材料，例如PET或者含氟聚合物。依赖于两个隔离箔的材料，借助于合适的粘合剂或粘合条进行互相连接。隔离箔袋子的粘合条最好是用商业上可得到的丙烯酸脂粘合剂，压敏粘合剂或热塑性粘合剂制成，以一条连续的带子的形状敷设到隔离箔的边缘。
另一方面，如果防粘层是在分离板的两面敷设防粘涂层而形成，且如果敷设了防粘涂层的分离板超出铜箔的各边，考虑到结构和低成本的可行性，复合元件就更为合适。因此本实施例中，表面有防粘涂层的分离板比铜箔要大，这样流出的合成树脂才能被留在表面上，或者是表面的防粘涂层上。另一方面，前面提到的分离板被置于隔离箔袋子中的实施例中，分离板和铜箔大小应该相等，因为此时隔离箔才能超过分离板和铜箔的边缘，从而能留住流出的合成树脂。
防粘涂层可以用很多不同的材料制成，例如聚四氟乙烯或聚烯烃，又或者清漆。
附图说明
以下将通过附图中显示的一个特定的优选实施例来详细阐释本发明，但并不局限于该实施例。详细如下，
图1显示了包含了几个单层和分离板复合元件的一个多层压制堆(press pile)装置的示意图；
图2示意性地示出了包含隔离箔袋子的分离板复合元件；
图3是图2中的复合元件的示意性顶视图；
图4示出了分离板复合元件的另一个实施例的示意图，包含了一个直接带有防粘层的分离板；以及
图5是图4中的复合元件的示意性顶视图。
具体实施方式
图1中示意性地以及部分地显示了要压制的多层堆叠，可以看出对于多层电路板，分离板复合元件1和单层装置2可以互换，下文中简称为装置2。虚线矩形框所表示的每个分离板复合元件1包含了一个分离板3，也称为压制板、分离片或压制片，带有树脂涂层4的铜箔5通过防粘层6敷设在其上，此处是隔离箔的形式。整个单元有树脂涂覆的铜箔5，4，隔离箔6，分离片3，又一个隔离箔6以及涂覆了合成树脂4的铜箔5被预先组合起来，构成复合元件1，以下一方面借助图2和图3，另一方面借助图4和图5，在两个实施例中进行详细解释。
复合元件1的涂覆树脂4的铜箔5成为了多层电路板的一部分，同样也属于装置2的蚀刻内层7(基底材料)和合成树脂层8(预浸材料层)的一部分。
由于这种分离板复合元件1是单元的形式，且在生产印刷电路板(元件)时和多层-单层可以互换叠覆，压机中的层叠被大大简化了，因为五个元件4/5；6；3；6；5/4-可以在一个过程中一次放置。这实际上减少了处理时间。蚀刻内层7分别实现所需的电路或电路结构，且它们之间通过预浸材料层8互相粘连。这种连接是在高温以及压力下的压机中，或真空中实现的。图1中部分示出的这种压制包中，可以很好地依次层叠20个装置2。单个装置2之间放置了分离片复合元件1，分离片3为生产出的多层电路板提供了光滑洁净的表面。
在预定的压制时间内，预浸材料层8的合成树脂开始流动。但是由于防粘层或隔离层6能防止预浸材料层8的树脂流到分离片，或一般的说，即分离板3上。就此也必须防止树脂流到分离板3的边缘上。
图2和3的实施例中，单独的隔离箔被用作防粘层6，而且这些隔离箔6比分离板3要大，同样也比带有树脂涂层4的铜箔5要大。图2中可以看到，此时铜箔5和分离板3最好是大小相同，即使铜箔5可能比分离板3小一些。但重要的是隔离箔6超过分离板3所有的边，从而能留住液态树脂。为了也将树脂保持在隔离箔6和分离板3之间，隔离箔使用压敏粘合剂，丙烯酸脂粘合剂，压敏粘合剂或热塑性粘合剂，沿着一条粘合条9互相连接。这样，分离板3就被封闭在袋子一样的互相连接着的隔离箔6之中，即分离板3被置于隔离箔袋子中，它可以在隔离箔袋子中自由移动。
另一方面，铜箔5通过粘合剂，例如热塑性粘合剂，尤其是热熔融性粘合剂，或丙烯酸脂粘合剂，用一条粘合条10粘到隔离箔6上。
根据图2和3生产这种分离板复合元件1时，分离板3被放在下层较大的隔离箔6的上部，而粘合条9敷设在较低的隔离箔6上。随后，上层隔离箔6敷设在分离板3和下层隔离箔6之上，然后被压在下层隔离箔6的粘合条9上。这样，隔离箔袋子中的分离板3得到保护而免受污染。因此，涂覆了树脂4的铜箔5的铜面，所谓的光泽面，分别和上层或下层隔离箔6粘连，外部边缘上有连续的粘合条10。树脂面，即图1中面对着相邻装置2的树脂层4，以及涂覆了树脂的铜箔5形成了要制作的印刷电路板的一部分。
根据图4和5的另一个形式，使用了大于铜箔5的分离板3，并且超过铜箔的各个边。图4和5的示例性实施例中，分离板3上直接涂覆了防粘涂层16，能够防止预浸材料层8的树脂在压制过程中流动。因为此时分离板3比剩下的层叠装置更大，才可以聚集树脂。铜箔5又通过粘合条10在边缘处粘到分离板3的防粘涂层16上。防粘涂层的材料可以用水基(聚)烯烃，例如商业产品TUF-LUBE 3C，也能用Woodinville，WA，USA，Tadco公司的一种聚烯烃乳剂。推荐使用烯烃，因为它不含硅酮，非常环保。分离板3也可用其他合适的材料，例如钢，尤其是特种钢，以及铝。建议使用最小强度为400mPa的钢，以避免所谓的影像转绘。
隔离箔6包含任何合适的合成材料，例如PET或含氟聚合物。
粘合条9，10的粘合剂，可分别使用常规的压敏粘合剂或热塑性粘合剂，尤其是能使用来自ATO FINNEY的名为TSP353M的商业上可得到的粘合剂。建议使用丙烯酸脂粘合剂，例如DELO IndustrieKelbstoffe，Landsberg，Germany的烷氧基-烷基-基底的粘合剂DELO-CA_，在压制过程中会分解，即会失去粘合作用。
通过使用上述隔离箔6或隔离层，或防粘涂层，作为在压制过程中留住合成树脂的防粘层6，可以安全地避免对分离板或分离片3的污染。这允许分离板3的多种用途，尤其是免掉了以前所需用于擦除合成树脂的费力的清洗工作。另一方面，使用涂覆合成树脂的铜箔5，能够改进印刷电路板的生产。
图4中，作为另一种选择形式，示意性地显示了铜箔5也可以通过穿透防粘层6的激光焊接点10’和分离金属板3连接，而没有使用粘合条进行连接。

Claims (16)

1.分离板复合元件(1)，通过将单层(7，8)和至少一个如下所述的复合元件层叠压制来形成制作印刷电路板元件，该复合元件(1)包括铜箔(5)之间的一个分离板(3)，其特征在于防粘层(6)被置于分离板(3)和铜箔(5)之间，其中铜箔(5)粘连到防粘层(6)上。
2.如权利要求1中所述的复合元件，其特征在于铜箔(5)在远离防粘层(6)的面上用树脂(4)来涂层。
3.如权利要求1所述的复合元件，其特征在于铜箔(5)借助于热塑性粘合剂粘连到防粘层(6)上。
4.如权利要求3中所述的复合元件，其特征在于使用了热熔融型粘合剂。
5.如权利要求1中所述的复合元件，其特征在于铜箔(5)借助于丙烯酸酯粘合剂粘连到防粘层(6)上。
6.如权利要求1中所述的复合元件，其特征在于分离板(3)是一个钢片。
7.如权利要求1至6中任一所述的复合元件，其特征在于防粘层(6)是由单独的隔离箔构成的，超过分离板(3)的边缘，并且在这些凸出边缘部分互相连接，由此分离板(3)被封闭在隔离箔袋子中。
8.如权利要求7中所述的复合元件，其特征在于分离板(3)可以在隔离箔袋子中自由移动。
9.如权利要求7中所述的复合元件，其特征在于两个隔离箔(6)是通过一个粘合条(9)互相连接的。
10.如权利要求1至6中任一所述的复合元件，其特征在于防粘层(6)是由在分离板(3)的两面都敷设了防粘涂层(16)而构成的，且此时含有防粘涂层的分离板(3)超出铜箔(5)所有的边。
11.如权利要求10中所述的复合元件，其特征在于防粘涂层(6)是用聚四氟乙烯制成。
12.如权利要求10中所述的复合元件，其特征在于防粘涂层(6)是用聚烯烃制成。
13.如权利要求10中所述的复合元件，其特征在于防粘涂层(6)是用清漆制成。
14.一种用于生产分离板复合元件(1)的方法，通过将单层(7，8)和至少一个如下所述的复合元件层叠压制来形成印刷电路板元件，其中该复合元件(1)包括铜箔(5)之间的一个分离板(3)，其特征在于分离板(3)被放置在一个相对较大的防粘隔离箔(6)之上，而且粘合条(9)被敷设在隔离箔(6)四周，在其上还放置了一个相对于分离板(3)较大的上层防粘隔离箔(6)，然后把它超出分离板(3)的边缘部分压在粘合条(9)上，之后把铜箔(5)粘到隔离箔(6)上。
15.如权利要求14中所述的方法，其特征在于粘合条(9)是用热塑性粘合剂制成的。
16.如权利要求14中所述的方法，其特征在于粘合条(9)是用丙烯酸酯粘合剂制成的。
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