CN1522197A - 多层板压合板叠的分隔板及其制造方法 - Google Patents

多层板压合板叠的分隔板及其制造方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种多层板压合板叠(3)的分隔板(1)及其制造方法，其中所述分隔板作为压板被设置在有待建立的多层板压合板叠(3)组内，特别是被设置在两个多层板(2)之间。所述分隔板(1)是钢板，但不是高级合金钢板，所述钢板的抗拉强度在180℃的温度下至少为Rm500MPa和/或基本在180℃的温度下起屈服点至少为Rp0.2≥470Mpa，因而可以费用低廉地避免在现有技术中存在的多层板(2)之间出现的不利的图象转印的现象。

Description

多层板压合板叠的分隔板及其制造方法
技术领域
本发明涉及一种如权利要求1前序部分所述的用于制造一个或多个多层板，或用于建立多层板压合板叠的分隔板。本发明还涉及一种如权利要求17前序部分所述的用于制造相应的分隔板的方法以及一种如权利要求32前序部分所述的用于建立多层板压合板叠的方法。
技术背景
根据现有技术已知有用于建立多层板压合板叠的具有不同结构设计的分隔板以及用于建立多层板压合板叠的各种方法，即用于压制多层印刷电路板的方法。通常采用多层压制或真空压制方法实现多层板(电路板)的压合，其中在约180℃的温度下，将多层板的各层相互相应地压合在一起。
为此通常首先在一台相应的压力机中建立一个多层板压合板叠。其中在两块压板、相应的压模和压垫之间将多个多层板叠置在一起，所述多层板被分隔板或压板相互分隔。通常每个多层板为多层结构，即具有多个分别被层压塑料层分隔的预浸渍的树脂层。在各层压塑料层或预浸树脂层之间设有用于建立相应电路的铜箔。
在制造多层板时将出现各种问题。一方面由于分隔板热膨胀可能会导致出现多层板各层的不利的滑移/移动，即预浸树脂层或层压塑料层和/或设置在前两者之间的铜箔的不利的滑移/移动。另一方面重要的是，还必须利用分隔板在多层板压合板叠内将压力均匀地传递到多层板压合板叠的各预浸树脂层或层压塑料层上，从而实现多层板的最佳的结合和尽可能地避免各层出现滑动。
根据DE3844498A1的披露，应通过采取真空和等压压合工艺避免相互压合的多层板的翘曲和铜表面出现不平的现象。其中采用附加的板，所述附加的板悬浮设置并起着隔热作用，在对多层板压合板叠进行加热时所述附加板将保持压板的冷却。但此方式的缺点在于，加热时溢流出的环氧树脂将会粘连在多层板的边棱上。
根据DE3507568C2的披露，采取防滑措施避免预浸树脂层滑移，但只有在选择的铜箔的尺寸略大于其它层，从而使预浸渍树脂在其上流出时，才能避免预浸树脂在板叠侧可能会出现的流出。但是，该方法需要较长的加热时间并且热的渗透不均匀，例如其不均匀度远远高于采用铝板作为分隔板时的情况。
在DE4116543A1中披露了一种由高级合金钢制成的分隔板，其所特有的膨胀系数接近于铜的膨胀系数。尽管因此避免了表面张力，但对高级合金钢板的加热时间相对较长。
因此，在过去转而主要采用特定合金的铝板，所述铝合金板的导热性能较好并且导热比较均匀。在所有上述方法中，必须由经过专门训练的人员通过人工操作将铜箔和相应的分隔板与其它层在一放置空间内配设成一个多层板压合板叠。其中极薄且易损的铜箔很容易碎裂。
上述所用的分隔板及建立多层板压合板叠的方法对于下一代的印刷电路板(多层板)，特别是对UMTS技术并不理想。电路越来越窄并且利用HDI(高密度连接技术)技术同时将越来越多的电路设置在越来越小的表面上。由于一方面要使用的铜箔越来越薄，在这里已知厚度小于12微米或甚至小于5微米，随之增大了在多层板压合时内层的电路被外部的铜箔挤压的危险。人们将这种自动调节作用称作所谓的“图象转印”。此时将会出现厚度不均匀的蚀刻和钻孔不精确等问题。特别是对这种非常薄的外面的铜箔人工铺设已经不再可能。所述外面的铜箔优选必须如DE19831461C1所述，作为与分隔板或压板的组合体来制造。
因此，在DE19831461C1中描述了一种将具有任何类型和厚度的铜箔与具有任何合金和厚度的铝压板(分隔板)局部结合在一起的方法，其中将铝压板和铜箔制成一个复合体。在此的问题是同样不能实现由铝或相应的铝合金制成的分隔板或压板具有的为避免上述的“图象转印”所需的硬度。迄今用于上述铝压板的铝合金目前的强度为Rm400MPa。在约为180℃温度下，延续约90分钟时间压合。在该温度下，铝压板的强度降低到约360MPa。因此采用迄今已知的分隔板用于下一代的印刷电路板是成问题的。
发明内容
因此，本发明的目的在于，基于上述分隔板及上述方法提出和进一步设计一种制造多层板及建立多层板压合板叠的分隔板，及一种制造多层板及建立多层板压合板叠的方法，其中以成本低廉的方式针对分隔板避免了所谓的图象转印(Imagetransfer)的问题。
通过权利要求1的特征部分的特征实现了上述针对分隔板的目的，所述钢板是一种作为非高级合金的钢板的钢板，基本在180℃的温度下的抗拉强度至少为Rm≥500MPa和/或基本在180℃的温度下的屈服点至少为Rp0.2≥470MPa。
通过权利要求特征部分的特征17实现了上述针对制造用于多层板压合板叠的分隔板的方法的目的，所述钢板是一种作为非高级合金钢板的钢板，基本在180℃的温度下的抗拉强度至少为Rm≥500MPa和/或基本在180℃的温度下其屈服点至少为Rp0.2≥470MPa。
本发明的构思在于，利用分隔板制造或实现多层板，及建立或实现多层板压合板叠，所述分隔板具有特定的机械性能。本发明的分隔板是一种作为非高级合金钢板的钢板，确切地说，基本在180℃的温度下的抗拉强度至少为Rm≥500MPa和/或确切地说，基本在180℃的温度下其屈服点至少为Rp0.2≥470MPa。在此可以采用所谓的未经处理的钢板作为分隔钢板，但优选采用经过表面处理的钢板作为分隔板，对此在下面还将进一步加以说明。
本发明的原理是，在制造多层板或建立多层板压合板叠时同样也不使用铝压板或高级合金钢板，而是使用钢板，所述钢板的厚度至少为0.3毫米，优选至少为0.4毫米，即另外由于具有所述的机械强度值，因而其结构设计“薄于”迄今根据现有技术采用的厚度约为0.5毫米的分隔板。因此例如在制造这种作为钢板的分隔板时，特别是采用冷轧工艺制造时特别需要注意的是，应实现最佳的表面性能，尤其是制成的相应的钢板应无裂纹和无孔隙。另外由于钢板的厚度被减少到“仅0.4毫米”(或低于0.4毫米)，因而提高了压力机的装料量，即相应地增多了每个板叠的多层板的数量。即目前每次装料/每次压力机张开，迄今原则上只能装入14个多层板并因此需要16个分隔板，而在本发明中将分隔板的厚度从0.5毫米相应地减少到0.4毫米，因而节省了1.6毫米的空间。因此，为在多层压合板叠中加入另一多层板提供了位置，从而多层压合板叠中的多层板的数量被增加到15个。在钢板厚度进一步减小到例如0.3毫米时，可以节省出更大的空间。由于在一个工步中这时可以制造出更多的多层板，从而降低了劳务-和能量成本，因而节省了制造多层板的相应的费用。
有多种对本发明的分隔板及本发明的分隔板制造方法，以及采用所述分隔板建立多层板压合板叠的方法的有益的设计和进一步设计的方案。为此请参见分别从属于权利要求1和权利要求17的从属权利要求。
下面将对照说明和附图对本发明的分隔板及本发明方法的多个实施例加以详细描述。图中示出：
附图简单说明
图1为建立相应的多层板(电路板)的多层压合板叠结构的侧面的示意简图；
图2为本发明分隔板的第一实施方式的侧面示意简图，其中附有一个理想机械强度或理想范围的优选值表格，和
图3为第二实施方式，即经过表面处理的分隔板的侧面示意简图。
                附图标记对照表
1                   分隔板
1a                  上分隔板
1b                  下分隔板
1c                  中间的分隔板
2                   多层板
3                   多层板压合板叠
4                   压板
5                   压模
6                   压垫
7                   铜箔
8                     覆层
具体实施方式
图1为具有多个分隔板1和多个多层板2的多层板压合板叠3的结构示意图。图2示出一分隔板1，其中附有一个理想机械强度或理想范围的优选值表格，最后在图3中示出一经过表面处理的分隔板1。本发明涉及分隔板1，所述分隔板用于对多层印刷电路板-压合板叠压合。
图1示意示出一多层板压合板叠3。如图所示，多层板压合板叠3设置在一相应的压力机(图中未详细地示出)中，即设置在所述压力机的压板4和压模5之间。为了实现多层板压合板叠3的最佳设置，在多层板压合板叠3内的外侧的分隔板1a、1b之间还设置有一个压垫6。这时多层板压合板叠3包括多个多层板2和多个分隔板1，即一个上外侧的分隔板1a、一个下外侧的分隔板1b和多个中间的分隔板1c。在各个分隔板1之间相应地设置有多层板2，所述多层板具有通常的结构，在此不再赘述。多层板2具有相应的多个层，即相应的预浸的预浸渍树脂层或层压塑料层以及相应数量的图中未详细示出的铜箔，所述铜箔用于实现相应的电路。所有有关的细节都是公知的，在此不再赘述。
在图1中还示出，在多层板2和分隔板1之间还设有相应的分隔膜，即铜箔7。分隔板1和铜箔7优选以组合结构制成，对此还将在下面做进一步的说明。也可以取代所述铜箔7，分隔板1上具有一防粘连覆层。
在对多层板2进行压合时，即在将在图1中所示的多层板的各层压合成一个相应的组合体时，压力机中优选温度约为180℃。在压制过程中，分隔板1一方面保证了在多层板压合板叠3中均匀的热分布，另一方面保证了均匀的压力分布。否则的话，在多层板压合板叠3中将会出现不均匀的热分布和压力分布，其结果将导致多层板2的一些区段出现早于其它区段开始流动，此点将导致夹入空气、厚度分布超过所要求的容许范围，最终在各多层板2的截面中造成在各多层板2叠置的各层中铜的不同的分布并导致在缺少铜的区段内的不充分的层合。所以为了制造最佳的多层板2，特别是一方面为了避免多层板2可能出现的表面缺陷，另一方面为了避免这类表面缺陷被压在多层板压合板叠中贴邻的多层板2上，所以分隔板1的设计是非常重要的。而对此来说，迄今根据现有技术中采用的分隔板的设计是不理想的。
根据本发明采取如下措施可以避免出现上述缺点，所述分隔板1是钢板，但不是高级合金钢板，所述钢板基本在180℃的温度下的抗拉强度至少为Rm≥500MPa和/或基本在180℃的温度下的屈服点至少为Rp0.2≥470MPa。换句话说，采用一种制造用于多层板压合板叠3的分隔板1的方法，用一种钢板制造分隔板1，选用的所述钢板或其合金应使钢板基本在180℃的温度下的抗拉强度至少为Rm≥500MPa和/或基本在180℃的温度下的屈服点至少为Rp0.2≥470MPa。
尽管在此列举了两种方案，即分隔板1或如图1-3所示的分隔板1一方面其抗拉强度至少为Rm≥500MPa或其屈服点至少为Rp0.2≥470MPa，但同时实现至少为Rm≥500MPa的抗拉强度和至少为Rp0.2≥470MPa的屈服点(分别在约180℃的温度下)为最佳。经证明，分隔板1是一种钢板，并确切地说具有最佳的适用于制造多层板2或建立多层板压合板叠3的最低的强度值。利用这种分隔板1可以相应避免“图象转印”(Imagetrnasfer)，其中制成的多层板2具有最佳的表面和本发明的分隔板1也可以多次使用，此点导致相应成本的进一步的节省。
具有附表的图2中示出本发明的分隔板1，所述分隔板是钢板。在附表中列出了抗拉强度Rm和屈服点Rp0.2的相应的强度值，而且分别在180℃的温度情况下，即基本在多层板2进行相应压合时多层板压合板叠3中的温度下。如图2的附表所示，抗拉强度Rm的最小值为大于、等于500MPa，屈服点Rp0.2的最小值为大于、等于470MPa。经验证，当抗拉强度Rm大于、等于690Mpa和屈服点Rp0.2大于、等于630Mpa时，则可以制成性能非常好的多层板2和特别有效地避免了“图象转印”。根据本发明分隔板1的优选实施方式，抗拉强度Rm等于789MPa和屈服点Rp0.2等于732MPa。
图2示出了一个未经处理的，特别是未经表面处理的钢制的分隔板1，而图3中示出了一个经过表面处理的或表面加工的，特别是经过覆层处理的分隔板1。图3所示的作为钢板的分隔板1基本上经过表面处理，即两面都有覆层。图3所示的分隔板1基本上也具有如图2的附表所列的机械强度值或强度范围。分隔板1的厚度为0.3-1毫米，分隔板1的厚度优选为0.3-0.5毫米，特别是厚度为0.4毫米。可以采用不同的方式实现图3所示的分隔板1的附加的覆层8，例如所述覆层可以是一个有机的、无机的或金属的覆层8。作为金属的覆层8可以是铝或铜的镀层。也可以联想到一种铬的特殊的电镀层8。图3仅示意示出分隔板1的厚度及覆层8和覆层8的厚度。下面对覆层8的厚度量将做进一步的说明。
可以对分隔板1的镀层，例如在分隔板1上镀铝或镀铜实现覆层8，上述镀覆金属具有较好的导热性能并因而进一步相应改善了多层板压合板叠3中的导热性能。
还可以联想到，覆层8是有机的或无机的覆层，例如在分隔板1上涂覆润滑剂。所述润滑剂优选是烯烃基的，或者可以是其它的有机物质，所述物质具有与覆层8类似的性能。无机的覆层8例如也可以是塑料基的。
在作为钢板的分隔板1的优选厚度为0.4毫米时，而覆层8的厚度至少为2微米，优选是在金属覆层8的情况下，厚度在5-25微米的范围内。利用覆层8可以实现多层板2的更佳的表面，特别是可以在很大程度上避免铜箔7的损伤。
还要特别指出的是，在此不采用高级合金钢板作为钢板。虽然可以采用未处理的钢板，即采用未经表面处理的或覆层的钢板作为分隔板1，或用于建立相应的多层板压合板叠3，但所采用的分隔板1的表面必须予以重视，这是因为只有完美的表面才能避免铜箔7或多层板2受损。特别是为了实现较为光滑的表面，还可以用润滑剂对钢板进行涂层8，另外重要的是，在冷轧时注意钢板要具有最佳的表面性能，即表面是无裂纹和无空隙的。
当作为由钢板的分隔板1具有相应的上述强度值时，则采用作为上述钢板的分隔板1经验证是非常有益的。另外作为钢板的分隔板1的热膨胀系数相对较低，因而是特别有利的，所以在压合时或在基本为180℃的相应温度下可以避免在多层板2各层内的滑移/滑动或移动。
与例如在DE19831461C1中详细的描述相同，优选与在图2和3中未示出的铜箔相结合制造所示的分隔板1。其优点在于，非常薄的并且部分甚至无法用手铺设的铜箔可以迅速和不需要付出特别的劳动代价，即可以与分隔板1一起被放置在多层板压合板叠3内，从而实现对相应的多层板2的制造。
另外还要指出的是：根据现有技术中迄今优选采用的是0.5毫米厚的分隔板。由于本发明所用的分隔板1具有上述的强度值，所以分隔板1厚度可以优选减小到0.4毫米，甚至减小到0.3毫米。由于迄今根据现有技术多层板压合板叠3共有(每次压力机张开)14个多层板2(在图1中只示意示出三个多层板2)。在采用本发明的分隔板1时，由于其厚度可以优选减小到0.4毫米，因而总共可以节省出1.6毫米(16×(0.5-0.4毫米)，从而可以采用16个分隔板。因而在一个多层板压合板叠3中为另一附加的多层板2提供了附加的空间，因此设置在一个多层压合板叠3中的多层板2的总数可由14个多层板2增加到15个多层板2。当将分隔板1的厚度进一步减小到0.3毫米时，则进一步提供了附加的空间。因而节省较大的生产成本，特别是节省了劳动开销和能量。
本发明优选的分隔板1特别是具有以下成分：0.04重量％的碳、0.01重量％的硅、0.22重量％的锰、0.012重量％的磷、0.005重量％的硫、0.037重量％的铝，其中剩余的重量百分比是铁分量。所述钢合金也被称为“ST2 K70 RP”。还可以联想到采用例如类“C75”的具有相应的强度值的其它的钢合金。本发明的分隔板优选长660毫米和宽580毫米。
本发明的分隔板1或本发明的钢板作为压板被放置一个有待建立的多层板压合板叠组中，所述分隔板优选由非合金的碳素钢制成，即由非合金钢制成。作为非合金的钢板的本发明分隔板1的主要成分如下：0.03-1.2重量％的碳、0.2-0.5重量％的锰。对于相应的非合金碳素钢或非合金钢板来说，其成分的优选范围是：0.03-1.0重量％的碳和0.2-0.5重量％的锰。剩余的重量百分比主要为铁分量。其中非合金的碳素钢，即本发明的钢板可以含有微量的其它的诸如磷、硫、铝和/或硅等元素，所述微量的元素对钢的性能没有影响。
尤其是所述的屈服点Rp0.2对避免上述图象转印是非常重要的。当屈服点Rp0.2非常小时，尤其是根据现有技术中采用的分隔板将受到持续的形变，因此在重复使用这类分隔板时将出现上述图象转印的现象。在本发明所述的屈服点为Rp0.2≥470Mpa时，经证明可以由此同样避免图象转印，这是因为在重新使用本发明的分隔板1时保证了分隔板1通过对屈服点的相应的设计同样不会受到持续的变形，因此可以多次使用分隔板，而不会出现图象转印。
作为润滑剂优选采用烯烃基的润滑剂。也可以考虑聚烯烃基的聚合物或者聚烯烃乳化剂，例如悬浮聚烯烃/水溶液。由此保证了本发明的分隔板1的良好耐蚀保护并同时实现良好的防粘连覆层，特别是实现了避免与树脂粘连的覆层。
本发明的分隔板1的导热率优选基本为40-60W/mK和/或热膨胀系数为9-14 10-6K-1。
本发明的分隔板1的另一优选实施方式具有如下成分：0.037重量％的碳、0.003重量％的硅、0.21重量％的锰、0.008重量％的磷、0.01重量％的硫、0.039重量％的铝、0.020重量％的铬，其中剩余的重量百分比为铁分量，和磷、硫、铝、铬和硅的含量在此被视为杂质。在此提出的成分优选是基本类“DC04”的冷轧带钢的成分，其热导率基本为57W/mK和其热膨胀系数为11.45 10-6K-1。上述另一优选实施方式的覆层8优选是薄镀铬层和覆层厚度为70-130mg/m2。
综上所述，通过本发明的分隔板1及通过本发明的制造分隔板1的方法实现了关键性的优点并避免了现有技术中存在的缺点。

Claims (33)

1、一种分隔板(1)，用于制造单个多层板或多个多层板(2)，或用于建立多层板压合板叠(3)，其中所述分隔板(1)作为压板被设置在有待建立的多层板压合板叠(3)组内，尤其是被设置在两个多层板(2)之间，其特征在于，所述分隔板(1)是钢板，但不是高级合金钢板，所述钢板基本在180℃的温度下的抗拉强度至少为Rm≥500MPa和/或基本在180℃的温度下其屈服点至少为Rp0.2≥470MPa。
2、如权利要求1所述的分隔板，其特征在于，所述钢板的表面基本经过完全处理。
3、如上述权利要求中任一项所述的分隔板，其特征在于，所述钢板的厚度为0.3-0.5毫米。
4、如上述权利要求中任一项所述的分隔板，其特征在于，所述钢板另外还具有一有机的、无机的或金属的覆层(8)。
5、如上述权利要求中任一项所述的分隔板，其特征在于，所述金属覆层(8)由铝或铜构成。
6、如上述权利要求中任一项所述的分隔板，其特征在于，所述有机覆层(8)是被涂覆的润滑剂。
7、如上述权利要求中任一项所述的分隔板，其特征在于，所述润滑剂是烯烃基的。
8、如上述权利要求中任一项所述的分隔板，其特征在于，所述覆层(8)的厚度至少为2微米。
9、如上述权利要求中任一项所述的分隔板，其特征在于，所述钢板的至少一个表面覆有铜箔(7)。
10、如上述权利要求中任一项所述的分隔板，其特征在于，所述钢板的抗拉强度至少为Rm≥690MPa和其屈服点至少为Rp0.2≥630MPa。
11、如上述权利要求中任一项所述的分隔板，其特征在于，所述钢板(1)由非合金的碳素钢制成。
12、如权利要求11所述的分隔板，其特征在于，所述钢板含有0.03-1.2重量％的碳和0.2-1.5重量％的锰。
13、如权利要求12所述的分隔板，其特征在于，所述钢板含有0.03-0.1重量％的碳和0.2-0.5重量％的锰。
14、如权利要求11-13中任一项所述的分隔板，其特征在于，所述钢板具有微量的磷、硫、铝和/或硅。
15、如权利要求11-14中任一项所述的分隔板，其特征在于，所述润滑剂是一种聚烯烃基的聚合物。
16、如权利要求11-15中任一项所述的分隔板，其特征在于，所述涂层(8)是薄镀铬层。
17、一种建立多层板压合板叠(3)的分隔板(1)，尤其制造如权利要求1-10中任一项所述分隔板(1)的方法，其中
所述分隔板(1)作为压板被设置在有待建立的多层板压合板叠(3)组内，尤其是被设置在两个多层板(2)之间，其特征在于，所述分隔板(1)是钢板，但不是高级合金钢板，所述钢板基本在180℃的温度下的抗拉强度至少为Rm≥500MPa和/或基本在180℃的温度下其屈服点至少为Rp0.2≥470MPa。
18、如权利要求17所述的方法，其特征在于，对所述钢板的表面进行基本完全的处理。
19、如权利要求17或18所述的方法，其特征在于，对所述钢板以0.3-0.5毫米的厚度进行制造。
20、如权利要求17-19中任一项所述的方法，其特征在于，对所述钢板附加涂覆有一个有机的、无机的或金属的覆层(8)。
21、如权利要求17-20中任一项所述的方法，其特征在于，制造具有一个由铝或铜构成的金属的覆层(8)的钢板。
22、如权利要求17-21中任一项所述的方法，其特征在于，涂覆一种作为有机覆层(8)的润滑剂。
23、如权利要求17-22中任一项所述的方法，其特征在于，以至少2微米的厚度制做所述覆层。
24、如权利要求17-23中任一项所述的方法，其特征在于，采用铜箔(7)对所述钢板的至少一个表面进行覆盖。
25、如权利要求17-24中任一项所述的方法，其特征在于，制造所述钢板的一种材料和对所述钢板的处理，应使制成的钢板的抗拉强度至少为Rm≥690MPa和其屈服点至少为Rp0.2≥630MPa。
26、如权利要求17-25中任一项所述的方法，其特征在于，采用非合金的碳素钢制造所述钢板(1)。
27、如权利要求26所述的方法，其特征在于，所述钢板含有0.03-1.2重量％的碳和0.2-1.5重量％的锰。
28、如权利要求27所述的方法，其特征在于，所述钢板含有0.03-0.1重量％的碳和0.2-0.5重量％的锰。
29、如权利要求26-28中任一项所述的方法，其特征在于，所述钢板具有微量的磷、硫、铝和/或硅。
30、如权利要求26-29中任一项所述的方法，其特征在于，所述润滑剂是一种聚烯烃基的聚合物。
31、如权利要求26-30中任一项所述的方法，其特征在于，所述覆层(8)是薄镀铬层。
32、一种建立多层板压合板叠(3)的方法，其中分隔板(1)作为压板被设置在有待建造的多层板压合板叠(3)组内，尤其是被设置在两个多层板(2)之间，其特征在于，采用如权利要求1-16中任一项所述的分隔板和/或按照权利要求17-31制造的分隔板(1)。
33、一种用于制造单个或多个多层板(2)的多层板压合板叠(3)，其特征在于，至少一如权利要求1-16中任一项所述的分隔板(1)被设置在多层板压合板叠(3)内。
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