DD148686A1

DD148686A1 - Verfahren zur herstellung von schichtpressstoffen fuer leiterplatten

Info

Publication number: DD148686A1
Application number: DD21865280A
Authority: DD
Inventors: Wolfgang Moebes; Dieter Maeusebach; Gerhard Naundorf; Hans Steinmetz
Original assignee: Wolfgang Moebes; Dieter Maeusebach; Gerhard Naundorf; Hans Steinmetz
Priority date: 1980-01-25
Filing date: 1980-01-25
Publication date: 1981-06-03

Abstract

Verfahren zur Herstellung von Schichtpreszstoffen fuer Leiterplatten, insbesondere fuer die Produktion von Leiterplatten mit hohen Schwierigkeitsgraden,die vorzugsweise in der Groszserienproduktion verarbeitet werden koennen.Die erfindungsgemaesze Loesung soll es ermoeglichen,einen besonders guenstigen oekonomischen Weg zu nutzen sowie gute elektrische und mechanische Eigenschaften am Erzeugnis zu erreichen.Der Erfindung liegt die technische Aufgabe zugrunde, einen Schichtpreszstoff fuer Leiterplatten herzustellen, in dem unterschiedliche Harzsysteme gleichzeitig zum Einsatz kommen. Erreicht wird dies durch gemeinsames Verpressen von unterschiedlichen Traegermaterialien mit jeweils verschiedenen Harzen (Epoxidharz,modifizierte oder nichtmodifizierte Phenolharze). Das Anwendungsgebiet ist die Herstellung von Elektroisolierstoffen und von Leiterplatten fuer die Mikroelektronik.

Description

Verfahren zur Herstellung von Schichtpreßstoffen für Leiterplatten

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Schichtpreßstoffen für Leiterplatten, insbesondere für die Produktion von Leiterplatten mit hohen Schwierigkeitsgraden, die vorzugsweise in der Großserienfertigung verarbeitet werden können.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Die Herstellung von Leiterplatten aus kupferkaschiertem Schichtpreßstoff ist seit längerer Zeit bekannt und auf Grund der vorteilhalten Herstellungsteclmik gegenüber der früheren Verdrahtung der Bauelemente v.'eitestgehend technisch genutzt.

Dabei werden generell zwei Grundtypen kupferkaschierter Schichtpreßstoffe eingesetzt:

- kupferkaschiertes Phenolharz-Hartpapier und

- kupferkaschiertes Epoxidharz-Glashartgewebe. Solche Schichtpreßstoffe sind in nationalen und internationalen Standards wie TGL 11651, NEMA. LI-1-1972, DI¥ 40 802, GOST 10.316 festgelegt.

r im inr: .1

~ 2 - 2

Kupferkaschiertes Hartpapier wird für viele Anwendungsbereiche der einfachen Elektronik in großem Umfang.bei der Fertigung großer Leiterplattenserien verwendet,· während die kupferkaschierten Epoxidharz-Glasgewebe-. · Schichtpreßstoffe auf Grund ihrer wesentlich besseren elektrischen und mechanischen Eigenschaften vorzugsweise für Leiterplatten mit sehr hohen Anforderungen

eingesetzt werden,, . · .

Andererseits sind gerade die letztgenannten Schichtpreßstoffe, die aus sehr teuren Grundstoffen aufgebaut sind, sehr schwer mechanisch zu bearbeiten. Die Herstellung von Leiterplatten daraus verlangt aufwendige Arbeitsgänge (Sägen,.Bohren) und bringt hohen Werkzeugverschleiß mit sich«, Es hau'daher nicht an Versuchen gefehlt, kupferkaschierte Schichtpreßstoffe zu entwickeln, die in ihrer Qualität zwischen den beiden genannten Grundtypen liegen und wesentlich besser verarbeitbar sind. ...... .^; Hierzu sind z.B. die auf Basis von Epoxidharzen hergestellten Mischlaminate

EfSG- Cu Typ 1710 (AEG) und DN 9103 (Dynamit Hobel)

zu nennen. ...·.'

Diese bestimmten Mischlaminate bestehen aus harzimprägnierten Glasgewebelagen als Deckschichten und Epo;cid-Papier-Kern bzw. Epoxid-Glasmatte (Vlies) als Kernlagen.

Ziel der Erfindung

Die erfindungsgemäße Lösung soll es ermöglichen, einen Weg zur Herstellung von Schichtpreßstoffen für Leiterplatten zu nutzen, welcher einen besonders-.günstigen ökonomischen Kompromiß zwischen den Grundtypen darstellt und sowohl ausgezeichnete elektrische Kennwerte, wie auch gute Verarbeitungseigenschaften auf v/eist, wobei insbesondere die Eigenschaften der Stanzbarkeit, Durchkontaktierbarkeit, Schwerentflammbarkeit sowie der Dimensionsstabilität zu nennen sind.

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Darlegung des Wesens der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Schichtpreßstoff für Leiterplatten herzustellen, in dem unterschiedliche Harzsysteme gleichzeitig zum Einsatz kommen. Die Merkmale der Erfindung bestehen darin, daß mit härtbaren hochmulekolaren Harzen imprägniertes Glasseiden-Trägermaterial als Decklage und phenolharzimprägniertes Papier als Kernlage gemeinsam verpreßt werden, daß epoxidharzimprägniertes Glasseidengewebe als Decklage und mit modifiziertem Phenolharz imprägniertes Papier als Kernlage gemeinsam verpreßt werden; daß mit butyralmodifiziertem Phenolharz imprägniertes Glasseidengewebe als Decklage und mit modifiziertem Phenolharz imprägniertes Papier als Kernlage gemeinsam verpreßt werden und daß das für die Imprägnierung der Kernlage verwendete Harzgemisch 10 - 30 % niedermolekulare Anteile enthält und durch Zugabe von insgesamt 20 - 45 % weichraachender und flammhemmender Stoffe, bezogen auf den Peststoffgehalt der Mischung, modifiziert wird.

Die Erfindung wird nachstehend an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert.

Ausführungsbeispiel

Beispiel 1

Glasseidengewebe mit einer Flächenmasse zwischen von

p p

110 g/ra oder 16O g/m wird in bekannter Weise auf einer Imprägnieranlage mit einer lösung eines Epoxidharzes (mittel- bis hochmolekular, Epoxidquivalent 500 - 600) und Härter Dicyandiamid getränkt und anschließend im Trockenkanal getrocknet. Das entstehende Prepreg soll einen Harzgehalt von 55 % und einen Harzfluß nach dem Plow-Test von 10 - 15 % haben.

Zellulosepapier mit einer Flächenmasse von 145 g/m wird mit einer Phenol-Kresolharzlösung in Alkohol getränkt, welche folgendermaßen zusammengesetzt ist (bezogen auf Feststoffanteile):

Phenol/Kresolformaldehydharz .'.... 65-% dav. mind. 10 % in niedermolekular. Anteilen Weichmachende Modifizierungskomponente, z.B. Trikresy!phosphat, und/oder Holzöl 35 %

Die getränkte Papierbahn wird im Trockenkanal getrocknet und anschließend auf das gewünschte Tafelformat zugeschnitten. ·.-'....

Das imprägnierte Papier soll folgende Kennwerte aufweisen: Harzgehalt 55 %, flüchtige Anteile £ 3 % . Aus den imprägnierten Materialien wird eine 1,5 mm dicke, kupferkaschierte Tafel mit folgendem Schichtaufbau hergestellt (2-seitig kupferkaschiertes Basismaterial)? Ί Kupferfolie

1 Lage Glasgewebe - Epoxidharz 5 Lagen Phenol/Kresolharz-Papier 1 Lage Glasgewebe-Epoxidharz 1 Kupferfolie

Das so aufgebaute Tafelpaket wird auf bekannte Weise zwischen Preßbleche gelegt und unter Anwendung von . Druck (8p MPa ;spezifisch) gepreßt. Dabei tritt anfangs ein geringer Harzfluß ein und die Lagen werden durch die nachfolgende Aushärtung des Harzes fest miteinander verbunden, Nachfolgend wird die Presse gekühlt und die Tafel bei Raumtemperatur der Presse entnommen. Für die Herstellung eines unkaschierten oder einseitig kupferkaschierten Schichtpreßstoffes werden anstelle der Kupferfolien im o.g. Beispiel Entformungsfolien (Triazetatfolie, Polyvinylfluoridfolie) eingelegt, um ein Ankleben am Preßblech zu verhindern.

Beispiel 2

Glasseidengewebe mit einer Flächenmasse zwischen 110 und 160 g/m wird auf an sich bekannte V/eise auf einer Imprägnier anlage mit einer Lösung eines polyvinylbutyral--, modifizierten Phenolharzes in Äthanol durch Temperaturen bis 150 ⁰C getrocknet. Das entstehende Prepreg soll einen Harzgehalt von 40 - 55 % und flüchtige Anteile

Baumv/ollin'ierspa-oier rait einer Flächenraasse von

ο 120 g/m , v/ie es nach TGL handelsüblich ist, wird ' entsprechend Beispiel 1 mit der Lösung eines Phenol« kresolformaldehydharzgemisches folgender Zusammensetzung (Feststoffanteile) imprägniert: Holzölmodifiziertes Kresolharz 40 TIe. niedermolekulares Phenolharz 20 TIe Trikresylphosphat 25 TIe

Flammhemmender Zusatz ("bromierter Diphenylether, 70 % Brom) . 15 TIe

Mit der getränkten Papierbahn v/ird wie in Beispiel 1 v/eiterverfahren. Der Schichtaufbau des Laminates wird

wie folgt vorgenommen: (für 1,5 mm dicke Tafeln) 1 Kupferfolie

1 Lage nach Beispiel 2 imprägniertes Glasseidengev/ebe

6-7 Lagen imprägniertes Baurav/o 1 linterspapier

1 Lage nach Beispiel 2 imprägniertes Glasseidengewebe

1 Kupferfolie

Dieser Schichtaufbau wird zwischen Preßbleche gelegt und auf bekannte Weise in Etagenpressen unter einem spezifischen Druck von op MPabei Temperaturen von 150 - 180 ⁰G 60 bis 90 Minuten gepreßt. Dabei erfolgt unter leichtem Harzfluß und nachfolgender Härtung der im Laminat enthaltenen Harzkombination die Entstehung erfindungsgemäßen Verbundes.

ITach Kühlen auf Raumtemperatur in der Presse unter Druck werden die Tafeln aus der Presse herausgenommen und als Basismaterial zu Leiterplatten v/eiterverarbeitet.

Ergebnisse der Kennwertprüfung

Die erhaltenen Kennwerte werden in Tabelle 1 den durchschnittlich gemessenen Werten für Papierlaminat (P1S) nach TGL 11651 und denen vom Glaslaminat (32C) gegenübergestellt. Dadurch v/ird nachgewiesen, daß sich

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durch den erfindungsgemäßen Aufbau des Schichtpreßstoffes eine überraschend günstige Eigenschaftskombination erzielen läßt, die in Verbindung mit dem ökonomischen Aufwand eine besonders vorteilhafte Arbeitsweise darstellt.

Tabelle. 1

Laminat 1 Laminat

Papier-Phenol- Glasseide harz Epoxidharz

Laminat 3 erfindungsgemäße s Mischla minat

AEG . Ef/SG

- Cu

-Aufnahme

mg

Stanzbarkeit nach Kenn-TGL 0-53438 wert

Biegefestigkeit N/mm

40

2,0 1000

nicht stanzbar, Verschleiß

3000

Oberflächen widerstand R 3.	10¹⁰	10¹²
Durchkont akt ie r- barkeit	mit Einschrän kung	ja
Brennbarkeit	nein	ja
Diel. Verlustfaktor (bei 1 MHz)	0,05	0,04
Lötbadbest. 26O⁰C Zinnbad s	5	20
Kostenfaktor für Material u. Arbeits aufwand %	100	300

20 1,0 - 1,2

2200 10¹²

nein

0,045

15

150

20

2500 10¹²

nein

0,036

200

Claims

Erfindungsansprüche

1. Verfahren zur Herstellung von Schichtpreßstoffen für Leiterplatten als Mischlaminat,

gekennzeichnet dadurch,

daß mit härtbaren hochmolekularen Harzen imprägniertes Glasseiden-Trägermaterial als Decklage und phenolharzimprägniertes Papier als Kernlage gemeinsam verpreßt werden.

2. Verfahren nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch,

daß epoxidharzimprägniertes Glasseidengewebe als Decklage und mit modifiziertem Phenolharz imprägniertes "Papier als Kernlage gemeinsam verpreßt werden«

3· Verfahren nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch,

daß mit butyralmodifiziertem Bhenolharz imprägniertes Glasseidengewebe als Decklage und mit modifiziertem Phenolharz imprägniertes Papier als Kernlage gemeinsam verpreßt werden.

4« Verfahren nach den Punkten 2 und 3, gekennzeichnet dadurch,

daß das für die Imprägnierung der Kernlage verwendete Harzgemisch 10 - 30 % niedermolekulare Anteile enthält und durch Zugabe von insgesamt 20 - 45 % weichmachender und flammhemraender Stoffe, bezogen auf den Peststoffgehalt der Mischung, modifiziert wird.