DE2641937B2 - Verfahren zur Herstellung eines flexiblen, metallkaschierten Isolierstoffbandes - Google Patents

Verfahren zur Herstellung eines flexiblen, metallkaschierten Isolierstoffbandes

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Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines flexiblen, metallkaschierten Isoliersioffbandes, bei welchem ein dünnes Metallband unter Zwischenfügung einer Kleberschicht durch Anwendung von Druck und Wärme auf das Isolierstoffband auflaminiert wird.
Derartige metallkaschierte Isolierstoffbänder werden beispielsweise für die Herstellung von flexiblen elektrischen Bandleitern, flexiblen elektrischen Schaltungen und Zwischenträgern für Halbleiterbauelemente benötigt. Je nach Verwendungszweck können in das Isolierstoffband vor dem Auflaminieren des Metallban- r>o des auch Ausnehmungen eingebracht werden. So ist aus der DE-OS 24 14 297 ein metallkaschiertes Isolierstoffband zur teilautomatisierten Herstellung von Zwischenträgern für Halbleiterbauelemente bekannt, bei welchem in das Isolierstoffband Transport-, Justier- und r> Montageausnehmungen eingebracht sind. Zur Herstellung der metallkaschierten Isolierstoffbänder wird auf das flexible Isolierstoffband, das beispielsweise aus Polyimid, Polyhydantoin oder Polyacrylsulfon bestehen kann, zunächst eine dünne Schicht eines wärmehärtba- ni ren Klebers, beispielsweise eines Epoxidharzklebers oder eines Phenolharzklebers aufgebracht. Sofern es erforderlich ist, können dann Ausnehmungen, beispielsweise durch Stanzen, eingebracht werden. Zum Auflaminieren des in der Regel aus Kupfer bestehenden ■ ■ dünnen Metallbandes wird dann das Isolierstoffband zusammen mit dem Metallband zwischen einem Paar beheizter Laminierwalzen hindurchgeführt. Hierbei wird die Kleberschicht aufgeweicht und durch den von den Laminierwalzen ausgeübten Druck eine feste Verbindung zwischen Isolierstoffband und Metallband erzielt. Damit beim Laminieren ein Fluchten des Isolierstoffbandes und des Metallbandes gewährleistet ist, muß zumindest das Metallband über Leitrollen mit seitlichen Anschlägen den Laminierwalzen zugeführt werden. Bei einer derartigen Führung des dünnen Metallbandes besteht jedoch die Gefahr, daß die Ränder des Bandes aufgebördelt werden. Außerdem wird durch den erforderlichen Anpreßdruck der Laminierwalzen der aufgeweichte Kleber an den Rändern der Bänder und sofern vorhanden auch an den Rändern der Ausnehmungen herausgedrückt. Durch den hervorquellenden Kleber können insbesondere bei der späteren ätztechnischen Erzeugung von Leiterkonfigurationen aus dem Metallband erhebliche Schwierigkeiten entstehen.
In der DE-OS 20 14 594 ist ein Verfahren und eine Vorrichtung zur kontinuierlichen Herstellung von gehärtete Kunstharze enthaltenden Laminaten beschrieben und dargestellt. In dieser Literaturstelle handelt es sich insbesondere um Laminate auf Basis von Cellulose, Kunststoff oder Glasfaser enthaltenden Vliesen oder Geweben. Dabei wird davon ausgegangen, daß ein oder mehrere Vliese bzw. Gewebebahnen jeweils mit einem wärmehärtbaren Harz beschichtet bzw. imprägniert und anschließend auf einer beheizten Fläche ausgehärtet werden. Die Laminierung erfolgt auf
der ersten Heizwalze. Über seitliche Führung und über fluchtende Führung ist in dieser Offenlegungsschrift nichts erwähnt
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Herstellung eines flexiblen metallkaschierten Isolierstoffbandes anzugeben, bei welchem ein seitliches Aufbördeln des Metallbandes vermieden und das Hervorquellen des aufgeweichten Klebers reduziert wird.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe bei einem Verfahren der eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß das Isolierstoffband und das Metallband zum Auflaminieren durch Krafteinwirkung insbesondere auf das Metallband so fluchtend über einen begrenzten Umfangsbereich einer beheizten Laminierwalze gezogen werden, daß damit eine hohe Paßgenauigkeit zwischen Metallband und Isolierband unmittelbar beim Laminiervorgang erzielt wird und eine geringe gleichmäßige Längung des Bandes gewährleistet ist. Das Auflaminieren des Metallbandes auf da: Isolierstoffband erfolgt also nicht wie sonst üblich unter Verwendung eines Paares unter Vorspannung stehender Laminierwalzen, sondern durch fluchtendes Ziehen der beiden Bänder über eine beheizte Laminierwalze. Durch das Ziehen der beiden Bänder wird ohne seitliche Führung eine ausgezeichnete Fluchtung erzielt und ein seitliches Aufbördeln des Metallbandes sicher vermieden. Außerdem erfolgt bei dem fluchtenden Ziehen das Auflaminieren mit geringerem Anpreßdruck, so daß auch der Kleberaustritt äußerst gering und nicht störend ist.
Vorzugsweise wird das Isolierstoffband über einen größeren Umfangsbereich der Laminierwalze geführt als das Metallband. Durch diese Maßnahme wird erreicht, daß das Isolierstoffband bereits vor dem Zusammenlaufen beider Bänder an der beheizten Laminierwalze anliegt und die Klcbcrschicht vor dem eigentlichen Laminiervorgang aufgeweicht wird.
Besonders günstige Ergebnisse werden erzielt, wenn das Isolierstoffband und das Metallband gemeinsam über einen Umfangsbereich der Laminierwalze geführt werden, welcher Zentriwinkeln zwischen 40 und 50° entspricht.
Vorteilhaft wird die der Kleberschicht entgegengesetzte Seite des Isolierstoffbandes unmittelbar über die Oberfläche der Laminierwalze geführt. Ist das Isolierstoffband breiter als das Metallband, so wird bei dieser Führung des Isolierstoffbandes die Laminierwalze nicht mit der unbedeckten Kleberschicht in Berührung gebracht. Bei der bisher üblichen Laminierung mit zwei Laminierwalzen wurde in diesem Fall stets die metallseitige Laminierwalze durch den unbedeckten Kleber verschmutzt.
Vorzugsweise wird die für das fluchtende Ziehen erforderliche Reaktionskraft am Metallband angesetzt. Hierdurch wird eine besonders gleichmäßige Laminierung erzielt. Wird die Reaktionskraft konstant gehalten, so ist zusätzlich eine gleichmäßige Längung des Bandes gewährleistet.
Eine besonders gute Verbindung von Metallband und Isolierstoffband wird dadurch erzielt, daß das Metallband vor der Laminierwalze derart über eine Ziehvorrichtung geführt wird, daß es von der Laminierwalze aus gesehen, eine quer zur Bandrichtung verlaufende konkave Krümmung erhält. Durch diese Krümmung wird erreicht, daß die seitlichen Ränder des Metallbandes zuerst mit der Kleberschicht in Berührung kommen und hierdurch auch im seitlichen Randbereich eine
einwandfreie Klebung gewährleistet wird
Vorzugsweise wird das auf die Laminierwalze auflaufende Isolierstoffband durch eine Vorheizzone geführt. In dieser Vorheizzone werden die flüchtigen Bestandteile des auf das Isolierstoffband aufgebrachten KleDers abgedampft, so daß im Bereich der Laminierwalze keine Dämpfe mehr entstehen, welche den Laminiervorgang stören könnten. Außerdem können durch unterschiedliche Temperaturen bei der Vorheizung auch bei gealterten Kieberschichten die veränderten Klebeeigenschaften v/eitgehend ausgeglichen werden.
Die Erfindung gibt ferner eine Vorrichtung zur Durchführung des beschriebenen Verfahrens an, welche gekennzeichnet ist durch eine Vorratsrolle für das Isolierstoffband, eine Vorratsrolle für das Metaliband, eine antreibbare Aufwickelspule für das laminierte Band, eine beheizbare Laminierwalze, welche zwischen den beiden Vorratsrollen einerseits und der Aufwickelspule andererseits derart angeordnet ist, daß das Isolierstoffband und die Metallfolie über einen begrenzten Umfangsbereich geführt werden, und durch eine Bremsvorrichtung für das auf die Laminierwalze auflaufende Metallband. Die angegebene Vorrichtung ermöglicht mit geringem Aufwand ein rasches und selbsttätiges Laminieren. Vorzugsweise sind als Bremsvorrichtung mindestens zwei mit einer Rutschkupplung verbundene Umlenkrollen vorgesehen. An der Rutschkupplung kann eine konstante Bremskraft eingestellt werden, welche eine gleichmäßige Längung des Metallbander und ein gleichmäßiges Laminieren gewährleistet.
Im folgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung an Hand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigt
Fig. 1 eine Draufsicht auf ein mit Transport- und Montageausnehmungcn versehenes unkaschiertes Isolierstoffband,
Fig.2 eine Draufsicht auf das in Fig. 1 dargestellte Isolierstoffband nach dem Auflaminieren eines Metallbandes,
Fig. 3 das Prinzip des erfindungsgemäßen Verfahrens in vereinfachter schematischer Darstellung und
Fig.4 eine Seitenansicht einer Laminiervorrichtung in vereinfachter Darstellung.
F i g. 1 zeigt ein Isolierstoffband aus Polyimid, dessen obere Seite mit einer Epoxidharzkleberschicht 2 von ca. 25 μπι Dicke versehen ist. In das Isolierstoffband 1 sind vier S-8-Perforationen 3 und eine Arbeitsperforation 30 nach DIN 15 851, Blatt 2, Form A sowie Montageausnehmungen 4 eingebracht. Auf das so vorbereitete Isolierstoffband 1 wird gemäß F i g. 2 eine ca. 35 μπι dicke Kupferfolie 5 so auflaminiert, daß die beiden äußeren S-8-Perforationszeilen nicht überdeckt werden. Aus dem derart laminierten Band werden dann Zwischenträger für Halbleiterbauelemente hergestellt, indem aus der Kupferfolie 5 mittels photolithographischer Arbeitsmethoden Feinstrukturen herausgeätzt werden und das laminierte Band entlang der Linien 6 gesplittet wird. Auf die gesplitteten Zwischenträgerbänder werden dann die Halbleiterbauelemente aufgebracht und die fertiggestellten Zwischenträger vom Band abgeschnitten.
"ig. 3 zeigt das Prinzip des erfindungsgemäßen Verfahrens. Das mit der Epoxidharzkleberschicht 2 versehene Isolierstoffband 1 und das Metallband 5 werden von Vorratsrollen 8 bzw. 9 abgewickelt und miteinander fluchtend über eine auf die Laminiertempe-
ratur 71 aufgeheizte Laminierwalze 10 gezogen. Zum fluchtenden Ziehen werden das Isolierstoffband 1 und das Kupferband 5 nach dem Zusammenlaufen auf der Laminierwalze 10 über eine Umlenkrolle 11 geführt und auf eine Aufwickelspule 12 aufgewickelt. Die für das fluchtende Ziehen erforderliche Zugkraft P wird durch einen in Richtung des Pfeils 13 drehenden Antrieb der Aufwickelspule 12 erzeugt, während die entsprechende Reaktionskraft P' im Kupferband 5 durch eine Bremsvorrichtung 14 aufgebracht wird. Damit vor dem Laminieren die flüchtigen Bestandteile der Epoxidharzkleberschicht 2 abgedampft werden können, wird das Isolierstoffband 1 zwischen der Vorratsrolle 9 und der Laminierwalze 10 an einem Infrarotstrahler 15 vorbeigeführt und auf die Vorheiztemperatur T2 aufgeheizt. Die Vorratsrollen 8 und 9, die Laminierwalze 10 und die Umlenkrolle 11 sind so zueinander ausgerichtet, daß das Isolierstoffband 1 und das Metallband 5 über begrenzte Umfangsbereiche der Laminierwalze 10 geführt werden, welche Zentriwinkeln λ bzw. β entsprechen. Besonders günstige Ergebnisse des Laminiervorganges werden erzielt, wenn für die Verfahrensparameter Größen innerhalb der folgenden Bereiche angegeben werden:
P 2,0 bis 3,0 kp
P' 1,3 bis 2,0 kp
Ά 180 bis 210°C
T2 130 bis 190° C
Oi 60 bis 75°
ß 40 50°
Fig. 4 zeigt eine Laminiervorrichtung, welche nach dem in F i g. 3 dargestellten Verfahrensprinzip arbeitet. Das Metallband 5 wird von einer Vorratsrolle 80 abgewickelt und über drei Umlenkrollen 16,17,18 sowie eine aus drei Rundstäben 19, 20 und 21 bestehende Ziehvorrichtung um eine auf die Laminiertemperatur 71 aufgeheizte Laminierwalze 100 geführt. In der Ziehvor richtung wird das Metallband 5 derart gekrümmt, dal seine seitlichen Ränder zur Laminierwalze 100 hii gebogen werden und beim Laminieren eine besonder gute Klebung im Randbereich ermöglicht wird. Da einseitig mit der Epoxidharzkleberschicht 2 beschichte te Isolierstoffband 1 wird von einer Vorratsrolle 9< abgewickelt, zur Aufheizung der flüchtigen Bestandteil) der Epoxidharzkleberschicht 2, um eine auf di< Vorheiztemperatur T2 aufgeheizte Walze 150 geführ und zusammen mit dem Metallband 5 um di< Laminierwalze 100 geleitet. Im Anschluß an dk Laminierwalze 100 wird das laminierte Band um ein« Umlenkrolle 110 geführt und auf eine Aufwickelspul( 120 aufgewickelt. Die in Richtung des Pfeils 13( angetriebene Aufwickelspule 120 erzeugt die Zugkraf P, während die entsprechende Reaktionskraft P' übe: die Umlenkrollen 16, 17 und 18 aufgebracht wird welche über eine Kette 22 verbunden sind und durcl eine einstellbare Rutschkupplung 140 gemeinsan gebremst werden. Für das Laminieren der Bändei werden die in der Zeichnung dargestellten Größen wi< folgt gewählt:
P 2,5 kp
P' 1,5 kp
71 190° C
T2 180° C
Ci 65°
ß 42°
D 100 mm
Hierbei ist mit Dder Durchmesser der Laminierwalzi 100 bezeichnet. Neben der für das Laminierei erforderlichen Reaktionskraft P' wird das Isolierstoff band 1 durch Bremsung der Vorratsrolle 90 leich gespannt, wobei die Spannkraft maximal 0,5 kp beträgt.
Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (10)

Patentansprüche:
1. Verfahren zur Herstellung eines flexiblen, metallkaschierten Isolierstoffbandes, bei welchem ein dünnes Metallband unter Zwischenfügung einer Kleberschicht durch Anwendung von Druck und Wärme auf das Isolierstoffband auflaminiert wird, dadurch gekennzeichnet, daß das Isolierstoffband (1) und das Metallband (5) zum Auflaminieren durch Kraftein wirkung (P') insbesondere auf das Metallband so fluchtend über einen begrenzten Umfangsbereich einer beheizten Laminierwalze (10, 100) gezogen werden, daß damit eine hohe Paßgenauigkeit zwischen Metallband und Isolierband unmittelbar beim Laminiervorgang erzielt wird und eine geringe gleichmäßige Längung des Bandes gewährleistet ist.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Isolierstoffband (1) über einen größeren Umfangsbereich der Laminierwalze (10, 100) geführt wird als das Metallband (5).
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Isolierstoffband (1) und das Metallband (5) gemeinsam über einen Umfangsbereich der Laminierwalze (10, 100) geführt werden, 2r> welcher Zentriwinkeln (ß), zwischen 40 und 50° entspricht.
4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die der Kleberschicht (2) entgegengesetzte Seite des Isolier-Stoffbandes (1) unmittelbar über die Oberfläche der Laminierwalze (10,100) geführt wird.
5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die für das fluchtende Ziehen erforderliche Reaktionskraft (P') am Metallband (5) angesetzt wird.
6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Reaktionskraft (P') konstant gehalten wird.
7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Metallband (5) vor der Laminierwalze (100) derart über eine Ziehvorrichtung (19,20,21) geführt wird, daß es von der Laminierwalze (100) aus gesehen eine quer zur Bandrichtung verlaufende konkave Krümmung erhält.
8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das auf die Laminierwalze (10,100) auflaufende Isolierstoffband (1) durch eine Vorheizzone (15,150) geführt wird.
9. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Vorratsrolle (9, 90) für das Isolierstoffband (1), eine Vorratsrolle (8, 80), für das Metallband (5), eine antreibbare Aufwickelspule (13, 130) für das laminierte Band, eine beheizbare Laminierwalze (10, 100), welche zwischen den beiden Vorratsrollen (9, 90) und (8,80) einerseits und der Aufwickelspule (13, 130) andererseits derart angeordnet ist, daß das Isolierstoffband (1) und die Metallfolie (5) über einen begrenzten Umfangsbereich geführt werden und durch eine Bremsvorrichtung (14,140) für das auf die Laminierwalze (10,100) auflaufende Metallband (5).
10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß als Bremsvorrichtung (140) mindestens zwei mit einer Rutschkupplung verbundene Umlenkrollen (16,18) vorgesehen sind.
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