DE2931924A1

DE2931924A1 - Verfahren zur herstellung von schichtpresstofftafeln in etagenpressen

Info

Publication number: DE2931924A1
Application number: DE19792931924
Authority: DE
Inventors: Helmut Dr Fasbender; Christoph Schiffer; Reiner Streek
Original assignee: Felten and Guilleaume Carlswerk AG
Current assignee: Philips Kommunikations Industrie AG
Priority date: 1979-08-07
Filing date: 1979-08-07
Publication date: 1981-02-19

Description

Verfahren zur Herstellung von Schichtpreßstofftafeln in
Etagenprees en Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von, vorzugsweise technischen, Schichtpreßstofftafeln unter Anwendung von Druck und Temperatur in Ein- oder Behretagenpressen.
Dieses Verfahren wird insbesondere angewendet für die Herstellung von Basismaterialien zum Aufbau gedruckter Schaltungen.
Allgemein bekannt ist ein Verfahren zur Herstellung von Schichtpreßstoffen, bei dem aus imprägnierten Verstärkungematerialien (Prepregs) Bögen auf Preßformat geschnitten, diese Bögen je nach gewünschter Tafeldicke in verschiedener Anzahl übereinandergeschichtet, unter Dazwischenlegen von Preßblechen zu einem Preßpaket zusammengefaßt und schließlich zwischen die Heizplatten einer kalten Presse geschoben werden wo sie aufgeheizt und unter Druck und Temperatur in einer bestimmten Zeit (Steh- oder Backzeit) zu Schichtstofftafeln verfestigt werden. Nach Beendigung dieser Zeit verbleiben die Tafeln in der Presse und werden unter Druck bis auf nahezu Raumtemperatur abgekühlt, so daß sie manuell entformt werden können. Um das Verfahren wirtschaftlicher zu gestalten, benutzt man in der Regel Mehretagenpressen, von denen solche bis einer Etagenzahl von etwa 40 bekannt geworden sind. Die Preßformate sind dabei recht unterschiedlich und können von 1,1 m x 0,6 m bis zu 1,1 m x 2,4 m und größer variieren. Das Verfahren wird sowohl für unkaschierte als auch für kupferkaschierte oder kleberbeschichtete Laminate angewendet, die als Basismaterialien zur Herstellung von gedruckten Schaltungen auf Leiterplatten große technische und wirtschaftliche Bedeutung erlangt haben (z.B. Zeitschrift: industrie-elektrik+elektronik 1975, Heft 17/18, S. 335-336).
Das allgemein bekannte Verfahren hat den Nachteil, daß es mit einem relativ hohen Energieverbrauch für das ständige Wiederaufheizen der erkalteten Presse verbunden ist. Nachteilig ist weiterhin, daß der Abku1#ilvorgang, während dessen die Presse blockiert ist, wegen der relativ großen Wärmeträgheit der Presse unnötig lange Zeit in Anspruch nimmt.
Bekannt geworden ist auch ein Verfahren für die Herstellung von silikonharzgebundenen Feinglimmer- und Spaltglimmertafeln, bei dem das Preßgut beim Abkühlen vom Preßdruck entlastet wird. Bei Preßgut dieser Art, das eine poröse Oberfläche hat und bei dem der Harzanteil relativ gering ist, braucht bei Druckentlastung unter Temperatur nicht mit Blasenbildung infolge Entweichens von Spaltprodukten gerechnet zu werden. Darüber hinaus ist hierbei ein Entgasen erwünscht, insbesondere im Hinblick auf die spätere Anwendung, beispielsweise für Heizelemente in Toastern.
Dieses bekannt gewordene Verfahren wurde dagegen bei Schichtstofftafeln, insbesondere bei kupferkaschierten Tafeln bisher für unbrauchbar gehalten. Vermutlich befürchtete man eine Blasenbildung unter dem Kupfer durch entweichende flüchtige Bestandteile und rechnete auch mit Verformungen der Tafeln in der Wärme.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren für die Serienproduktion von metallkaschierten und unkaschierten Schichtstofftafeln zu finden, bei dem sowohl Energie als auch Zeit gespart werden kann, ohne daß eine Qualitätsverminderung eintritt.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren der beschriebenen Art mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
Die mit der Erfindung erzielten Vorteile sind zugleich technischer und wirtschaftlicher Art. Überraschenderweise wurde gefunden, daß die geschilderten Gefahren der Blasenbildung und der Verformung der Tafeln relativ gering zu veranschlagen ist, wenn zur Bindung des Laminates duromere, durch Polyaddition härtende Harze verwendet werden. Insbesondere bei durch Polymerisation härtenden Epoxidharzen, bei ungesättigten Polyesterharzen oder bei durch Polykondensation bei weit vorangetriebener Vorkondensation härtenden Harzen entstehen bei der Härtung nur wenig Spaltprodukte. Voraussetzung ist allerdings, daß in den Prepregs keine höheren Anteile an Restlösungsmitteln vorhanden sind.
Der mit der Erfindung erzielbare technische Vorteil besteht insbesondere in einer vorzüglichen Planität und Verwindungsfreiheit insbesondere kupferkaschierter Tafeln, da die Tafeln durch die Druckentlastung unter Temperatur Gelegenheit erhalten, etwa vorhandene innere Spannungen auszugleichen. Daraus resultierende Verwindungen in den Tafeln können durch den nachfolgenden unter Druck stattfindenden Kühlvorgang wieder beseitigt werden, indem die Tafeln, die sich noch im heißen Zustand, d.h. oberhalb des Erwichungspunktes des Bindemittels befinden, wieder geradegerichtet werden.
Insbesondere haben sich nach diesem Verfahren hergestellte kupferkaschierte Schichtstofftafeln auf der Basis von Epoxidglashartgewebe auch bei Temperaturbeanspruchung der daraus hergestellten Leiterplatten bei Löt- oder Aufschmelzvorgängen als besonders verwindungsarm erwiesen.
Weitere technische Vorteile sind verbesserte Stanz-Eigenschaften bei Phenol- und Epoxidharz-Hartpapieren, die sich vornehmlich in verringerter Delaminationsanfälligkeit (Hofbildung) beim Rundlochstanzen äußern, sowie reduzierte Schrumpfungswerte. Auf die erstgenannte Eigenschaft, die auf verbesserte Lagenbindung beruht, hat offenbar die rasche Durchwärmung der in die vorgeheizte Presse beförderten Tafeln einen günstigen Einfluß. Die zweite Eigenschaft beruht vermutlich auf dem Umstand, daß den Tafeln beim Umpacken von der Heiz- in die Kühlpresse Gelegenheit zum Ausgasen flüchtiger Bestandteile gegeben wird.
Der wirtschaftliche Vorteil liegt in dem wesentlich geringeren Energieverbrauch, der nach dem beschriebenen Verfahren für die Herstellung der Schichtstofftafeln benötigt wird, da das ständige Wiederaufheizen der Presse nach dem Abkühlvorgang entfällt. Nach überschlägigen Berechnungen können etwa 75 ffi der nach dem konventionellen Verfahren benötigten Heizenergie erspart werden.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben. Die einzige Figur zeigt in schematischer Darstellung die Anordnung zweier Pressen und den Preßgutfluß zwischen ihnen.
In der einzigen Figur ist das aus übereinander geschichteten imprägnierten Verstärkungsmaterialien (Prepregs) und dazwischen gelegten Preßblechen bestehende Preßgut mit 1 bezeichnet. Es wird in die ständig aufgeheizte Presse 2, die Heizpresse eingeführt, wo es aufgeheizt und unter Druck und Temperatur in einer bestimmten Zeit, der Steh- oder Backzeit, zu Schichtstofftafeln verfestigt wird. Für diesen Zweck benutzte Pressen sind in der Regel Mehretagenpressen mit bis zu 40 Etagen und Preßformaten zwischen 1,1 m x 0,6 m bis zu 1,1 m x 2,4 m. Nach Beendigung der Verfestigung und Härtung wird das Preßgut 1 vom Preßdruck der Presse 2 entlastet und in die gekühlte Presse 3 transportiert. In der Figur sind zwei Möglichkeiten der Anordnung der Kühlpresse 3 dargestellt. Die Kühlpresse 3a liegt unmittelbar neben der Heizpresse 2, so daß der Transport des Preßgutes la von der Heizpresse 2 zur Kühlpresse 3a mit einer einfachen Verschiebevorrichtung erfolgen kann.
Für den Fall, daß die Presse 3 nicht unmittelbar neben der Heizpresse 2 angeordnet werden kann, ist eine weitere Möglichkeit der Anordnung der Kühlpresse mit 3b bezeichnet.
In diesem Fall ist es vorteilhaft, das Preßgut 1b nach der Entnahme aus der Heizpresse 2 auf einen Wagen zu laden, der im Beispiel auf dem Gleis 4 verschoben werden kann.
Das entlastete Preßgut lb, das etwa die Temperatur der Heizplatten der Presse 2 besitzt, also etwa 130-170 OC warm ist, wird mit dem nich S gezeichneten Wagen auf der Schiene 4 transportiert und die Kühlpresse 3b eingeführt.
Hier wird es nach dem Entgasen von flüssigen oder gasförmigen Reaktionsprodukten erneut unter Druck gesetzt und auf die zum Entformen notwendige Temperatur herunter gekühlt.
Der Druck in der Kühlpresse 3b entspricht etwa dem Druck in der Heizpresse 2 und kann zwischen 30 und 70 bar liegen.
Die Heizpresse 2 kann unmittelbar nach der Leerung mit neuem Preßgut beschickt werden, ihre Heizplatten bleiben also ständig auf etwa der gleichen Temperatur. Die Kühlpresse 3 muß zwar gleiches Preßformat und gleiche Etagenzahl haben, wie die Heizpresse 2, sie könnte aber eine nicht beheizbare Ausführung darstellen. Für die Aufrechterhaltung der Serienproduktion auch bei Störungen in der Heizpresse 2 kann es aber vorteilhaft spin, für die Kühlpresse 3 die gleiche Ausführung wie die der Heizpresse 2 vorzusehen, die dann im Normalbetrieb unbeheizt oder gekühlt arbeitet. Es ist einleuchtend, daß bei der Arbeit mit der beschriebenen Anordnung erhebliche Heizenergie gespart werden kann, da das ständige Wiederaufheizen der Heizpresse 2 nach einem Abkühlvorgang entfällt. Leerseite

Claims

Patentansprüche: @ Verfahren zur Herstellung von, vorzugsweise technischen, Schichtpreßstofftafeln unter Anwendung von Druck und Temperatur in Ein- oder Mehretagenpressen, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß der üblicherweise in ein und derselben Presse durchgeführte Aufheiz-, Härtungs- und Abkühivorgang, dem die herzustellenden Tafeln unterworfen werden, in zwei getrennte Schritte a) des Aufheizens und des Härtens und b) des Kühlens auf zwei räumlich getrennten Pressen zerlegt wird, und das Preßgut (1) zu diesem Zweck komplett aus der ersten Presse (Heizpresse 2) in die zweite Presse (Kühlpresse) transportiert wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t, daß das Preßgut (1) auf einen Schub gleichzeitig in alle Etagen der auf ca. 170 0C dauerbeheizten Heizpresse (2) eingeführt wird, hierin sich rasch aufheizt und unter Druck von ca. 70 bar bis zum Abschluß des Härtungsvorganges verbleibt.
3. Verfahren nach Anspruch 2, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t, daß das Preßgut (1) in noch heißem Zustand auf Atmosphärendruck entlastet, aus der Heizpresse (2) entnommen und zur Kühlpresse (3) transportiert wird, wobei es Gelegenheit zum Ausgleich innerer Spannungen und Ausgasen flüchtiger Bestandteile hat.
4. Verfahren nach Anspruch 3, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t, daß das noch heiße Preßgut (1) in einem Schub in die kalte Kühlpresse (3), die gleiches Format und gleiche Etagenzahl wie die Heizpresse (2) hat, eingeführt wird, hierin unter einen ähnlichen Druck wie in der Heizpresse (2) gesetzt wird, wobei die beim Entlasten eventuell aufgetretenen Verwindungen beseitigt werden, und auf die zum Entnehmen aus der Presse notwendige Temperatur heruntergekühlt wird.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, d a -d u r c h g eke n n z e i c h n e t, daß der Transport des Preßgutes (1) von der Heizpresse (2) zur Kühlpresse (3) mittels einer Verjchiebevorrichtung (4) oder bei größerer Entfernung der Pressen voneinander mit einem, vorzugsweise schienengebundenen, Wagen (5) erfolgt.
6. Verfahren nach Anspruch 5, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t, daß die Tafeln aus einem phenol-, kresol- oder xylolharzgebundenen Laminat bestehen.
7. Verfahren nach Anspruch 5, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t, daß die Tafeln aus einem epoxdharzgebundenen Laminat bestehen.
8. Verfahren nach Anspruch 5, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t, daß die Tafeln aus einem mit ungesättigten Polyesterharzen gebundenen Laminat bestehen.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 8, d a -d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die Tafeln ein- oder beiseitig kupferkaschierte Schichtstofftafeln sind.
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 8, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die Tafeln aus einem beidseitig mit einem Haftvermittlerfilm zur Herstellung von Schaltungen im Additivverfahren beschichteten Laminat bestehen.
11. Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 10, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß das Laminat faserverstärkt ist, beispielsweise papier-oder wirrfaserverstärkt, vorzugsweise glasfaser- oder kunstfaserverstärkt.