DE60110200T2 - Verfahren zur Herstellung von Prepregs - Google Patents

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Description

  • TECHNISCHES GEBIET
  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung eines hochwertigen, glasfaserverstärkten Kunststoffs mit hoher Dickengenauigkeit und ausgezeichneter Verformbarkeit, der nur minimalen Harzpulverausfall erzeugt. Insbesondere ist ein glasfaserverstärkter Kunststoff, der nach dem Verfahren der vorliegenden Erfindung hergestellt wird, zur Anfertigung von Substraten für Mobiltelefone, Personal Computer, RAM Bus-Speicher, PDAs (Personal Digital Assistants = Digital Organiser Handhelds) und äh. gut geeignet, für die besondere Eigenschaften für Hochfrequenzbetrieb verlangt werden.
  • BISHERIGER TECHNOLOGIESTAND
  • Da neuerdings für laminierte Platten, zur Herstellung von Leiterplatten und mehrschichtigen Leiterplatten, höhere Frequenzen als bisher verwendet werden, sind die Anforderungen an die Materialeigenschaften solcher Platten strenger geworden. Die Materialien für Leiterplatten sind in der Vergangenheit hauptsächlich nach den Signallaufzeiten untersucht worden. Es sind Harze entwickelt worden, die in der Lage sind, die Impedanz durch Verringerung der Dielektrizitätskonstanten der Leiterplatten und Erhöhung der Dickengenauigkeit des Substrats nach der Fertigung zu kontrollieren. Die Dickengenauigkeit eines Substrats steht in wechselseitiger Beziehung zu den Signallaufzeiten und die Quadratwurzel aus der Dielektrizitätskonstanten steht in wechselseitiger Beziehung zu den Signallaufzeiten. Daher hat die Erhöhung der Genauigkeit der Substratdicke eine wichtige Bedeutung. Es ist bisher schwierig gewesen, herkömmlichen glasfaserverstärkten Kunststoff wegen des, beim Pressvorgang ausfließenden Harzes, das in den Glasfasern imprägniert und gehärtet wird, mit großer Substratdickengenauigkeit herzustellen. Wenn nicht die neuesten Pressvorrichtungen verwendet werden, ist nur eine geringe Substratdickengenauigkeit zu erzielen. Außerdem fällt Harzpulver von dem glasfaserverstärkten Kunststoff, wenn der glasfaserverstärkte Kunststoff zur Bearbeitung geschnitten oder gebogen wird. Dieses Harzpulver setzt sich auf Kupferfolien fest und verursacht Schaltkreisfehler.
  • Verfahren zur Verbesserung der Substratdickengenauigkeit wurden in den Veröffentlichungen Japanischer Patentanmeldungen No. 123875/ 1978, No. 142576/ 1979, No. 168438/1988 und No. 119836/ 1992 beschrieben. Die Veröffentlichungen der Japanischen Patentanmeldungen No. 123875/1978, No. 142576/1979 und No. 119836/ 1992 beschreiben glasfaserverstärkte Kunststoffe, die eine vollständig ausgehärtete Harzschicht und eine teilweise ausgehärtete Harzschicht enthalten. Die abmessungsrelevante Stabilität von laminierten Platten ist durch dieses Verfahren verbessert worden. Diese Verfahren haben jedoch das Problem, dass die Harzschichten an der Schnittstelle abblättern, wo die vollständig ausgehärtete Harzschicht und die teilweise ausgehärtete Harzschicht aufeinander treffen,. Die Veröffentlichung der Japanischen Patentanmeldung 168438/1988 beschreibt einen glasfaserverstärkten Kunststoff, der aus Harzschichten zusammengesetzt ist, die unterschiedliche Reaktionsgrade aufweisen. Dieses Verfahren schafft nur eine ungenügende Verbesserung der abmessungsrelevanten Stabilität, wenn es bei der Herstellung von laminierten Platten verwendet wird. Außerdem kann das Verfahren eine Wanderung von Hohlräumen in der inneren Gewebeschicht hervorrufen, was zu einer geringeren Langzeitzuverlässigkeit führt.
  • Ein Verfahren zur Verbesserung des Problems, das durch anfallendes Harzpulver von glasfaserverstärktem Kunststoff beim Biegen der Substrate auftritt, wurde in der Japanischen Patentveröffentlichung 334/1984 beschrieben. Die Japanische Patentveröffentlichung 334/1984 schlägt vor, die Teile zu schmelzen, von denen leicht Harzpulver fallen kann oder auf denen sich das Harzpulver festsetzt. Wenn dieses Verfahren auch die Entstehung von Harzpulver beim glasfaserverstärktem Kunststoff verhindern kann, so entstehen bei diesem Verfahren Schwierigkeiten, wie Denaturierung des Epoxydharzes aufgrund des Schmelzvorgangs, Investitionsbedarf für Einrichtungen und eine erhöhte Zahl von Arbeitsschritten.
  • Deshalb ist ein Gegenstand der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zur Herstellung eines glasfaserverstärkten Kunststoffs mit großer Dickengenauigkeit aufzuzeigen, bei dem beim Abbiegen u. äh. kein Harzpulver entsteht, der keine Hohlräume in den inneren Schichten aufweist, nicht ausfließt und eine ausgezeichnete Verformbarkeit aufweist.
  • BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
  • In Anbetracht dieser Situation haben die Autoren der vorliegenden Erfindung umfangreiche Studien durchgeführt und herausgefunden, dass ein glasfaserverstärkter Kunststoff mit großer Dickengenauigkeit, bei dem beim Abbiegen u. äh. kein Harzpulver entsteht, der keine Hohlräume in den inneren Schichten aufweist, nicht ausfließt und ausgezeichnete Verformbarkeit hat, durch ein Verfahren erzielt werden kann, das aus einem Fertigungsschritt zur Imprägnierung eines Glasfasersubstrats mit einem Lösungsmittel, einem Fertigungsschritt zur Imprägnierung mit Epoxydharz des mit dem Lösungsmittel imprägnierten Glasfasersubstrats, einem Fertigungsschritt zur Erwärmung, des mit Epoxydharz imprägnierten Glasfasersubstrats unter bestimmten Bedingungen, einem Fertigungsschritt zur weiteren Imprägnierung mit Epoxydharz des, mit Epoxydharz imprägnierten Glasfasersubstrats, bei dem das Epoxydharz gehärtet worden ist und einem Fertigungsschritt zur Erwärmung des zuletzt erzeugten, mit Epoxydharz imprägnierten Glasfasersubstrats unter bestimmten Bedingungen besteht, wobei der Reaktionsgrad des Epoxydharzes in der inneren Schicht 85 % oder mehr und der Reaktionsgrad des Epoxydharzes in der äußeren Schicht 60 % oder weniger beträgt. Diese Ergebnisse haben zum Abschluss der vorliegenden Erfindung geführt.
  • Im einzelnen sieht die vorliegende Erfindung ein Herstellungsverfahren eines glasfaserverstärkten Kunststoffs vor, bestehend aus (a) einem Fertigungsschritt zur Imprägnierung eines Glasfasersubstrats mit einem Lösungsmittel, (b) einem Fertigungsschritt zur Imprägnierung mit Epoxydharz des, mit dem Lösungsmittel imprägnierten Glasfasersubstrats, (c) einem Fertigungsschritt zur Erwärmung des mit Epoxydharz imprägnierten Glasfasersubstrats, (d) einem Fertigungsschritt zur weiteren Imprägnierung mit Epoxydharz des, mit Epoxydharz imprägnierten Glasfasersubstrats, bei dem das Epoxydharz gehärtet worden ist und (e) einem Fertigungsschritt zur Erwärmung des zuletzt erzeugten, mit Epoxydharz imprägnierten Glasfasersubstrats, wobei der Reaktionsgrad des Epoxydharzes in der inneren Schicht 85 % oder mehr und der Reaktionsgrad des Epoxydharzes in der äußeren Schicht 60 % oder weniger beträgt.
  • KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
  • 1 ist ein Flussdiagramm, das die Prozessschritte zur Herstellung des glasfaserverstärkten Kunststoffs einer Anordnung der vorliegenden Erfindung aufzeigt.
  • DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
  • Bezugnehmend auf 1, wird nun das Verfahren zur Herstellung des glasfaserverstärkten Kunststoffs der vorliegenden Erfindung beschrieben. In 1 besteht die Fertigungseinrichtung 12 für den glasfaserverstärkten Kunststoff aus einer Abwickelvorrichtung 1 zum Abwickeln eines Glasfasersubstrats, einem ersten Akkumulator 11a, einer Vorrichtung 3 zur Imprägnierung mit Lösungsmittel, einer Zone 4 zur Imprägnierung mit Lösungsmittel, einer ersten Vorrichtung 5 zur Imprägnierung mit Harzlack, einem ersten Trockner 6, einer zweiten Vorrichtung 7 zur Imprägnierung mit Harzlack, einer Einrichtung 8 zur Steuerung der Harzmenge, einem zweiten Trockner 9, einem zweiten Akkumulator 11b und einer Aufwickelvorrichtung 10. Diese Vorrichtungen sind in dieser Reihenfolge entsprechend des Prozessablaufs angeordnet.
  • Der Fertigungsschritt (a) umfasst das Abwickeln des Glasfasersubstrats 2 von der Abwickelvorrichtung 1 und die Imprägnierung des Glasfasersubstrats 2 mit einem Lösungsmittel, um die Hohlräume in dem herzustellenden, glasfaserverstärkten Kunststoff zu reduzieren. Es gibt keine besonderen Einschränkungen für das Glasfasersubstrat 2 und es können beispielsweise bekannte Glasfasersubstrate für glasfaserverstärkte Kunststoffe als Glasfasersubstrat 2 verwendet werden. Eine bekannte, herkömmliche Behandlung zur Weitung der Fasern und eine Behandlung zur Entfernung eines konvergierenden Mittels sollte vorzugsweise vorgenommen werden, um die Imprägnierung mit Epoxydharz in der inneren Schicht zu erhöhen und dadurch die Herstellung von hohlraumfreiem, glasfaserverstärktem Kunststoff zu gewährleisten (nachstehend auch als „hohlraumfrei" bezeichnet). Die Behandlung zur Weitung der Fasern, die in dieser Spezifikation angewendet wird, ist eine Behandlung unter Verwendung eines Hochdruckwasserstrahls oder ähnlichem, um Kettenfaden und Einschlagfaden zu lösen, woraus das Glasfasersubstrat hergestellt ist, und die gegenseitigen Abstände zu vergrößern. Die Behandlung zur Entfernung des konvergierenden Mittels ist ein Verfahren, um Bindemittel, Klebstoffe u. äh. zu beseitigen, die üblicherweise verwendet werden, wenn ein Glasfasersubstrat gewebt wird, und um den Anteil solcher Materialien auf ein bestimmtes Niveau zu reduzieren, z.B. auf weniger als 0,1 GW-%.
  • Als Lösungsmittel, das in einem Fertigungsschritt (a) verwendet wird, können Dimethylformamid (DMF), Methyl-Cellosolve (MCS), Methylethylketon (MEK) u. äh. aufgeführt werden. Von diesen Lösungsmitteln wird vorzugsweise DMF verwendet, da es sich im Herstellungsprozess leicht steuern lässt, eine ausgezeichnete Imprägnierung im Glasfasersubstrat 2 bewirkt und sich leicht gegen ein Epoxydharz im späteren Fertigungsschritt austauschen lässt. Die Zeit, die in diesem Fertigungsschritt für die Imprägnierung des Glasfasersubstrats 2 mit dem Lösungsmittel benötigt wird, beträgt bei Raumtemperatur bevorzugt 0,1 bis 1 Minute, besser 0,1 bis 0,5 Minuten. Wenn die Zeit für die Imprägnierung weniger als 0,1 Minute dauert, ist die Imprägnierung nicht ausreichend. Eine Imprägnierungsdauer von über einer Minute erfordert für die Lösungsmittelimprägnierung große und komplizierte Einrichtungen, was zu erhöhten Produktionskosten führt. Als Imprägnierungsverfahren für das Glasfasersubstrat mit einem Lösungsmittel kann ein Überzug durch Eintauchen oder Berührung oder äh. gewählt werden.
  • Nach der Imprägnierung mit dem Lösungsmittel, entsprechend Fertigungsschritt (a) und vor der Imprägnierung der inneren Schicht mit dem Epoxydharz, gemäß Fertigungsschritt (b), wird das Substrat vorzugsweise 1 bis 5 Minuten lang durch einen Luftstrom geführt, dessen Temperatur niederer als der Siedepunkt des Lösungsmittels ist, das bei der Imprägnierung mit einem Lösungsmittel gemäß Fertigungsschritt (a) verwendet wurde, vorzugsweise mindestens 50°C niederer als der Siedepunkt des Lösungsmittels, das bei der Lösungsmittelimprägnierung gemäß Fertigungsschritt (a) verwendet wurde. Diese Prozedur erlaubt es, das Lösungsmittel gleichmäßig über die ganze Glasfaser zu verteilen und gewährleistet damit eine hohlraumfreie, innere Schicht. Nachdem das Substrat durch den Luftstrom geführt worden ist, wird die überschüssige Menge Lösungsmittel mit einem Abstreifbügel oder äh. entfernt, so dass die Lösungsmittelmenge unmittelbar vor Fertigungsschritt (b) 16 bis 25 Gewichtsanteile pro 100 Gewichtsanteile des Glasfasersubstrats erreicht. Wenn dann noch eine überschüssige Menge Lösungsmittel vorhanden ist, wird diese in den Harzlack des Fertigungsschritts (b) übertragen, was es dann erforderlich macht, das überschüssige Lösungsmittel im Trocknungsvorgang des Fertigungsschritts (c) zu beseitigen. Damit sind unerwünschte Probleme verbunden, wie die leichte Entstehung von Hohlräumen u. äh..
  • Im Fertigungsschritt (b) wird das mit Lösungsmittel imprägnierte Glasfasersubstrat 2, das im Fertigungsschritt (a) erzeugt wurde, durch eine erste Vorrichtung 5 zur Imprägnierung mit Harzlack geführt, um das Glasfasersubstrat 2 mit einem Epoxydharz zu imprägnieren. Beispiele für die im Fertigungsschritt (b) verwendeten Epoxydharze umfassen, aber sind nicht auf diese begrenzt, Bisphenolepoxydharze und Novolakepoxydharze. Das Epoxydharz wird in Form von Lack verwendet, den man dadurch erhält, dass man Epoxydharz vorzugsweise in einem Lösungsmittel auflöst, in dem das Harz gut löslich ist. Auch ein schwaches Lösungsmittel kann in dem Maße verwendet werden, dass es keine nachteilige Wirkung verursacht. Zusätze, wie Härtungsmittel, Härtungsbeschleuniger, Füllstoff, oberflächenaktives Mittel, Silanbindemittel, u.s.w. können wahlweise beigefügt werden. Die Zeit, die für die Imprägnierung des Glasfasersubstrats 2 mit dem Epoxydharz benötigt wird, beträgt bei Raumtemperatur vorzugsweise 0,1 bis 1 Minute und noch besser 0,1 bis 0,5 Minuten. Wenn die Zeit für den Imprägnierungsvorgang weniger als 0,1 Minute beträgt, könnte die Imprägnierung des Harzes über die Materialbreite nicht homogen ausfallen. Eine Imprägnierungsdauer von mehr als einer Minute erfordert für die Lackimprägnierung große und komplizierte Einrichtungen, was zu höheren Herstellungskosten führt.
  • Der Fertigungsschritt (c) ist ein Fertigungsschritt, in dem das mit Epoxydharz imprägnierte Glasfasersubstrat 2 in einem ersten Trockner 6 erhitzt wird, um eine Schicht aus Epoxydharz zu bilden, die in einem bestimmten Maße reagiert hat. In diesem Fertigungsschritt werden im Glasfasergewebe verbliebene Hohlräume dadurch entfernt, dass das Lösungsmittel durch Lack ersetzt und Wärme zugeführt wird. Dieser Vorgang erhöht den Reaktionsgrad des Epoxydharzes in der inneren Schicht auf 85 % oder mehr und macht die innere Schicht hohlraumfrei, wobei die Dickengenauigkeit des entstandenen, glasfaserverstärkten Kunststoffs verbessert und die Entstehung von Harzpulver verhindert wird. Die Erwärmungsbedingungen sind vorzugsweise 140 bis 200°C über eine Dauer von 1 bis 5 Minuten. Wenn die Temperatur der Erwärmung weniger als 140°C ist, dauert es zu lange, bis der Reaktionsgrad 85 % erreicht wird, so dass dadurch große Produktionseinrichtungen benötigt werden. Wenn die Temperatur mehr als 200°C beträgt, kann das Epoxydharz denaturiert werden und eine Verschlechterung der Eigenschaften der erzeugten, laminierten Produkte verursachen, besonders was die Hitzebeständigkeit und die Feuchtigkeitsresistenz betrifft. Wenn die Erwärmungsdauer weniger als eine Minute beträgt, können Hohlräume in der inneren Schicht verbleiben; wenn die Erwärmungsdauer länger als fünf Minuten beträgt, werden große Produktionseinrichtungen benötigt. In Anbetracht der Kompatibilität zwischen Produktivität und Beseitigung von Hohlräumen, liegen die gewünschten Bedingungen bei Erwärmungstemperaturen von 160 bis 180°C und Erwärmungszeiten bei 1 bis 4 Minuten. Der Reaktionsgrad des Epoxydharzes von 85 % oder mehr in der inneren Schicht wird nicht notwendigerweise in diesem Fertigungsschritt (c) erreicht. Es genügt, wenn dieses Ziel letztlich in dem glasfaserverstärkten Kunststoff nach dem später beschriebenen Fertigungsschritt (e) erreicht wird.
  • Das Gewichtsverhältnis (R) / (G) von Epoxydharz (R) und Glasfasersubstrat (G) der inneren Schicht der vorliegenden Erfindung beträgt 0,43 oder mehr und vorzugsweise 0,53 bis 2,40. Präziser, der Anteil an Epoxydharz sollte vorzugsweise 43 Gewichtsanteile oder mehr für 100 Gewichtsanteile Glasfasersubstrat betragen. Wenn der Anteil an Epoxydharz weniger als 43 Gewichtsanteile beträgt, ist die Imprägnierung des Glasfasersubstrats unvollständig und gibt Anlass zu einer möglichen Bildung von Faserhohlräumen. Wenn eine solche innere Schicht getrocknet und gehärtet ist und eine äußere Schicht über die innere Schicht aufgetragen wird, können Hohlräume im Glasgewebe nicht ausreichend entfernt werden. Dadurch kann die Zuverlässigkeit der erzeugten, laminierten Leiterplatten beeinträchtigt werden.
  • Im Fertigungsschritt (d) durchläuft das mit Epoxydharz imprägnierte Glasfasersubstrat 2 die zweite Vorrichtung 7 zur Imprägnierung mit Harzlack für die weitere Imprägnierung des Epoxydharzes, wobei eine äußere Schicht von Epoxydharz mindestens auf einer Seite der inneren Schicht gebildet wird. Diese weitere Imprägnierung mit Epoxydharz nach dem oben genannten Fertigungsschritt (c), gemäß der vorliegenden Erfindung, stellt den Aufbau sicher, der aus einer inneren Schicht, in der die Reaktion in einem bestimmten Maße vorangeschritten ist und aus einer äußeren Schicht, auf mindestens einer Seite der inneren Schicht, besteht. Es gibt keine besonderen Einschränkungen bezüglich der verwendeten Epoxydharze für die äußere Schicht. Bisphenolepoxydharze, Novolakepoxydharze und äh. können als Beispiele genannt werden. Die Zeit, die in diesem Fertigungsschritt (d) für die Imprägnierung mit einem Epoxydharz des, mit Epoxydharz imprägnierten Glasfasersubstrats benötigt wird, beträgt bei Raumtemperatur vorzugsweise 0,1 bis 1 Minute. Wenn die Zeit für die Imprägnierung weniger als 0,1 Minute dauert, könnte die Imprägnierung des Harzes in der Ausdehnung der Breite nicht vorhanden sein. Eine Imprägnierungsdauer von mehr als einer Minute erfordert eine große und komplizierte Einrichtung für die Lackimprägnierung, was die Produktion behindert. Mit Blick auf die Produktivität liegt die Dauer für die Imprägnierung des Lacks vorzugsweise bei 0,1 bis 0,5 Minuten. Die Harzmenge kann mit dem Harzmengen-Steuergerät 8 geregelt werden, wie z.B. mit einer Presswalze, einem Abstreichmesser oder ähnlichem. Speziell kann die Harzmenge durch den Spalt des Harzmengen-Steuergerätes 8 und die Durchlaufposition des Glasfasersubstrats 2 geregelt werden. So kann beispielsweise ein glasfaserverstärkter Kunststoff mit einer beidseitig gleichen Harzmenge auf der äußere Schicht dadurch hergestellt werden, dass das Glasfasersubstrat durch die Spaltmitte des Harzmengen-Steuergerätes 8 geführt wird.
  • Der Fertigungsschritt (e) umfasst die Erwärmung des Glasfasersubstrats 2, das mit Epoxydharz imprägniert ist, mit einem zweiten Trockner 9 zur Bildung einer äußeren Schicht von Epoxydharz. Der Reaktionsgrad des Epoxydharzes in der inneren Schicht und der äußeren Schicht wird ebenfalls in diesem Fertigungsschritt eingestellt. Die Erwärmungsbedingungen betragen vorzugsweise 140 bis 200 °C über eine Dauer von 1 bis 5 Minuten. Wenn die Temperatur weniger als 140 °C beträgt, ist die Produktivität nieder; wenn sie höher als 200 °C ist kann die Härtungsreaktion in unnötiger Weise voranschreiten und das Epoxydharz kann denaturiert werden, was zu verschlechterten Eigenschaften der erzeugten, laminierten Produkte führt, besonders was die Hitzebeständigkeit und die Feuchtigkeitsresistenz betrifft. Wenn die Erwärmungsdauer weniger als eine Minute beträgt, kann der Härtungsgrad in Querrichtung ungleichmäßig werden, was die Herstellung von glasfaserverstärktem Kunststoff schwierig gestaltet. Eine Erwärmungsdauer von mehr als fünf Minuten erfordert große Einrichtungen. Aus Sicht der Produktivität liegen die gewünschten Bedingungen bei Erwärmungstemperaturen von 160 bis 200°C und bei Erwärmungszeiten von 1 bis 4 Minuten.
  • Der glasfaserverstärkte Kunststoff der vorliegenden Erfindung kann vorzugsweise für kupferkaschierte, laminierte Leiterplatten und mehrschichtige Leiterplatten für gedruckte Schaltungen (nachstehend auch „mehrschichtige Platten" genannt) verwendet werden. Wenn der glasfaserverstärkte Kunststoff zur Isolation der Schichten von gedruckten Schaltkreisen in mehrschichtigen, gedruckten Leiterplatten verwendet wird, sollte das Gewicht des Epoxydharzes pro Flächeneinheit in jeder äußeren Schicht vorzugsweise größer als der Wert A, der durch die folgende Formel bestimmt wird, aber weniger als 1,5 A sein. A = (1 – b/102) × c/104 × d (1)wobei A das Gewicht des Harzes pro Flächeneinheit der äußeren Schicht (g/cm2) ist, b die Menge des verbleibenden Kupfers (%) in einer Schaltkreisschicht darstellt, die gegenüber der äußeren Schicht des glasfaserverstärkten Kunststoffs liegt, c die Dicke (μm) der Kupferfolie bedeutet und d die spezifische Schwerkraft (g/cm3) des Harzes der äußeren Schicht ist.
  • Wenn das Gewicht des Epoxydharzes pro Flächeneinheit in der äußeren Schicht kleiner als der Wert A ist, reicht die Harzmenge in der äußeren Schicht nicht aus, so dass die Einbettung der Schaltkreise möglicherweise mangelhaft sein wird; wenn es andererseits größer als 1,5 A ist, so ist die Harzmenge in der äußeren Schicht zu groß, was dazu führt, dass es zu einer erhöhten Ausflussmenge während des Formgebungsprozesses kommt, was eine geringere Dickengenauigkeit verursacht. Die Auswirkung auf den Ausfluss bei verschiedenen Schaltkreisen mit dem gleichen Restkupferfaktor, variiert mit den Schaltkreismustern. Deshalb kann man die Harzmenge innerhalb des vorgenannten Bereichs in geeigneter Weise bestimmen. Ein bevorzugter Bereich des Gewichts pro Flächeneinheit von Epoxydharz in der äußeren Schicht liegt zwischen 1,1 A und 1,4 A. Der Restkupferfaktor (%) gibt den Prozentsatz der Schaltkreisfläche an, der in der inneren Schaltkreisschicht einer mehrschichtigen Leiterplatte vorhanden ist.
  • Beim Überziehen und Imprägnieren des Harzes der äußeren Schicht auf beiden Seiten der inneren Schicht, kann die auf den beiden Seiten der inneren Schicht aufgetragene Epoxydharzmenge unterschiedlich sein. Wenn zum Beispiel Kupferfolienflächen, die mit einer äußeren Schicht versehen werden, unterschiedliche Restkupferfaktoren haben, kann die Dicke der äußeren Schicht nach dem Restkupferfaktor gesteuert werden. Insbesondere kann eine Harzmenge, die auf einer Fläche mit hohem Restkupferfaktor aufgebracht wird, kleiner sein als die Harzmenge, die auf einer Fläche mit geringem Restkupferfaktor vorgesehen wird. Indem die verschiedenen Seiten der äußere Schicht mit unterschiedlichen Mengen Harz versehen werden, stellt man sicher, dass die Ausflussmenge kleiner wird. Wenn der glasfaserverstärkten Kunststoff der vorliegenden Erfindung mit einer Kupferfolie verbunden wird, kann die Harzmenge in der äußere Schicht nach der Menge bestimmt werden, die zur Auffüllung der mikroskopisch feinen Löcher auf der aufgerauhten Oberfläche der Kupferfolie benötigt wird. Um die zwei äußeren Schichten herzustellen, die beide unterschiedliche Mengen Epoxydharz aufweisen, kann das Glasfasersubstrat eine der beiden Seiten einer harzmengenabhängigen Steuereinrichtung durchlaufen, die von dieser Seite eine größere Harzmenge entfernt, als von der anderen Seite.
  • Der Reaktionsgrad des Epoxydharzes in der inneren Schicht und der äußeren Schicht in dem glasfaserverstärkten Kunststoff der vorliegenden Erfindung wird auf 85 % oder mehr, bzw. 60 % oder weniger gebracht, indem die oben genannten Fertigungsschritte (a) bis (e) in der angegebenen Reihenfolge durchgeführt werden. Ein glasfaserverstärkter Kunststoff mit unterschiedlichem Reaktionsgrad in der inneren Schicht und der äußeren Schicht, kann dadurch hergestellt werden, dass die Erwärmungsbedingungen des Fertigungsschritts (c) und des Fertigungsschritts (e) in geeigneter Weise gewählt werden. Die Imprägnierung des Glasfasersubstrats mit einem Lösungsmittel in der richtigen und ausreichenden Menge, mit nachfolgendem Austausch des Lösungsmittels durch ein Epoxydharz und die Aufbereitung der äußeren und der inneren Schicht durch Epoxydharz mit unterschiedlichem Reaktionsgrad, entsprechend der vorliegenden Erfindung, gewährleistet eine Erhöhung der Dickengenauigkeit, verhindert die Entstehung von Harzpulver und schafft einen hohlraumfreien, glasfaserverstärkten Kunststoff. Wenn der Reaktionsgrad des Epoxydharzes in der inneren Schicht weniger als 85 % beträgt, fließt während der Formgebung unter Hitze eine größere Menge Harz aus, was zu einer schlechteren Dickengenauigkeit führt. Wenn andererseits der Reaktionsgrad des Epoxydharzes in der äußeren Schicht mehr als 60 % beträgt, kann die Haftfähigkeit mit den anderen Schichten mangelhaft sein, wenn diese für mehrschichtige Leiterplatten verwendet werden, wie kupferkaschierte Laminate und mehrschichtige, gedruckte Leiterplatten, was zu ungenügender Verformbarkeit, wie unzureichende Harzeinbettung in Schaltkreisen führt. Da das Epoxydharz der inneren Schicht in der vorliegenden Erfindung in fortgeschrittenerem Maße gehärtet worden ist, zeigt der glasfaserverstärkte Kunststoff geringeres Fließverhalten und weniger Haftfähigkeit, wenn die innere Schicht allein eingesetzt wird. Jedoch, die Aufbringung des Epoxydharzes als äußere Schicht mit einem Reaktionsgrad von 60 % oder weniger, kann die Bedingung der Harzeinbettung in den Schaltkreisen der inneren Schicht und die Haftfähigkeit mit den anderen Schichten, bei mehrschichtigen Leiterplatten, zufriedenstellend erfüllen.
  • Noch bevorzugter ist, wenn der Reaktionsgrad des Epoxydharzes der inneren Schicht 90 bis 95 % und der des Epoxydharzes der äußeren Schicht 0 bis 20 % beträgt, mit besonders bevorzugten Reaktionsgraden für die innere Schicht und die äußere Schicht von 90 bis 95 %, bzw. 0 bis 20 %. Wenn die Reaktionsgrade innerhalb des oben genannten, bevorzugten Bereichs liegen, kann nicht nur die Dickengenauigkeit erhöht und die Entstehung von Harzpulver verhindert werden, sondern es kann auch der Ausfluss von Harz verhindert und die Verformbarkeit verbessert werden. Wenn der Reaktionsgrad des Epoxydharzes der äußeren Schicht 0 bis 20 % beträgt, kann außerdem die Harzeinbettung in den Schaltkreisen der inneren Schicht, im Falle mehrschichtiger Leiterplatten, verbessert werden, wobei die benötigte Harzmenge für die Einbettung reduziert oder die Flussharzmenge eingespart werden kann. Das resultiert in einer erhöhten Dickengenauigkeit. Bei einem glasfaserverstärkten Kunststoff, bei dem der Reaktionsgrad des Epoxydharzes der inneren Schicht nicht so hoch ist, wie in der vorliegenden Erfindung verlangt wird oder in einem einschichtigen, glasfaserverstärkten Kunststoff mit einem Reaktionsgrad von 20 % oder weniger, steigt der Ausfluss des Harzes an und die Substratdickengenauigkeit wird beeinträchtigt.
  • Der Reaktionsgrad in der vorliegenden Erfindung kann durch differentielle Abtastwärmemessung bestimmt werden (DSC). Genauer gesagt, der Reaktionsgrad kann dadurch bestimmt werden, dass man die, durch die DSC – Reaktion gefundenen Spitzenbereiche der Wärmeabgabe, sowohl beim Harz das nicht reagiert hat, als auch vom Harz jeder Schicht, in die Formel (2) einsetzt. Die Messungen können in einem Schutzgas aus Stickstoff bei einem Temperaturanstieg von 10°C / Minute durchgeführt werden. Reaktionsgrad (%) _ {1 – (Spitzenbereich der Harzreaktion) / (Spitzenbereich des nicht reagierten Harzes)} × 100 (2)
  • Obwohl der Reaktionsgrad auf verschiedene Art gesteuert werden kann, wie z.B. durch Einstellung der Erwärmungstemperatur, Erwärmungsdauer, Strahlungsintensität von Licht und Elektronenstrahlen u. äh., ist die Steuerung der Erwärmungstemperatur und Erwärmungsdauer einfach und bringt gute Ergebnisse.
  • Der erzeugte glasfaserverstärkte Kunststoff wird in den zweiten Akkumulator 11b geführt und durch die Wickelvorrichtung 10 kontinuierlich aufgewickelt oder mit einer Schneidevorrichtung, die in der Abbildung nicht dargestellt ist, auf eine vorgegebene Länge zugeschnitten. Insbesondere kann der nach dieser Anordnung hergestellte, glasfaserverstärkte Kunststoff in eine geeignete Länge geschnitten, mit einer Metallfolie, einer Innenschicht-Leiterplatte u. äh. laminiert werden und durch Pressverformung und Erhitzen zu Leiterplatten oder zu mehrschichtigen Leiterplatten verarbeitet werden. Alternativ kann der bandförmige, glasfaserverstärkte Kunststoff so aufgewickelt werden, wie er ist und durch kontinuierliches Walzen einer Innenschicht-Leiterplatte u. äh., mit einer Metallfolie, wie zum Beispiel einer Kupferfolie, Aluminiumfolie oder Nickelfolie, in Leiterplatten oder mehrschichtige Leiterplatten verarbeitet werden.
  • BEISPIELE
  • Die vorliegende Erfindung wird durch Beispiele genauer beschrieben, die nicht so verstanden werden sollten, dass sie die vorliegende Erfindung einschränken.
  • Beispiel 1
  • Ein glasfaserverstärkter Kunststoff, der aus einer inneren Schicht und einer äußeren Schicht besteht, wurde unter Verwendung der in 1 dargestellten Fertigungseinrichtung für glasfaserverstärkten Kunststoff hergestellt. Die innere Schicht war aus einem handelsüblichen Glasfasersubstrat gefertigt, das mit einem Epoxydharz imprägniert war, dessen beide Seiten mit einer äußeren Schicht aus Epoxydharz überzogen waren.
  • < Herstellung von Epoxydharzlack (I) >
  • 70 Gewichtsanteile Bisphenol-A-Epoxydharz, mit einem Epoxyd-Äquivalent von etwa 450, sowie 30 Gewichtsanteile Phenolnovolakepoxydharz, mit einem Epoxyd-Äquivalent von etwa 190, wurden in 100 Gewichtsanteilen Methylethylketon aufgelöst. Dieser Lösung wurde eine Lösung von 3 Gewichtsanteilen Dizyandiamid und 0,15 Gewichtsanteilen 2-Phenyl-4-Methylimidazol zugegeben, aufgelöst in 20 Gewichtsanteilen Dimethylformamid. Das Gemisch wurde umgerührt, um so Epoxydharzlack (I) für Glasgewebe zu erzeugen.
  • < Herstellung von Epoxydharzlack (II) >
  • 35 Gewichtsanteile Bisphenol-A-Epoxydharz, mit einem Epoxyd-Äquivalent von etwa 450, 35 Gewichtsanteile Bisphenol-A-Epoxydharz, mit einem Epoxyd-Äquivalent von etwa 2000, sowie 30 Gewichtsanteile o-Cresolnovolakepoxydharz, mit einem Epoxid-Äquivalent von etwa 210, wurden in 100 Gewichtsanteilen Methylethylketon aufgelöst. Diese Lösung wurde mit einer Lösung von 3 Gewichtsanteilen Dizyandiamid und 0,15 Gewichtsanteilen 2-Phenyl-4-Methylimidazol, aufgelöst in 20 Gewichtsanteilen Dimethylformamid, vermischt, um daraus einen Epoxydharzlack (II) zu bekommen.
  • <Herstellung von glasfaserverstärktem Kunststoff>
  • <Fertigungsschritt (a) – Fertigungsschritt (c)>
  • Das Glasgewebe wurde von der Wickelvorrichtung 1 abgespult und durch eine Vorrichtung 3 zur Imprägnierung mit Lösungsmittel geschickt, wo das Glasgewebe mit DMF Lösungsmittel imprägniert wurde (Fertigungsschritt (a)) Dann wurde es 3,5 Minuten lang durch einen Luftstrom von 25°C geführt. Anschließend durchlief das mit Lösungsmittel imprägnierte Glasgewebe die erste Vorrichtung 5 zur Imprägnierung mit Harzlack, die einen Epoxydharzlack (I) enthielt, um 100 Gewichtsanteile des Glasgewebes mit 64 Gewichtsanteilen Harz auf Feststoffbasis zu imprägnieren (Fertigungsschritt (b)). Das im Fertigungsschritt (b) erzeugte Produkt wurde 3 Minuten lang im ersten Trockner 6 bei 170°C getrocknet, um eine innere Schicht a herzustellen, bestehend aus einem Glasgewebe, das mit dem Epoxydharz imprägniert war (Fertigungsschritt (c)).
  • <Fertigungsschritt (d) – Fertigungsschritt (e)>
  • Das im Fertigungsschritt (c) erzeugte, mit Epoxydharz imprägnierte Glasgewebe wurde durch die zweite Vorrichtung 7 zur Imprägnierung mit Harzlack geführt, die den Epoxydharzlack (I) enthielt, um 100 Gewichtsanteile des Glasgewebes mit 110 Gewichtsanteilen Harz (einschließlich des Gewichts des Harzes der inneren Schicht) auf Feststoffbasis zu imprägnieren (Fertigungsschritt (d)), sowie anschließender Trocknung für 1,5 Minuten bei 170°C im Trockner, um eine äußere Schicht b zu erzeugen (Fertigungsschritt (e)). Auf diese Weise wurde ein glasfaserverstärkter Kunststoff erzeugt, bestehend aus einer inneren Schicht a und einer gebildeten äußeren Schicht b auf beiden Seiten der inneren Schicht.
  • <Bestätigung des Reaktionsgrads>
  • Eine innere Schicht, die durch Imprägnieren des Glasgewebes mit Epoxydharzlack (I) und einer Trocknung während 4,5 Minuten bei 170°C in einem oben beschriebenen Trockner erzeugt worden war, wurde als Muster für die innere Schicht a verwendet. Das Muster für die äußere Schicht b wurde durch Aufschneiden der Fläche des glasfaserverstärkten Kunststoffs erzeugt, der aus der inneren Schicht a und der oben erhaltenen, äußeren Schicht b bestand. Ein hitzeerzeugender Scheitelwert wurde als Muster für jede Schicht mit Hilfe eines DSC-Gerätes (hergestellt von TA Instrument Co.) ermittelt. Die hitzeerzeugenden Scheitelflächen des Harzes aufgrund der Härtungsreaktion bei etwa 160°C vor der Reaktion und das Harz jeder Schicht wurden verglichen und der Reaktionsgrad aus der oben genannten Formel (2) errechnet. Das Ergebnis zeigte, dass der Reaktionsgrad für die innere Schicht a und die äußere Schicht b mit 88 %, bzw. 59 % bestätigt wurden.
  • Beispiel 2
  • Ein glasfaserverstärkter Kunststoff aus einer inneren Schicht a und einer äußeren Schicht b, die auf beiden Seiten der inneren Schicht angeordnet sind, wurde in der gleichen Weise wie in Beispiel 1 hergestellt, mit der Ausnahme, dass die innere Schicht b durch Verwendung von Epoxydharzlack (II), anstelle von Epoxydharzlack (I) im Fertigungsschritt (d) hergestellt wurde. Das Ergebnis zeigte, dass der Reaktionsgrad für die innere Schicht a und die äußere Schicht b mit 86 %, bzw. 52 % bestätigt wurden.
  • Vergleichendes Beispiel 1
  • Ein glasfaserverstärkter Kunststoff wurde hergestellt, der nur aus einer inneren Schicht a besteht und bei dem die Fertigungsschritte zur Bildung der äußeren Schicht b weggelassen wurden. Speziell bei den Fertigungsschritten (a) bis (c) wird das mit Lösungsmittel imprägnierte Glasgewebe durch die erste Vorrichtung 5 zur Imprägnierung mit Harzlack geführt, das den Epoxydharzlack (I) enthält, um 100 Gewichtsanteile des Glasgewebes mit 110 Gewichtsanteilen des Harzes auf Trockenbasis zu imprägnieren. Das mit Lack imprägnierte Glasgewebe wurde in einem Trockner 1,5 Minuten lang bei 170°C getrocknet, um einen glasfaserverstärkten Kunststoff herzustellen. Der Reaktionsgrad betrug 57 %.
  • Vergleichendes Beispiel 2
  • Ein glasfaserverstärkter Kunststoff wurde in der gleichen Weise, wie im Vergleichenden Beispiel 1 hergestellt, mit der Ausnahme, dass das mit Lack imprägnierte Glasgewebe im Trockner 3 Minuten lang bei 170°C, statt 1,5 Minuten lang bei 170°C getrocknet wurde. Der Reaktionsgrad betrug 77 %.
  • Vergleichendes Beispiel 3
  • Ein glasfaserverstärkter Kunststoff, der aus einer inneren Schicht a mit einem Reaktionsgrad von 53 % und einer äußeren Schicht b mit einem Reaktionsgrad von 70 % bestand, wurde in der gleichen Weise wie in Beispiel 1 hergestellt, mit der Ausnahme, dass im Fertigungsschritt (c) und im Fertigungsschritt (e) in geeigneter Weise modifizierte Erwärmungskonditionen verwendet wurden.
  • Vergleichendes Beispiel 4
  • Ein glasfaserverstärkter Kunststoff wurde in der gleichen Weise, wie in Beispiel 1 hergestellt, mit der Ausnahme, dass bei der Herstellung der inneren Schicht a im Fertigungsschritt (b) 100 Gewichtsanteile des Glasgewebes mit 30 Gewichtsanteilen Harz auf Trockenbasis und bei der Herstellung der äußeren Schicht b im Fertigungsschritt (d) 100 Gewichtsanteile des Glasgewebes mit 80 Gewichtsanteilen Harz auf Trockenbasis imprägniert wurden. Das Ergebnis zeigte, dass der Reaktionsgrad für die innere Schicht a und die äußere Schicht b mit 75 %, bzw. 70 % bestätigt wurden.
  • (Auswertung des glasfaserverstärkten Kunststoffs)
  • Es wurden eine beidseitig kupferkaschierte, laminierte Leiterplatte und eine vierschichtige Leiterplatte hergestellt, wobei der nach Beispiel 1 und 2 und nach Vergleichendem Beispiel 1 bis 4 erzeugte glasfaserverstärkte Kunststoff verwendet wurde. Die Eigenschaften der Leiterplatten wurden ausgewertet. Die Ergebnisse sind in Tabelle 1 dargestellt. Der Ausfall von Harzpulver in der Tabelle 1 ist das Ergebnis der Auswertung des glasfaserverstärkten Kunststoffs vor der Herstellung der beidseitig kupferkaschierten, laminierten Leiterplatte und der vierschichtigen Leiterplatte.
  • <A. Herstellung der beidseitig kupferkaschierten, laminierten Leiterplatte>
  • Beide Seiten des glasfaserverstärkten Kunststoffs wurden mit einer 18 μm dicken Kupferfolie beschichtet, unter Erhitzen 60 Minuten lang bei einer Temperatur von 170°C und unter einem Druck von 40 kgf/cm2 pressgeformt, um ein beidseitig kupferkaschiertes Laminat mit einer 0,1 mm dicken Isolationsschicht herzustellen.
  • <Auswertung des beidseitig kupferkaschierten Laminats>
    • • Die Substratdickengenauigkeit und Verformbarkeit wurden auf der Isolationsschicht ausgewertet, die durch Ätzen und Entfernen der Kupferfolie von dem beidseitig kupferkaschierten Laminat mit den Abmessungen 500 mm × 500 mm zur Verfügung stand. Zur Bestimmung der Substratdickengenauigkeit, wurde das Substrat in 36 Quadrate unterteilt und die Dicke von jedem der 36 Quadrate gemessen. Der Durchschnittswert der 36 Messungen wurde als die Substratdicke und die Standardabweichung der 36 Messungen als Substratdickengenauigkeit genommen. Die Verformbarkeit wurde dadurch beurteilt, dass ein 500 mm × 500 mm großes Plattenstück auf Vorhandensein oder Nichtvorhandensein von Hohlräumen in einer gegebenen Prüfschaltkreisfläche und durch weitere Inspektion der Platte, sowohl mit dem bloßen Auge, als auch mit dem optischen Mikroskop, auf Abnormitäten untersucht wurde.
    • • Die Ablösekraft der 18 μm dicken Kupferfolie wurde nach JIS C6481 bewertet.
    • • Für die Beurteilung der Hitzebeständigkeit gegenüber Lötzinn, wurde nur eine Seite des glasfaserverstärkten Kunststoffs geätzt und in eine 50 mm × 50 mm große Platte geschnitten, wobei man drei Testproben bekam. Jede Testprobe wurde einer Behandlung im Druckkocher zur Prüfung der Feuchtigkeitsaufnahme, zwei Stunden lang einem Druck von 2,0 atm bei 121 °C unterzogen. Die Testproben wurden dann 120 Sekunden in ein Lötbad von 260°C getaucht, wonach sie mit bloßem Auge und mit dem optischen Mikroskop auf das Vorhandensein von Schwellungen und Blasen untersucht werden.
    • • Für die Bewertung des Ausflusses, wurde ein beidseitig kaschiertes Laminat hergestellt und die Ausflusslänge (die gespritzte Fläche) gemessen.
  • <B. Herstellung einer vierschichtigen Leiterplatte>
  • Es wurde eine Oxydationsbehandlung (Schwärzung) auf der Oberfläche der Kupferfolie (Dicke: 35 μm) eines beidseitig kupferkaschierten, 1 mm dicken Laminats als Innenschichtleiterplatte vorgenommen. Eine Platte des glasfaserverstärkten Kunststoffs wurde auf beiden Seiten des kupferkaschierten Laminats aufgeschichtet, über den eine 18 μm dicke Kupferfolie aufgebracht wurde. Die entstandene Leiterplatte wurde unter Erhitzen 120 Minuten lang bei einer Temperatur von 170°C und einem Druck von 40 kgf/cm2 pressgeformt, um eine vierschichtige Leiterplatte herzustellen.
  • <Auswertung der vierschichtigen Leiterplatte>
    • • Zur Bestimmung der Substratdickengenauigkeit, wurde ein 500 mm × 500 mm großes Substrat in 36 Quadrate unterteilt und die Dicke von jedem der 36 Quadrate gemessen. Der Durchschnittswert der 36 Messungen wurde als die Substratdicke und die Standardabweichung der 36 Messungen als Substratdickengenauigkeit genommen.
    • • Die Verformbarkeit wurde dadurch beurteilt, dass ein 500 mm × 500 mm großes Plattenstück auf Vorhandensein oder Nichtvorhandensein von Hohlräumen in einer vorgegebenen Prüfschaltkreisfläche und durch weitere Inspektion der Platte, sowohl mit dem bloßen Auge, als auch mit dem optischen Mikroskop, auf Abnormitäten untersucht wurde.
    • • Zur Bestimmung der Ablösekraft der inneren Schicht wurde die Ablösekraft nach der Schwärzungsbehandlung an der Schnittstelle zwischen der Kupferfolie der inneren Schicht dieses Substrats und dem glasfaserverstärktem Kunststoff gemessen.
    • • Die Hitzebeständigkeit gegenüber Lötzinn wurde in der gleichen Weise, wie in dem oben erwähnten Bewertungsverfahren des beidseitig kupferkaschierten Laminats gemessen.
    • • Für die Bewertung des Ausflusses, wurde eine vierschichtige Leiterplatte hergestellt und die Ausflusslänge (die gespritzte Fläche) gemessen.
    • • Der Ausfall von Harzpulver wurde nach dem folgenden Verfahren bewertet: Zuerst wurde ein glasfaserverstärkter Kunststoff von Hand auf 100 mm × 100 mm große Stücke zugeschnitten, wobei mit größtmöglicher Sorgfalt vorzugehen war, um den Ausfall von Harzpulver an den Schnittenden auf ein Minimum zu beschränken. Zehn so hergestellte, glasfaserverstärkte Kunststoffplatten wurden aufgestapelt und das Gewicht ermittelt. Der Stapel wurde dann zehn Mal aus einer Höhe von 100 mm fallen gelassen, um das Gewicht des durch den Aufschlag herausgefallenen Harzpulvers zu ermitteln. Die Menge des herausgefallenen Harzpulvers wurde aus der Gewichtsdifferenz der Platten vor und nach dem Fallenlassen bestimmt. Diese Messung wurde fünf Mal wiederholt, um den Durchschnittswert zu ermitteln.
  • Figure 00180001
  • Die in Beispiel 1 und 2 entstandenen, glasfaserverstärkten Kunststoffe zeigen hohe Substratdickengenauigkeit und ausgezeichnete Verformbarkeit. Das Produkt des Vergleichenden Beispiels 1, das ein Beispiel eines konventionellen, glasfaserverstärkten Kunststoffs darstellt zeigt eine schlechtere Substratdickengenauigkeit als der glasfaserverstärkte Kunststoff der Beispiele. Der glasfaserverstärkte Kunststoff des Vergleichenden Beispiels 2 hat eine Oberflächenharzschicht, in welcher die Reaktion zu weit fortgeschritten ist. Der glasfaserverstärkte Kunststoff zeigte eine gute Dickengenauigkeit, aber geringere Verformbarkeit. Der glasfaserverstärkte Kunststoff des Vergleichenden Beispiels 3, bei dem der Reaktionsgrad in der inneren Schicht a geringer ist, als der Reaktionsgrad in der äußeren Schicht b, zeigte eine schlechtere Substratdickengenauigkeit als der glasfaserverstärkte Kunststoff der Beispiele. Der glasfaserverstärkte Kunststoff des Vergleichenden Beispiels 4, bei dem der Reaktionsgrad in der äußeren Schicht b hoch und die Harzmenge groß ist, zeigte eine schlechtere Substratdickengenauigkeit als der glasfaserverstärkte Kunststoff der Beispiele.
  • INDUSTRIELLE ANWENDBARKEIT
  • Der glasfaserverstärkte Kunststoff der vorliegenden Erfindung hat eine hohe Dickengenauigkeit und erzeugt beim Biegen etc. kein Harzpulver, ist frei von Hohlräumen im Gewebe der inneren Schichten, frei von Harzausfluss, zeichnet sich durch eine hervorragende Verformbarkeit aus und kann mit Hilfe des Fabrikationsverfahren der vorliegenden Erfindung, sicher und in stabiler Weise hergestellt werden.

Claims (10)

  1. Ein Verfahren zur Herstellung von glasfaserverstärkten Kunststoffen, bestehend aus (a) einem Fertigungsschritt zur Imprägnierung eines Glasfasersubstrats mit einem Lösungsmittel, (b) einem Fertigungsschritt zur Imprägnierung mit Epoxidharz des mit dem Lösungsmittel imprägnierten Glasfasersubstrats, (c) einem Fertigungsschritt zur Erhitzung des mit Epoxidharz imprägnierten Glasfasersubstrates, (d) einem Fertigungsschritt zur weiteren Imprägnierung mit Epoxidharz des mit Epoxidharz bereits behandelten Glasfasersubstrates, bei dem das Epoxidharz gehärtet worden ist und (e) einem Fertigungsschritt zur Erhitzung des zuletzt entstandenen, mit Epoxidharz imprägnierten Glasfasersubstrates, bei dem der Reaktionsgrad des Epoxidharzes der inneren Schicht 85% oder mehr und der Reaktionsgrad des Epoxidharzes der äußeren Schicht 60% oder weniger beträgt.
  2. Das Verfahren zur Herstellung von glasfaserverstärkten Kunststoffen nach Patentanspruch 1, wobei der Reaktionsgrad des Epoxidharzes der inneren Schicht 90 bis 95% und derjenige der äußeren Schicht 0 bis 20% beträgt.
  3. Das Verfahren zur Herstellung von glasfaserverstärkten Kunststoffen nach Patentanspruch 1, wobei das für die Imprägnierung des Glasfasersubstrats im Fertigungsschritt (a) verwendete Lösungsmittel Dimethylformamid, Methyl-Cellosolve oder Methylethylketon ist.
  4. Das Verfahren zur Herstellung von glasfaserverstärkten Kunststoffen nach Patentanspruch 1, wobei die Dauer der Imprägnierung des Glasfasersubstrats mit dem Lösungsmittel im Fertigungsschritt (a) 0,1 bis 1 Minute bei Raumtemperatur beträgt.
  5. Das Verfahren zur Herstellung von glasfaserverstärkten Kunststoffen nach Patentanspruch 1, wobei nach Fertigungsschritt (a) und vor Fertigungsschritt (b) das im Fertigungsschritt (a) erzeugte, mit Lösungsmittel imprägnierte Glasfasersubstrat 1 bis 5 Minuten lang durch einen Luftstrom geführt wird, dessen Temperatur niedriger als der Siedepunkt des im Fertigungsschritt (a) verwendeten Lösungsmittels ist.
  6. Das Verfahren zur Herstellung von glasfaserverstärkten Kunststoffen nach Patentanspruch 5, wobei die Menge des Lösungsmittels in dem mit Lösungsmittel imprägnierten Glasfasersubstrat, nach Durchlauf des Substrats durch einen Luftstrom und vor dem Fertigungsschritt (b), 16 bis 25 Gewichtsanteile pro 100 Gewichtsanteile des Glasfasersubstrats beträgt.
  7. Das Verfahren zur Herstellung von glasfaserverstärkten Kunststoffen nach Patentanspruch 1, wobei die Dauer der Imprägnierung des Glasfasersubstrats mit dem Epoxidharz im Fertigungsschritt (b) 0,1 bis 1 Minute bei Raumtemperatur beträgt.
  8. Das Verfahren zur Herstellung von glasfaserverstärkten Kunststoffen nach Patentanspruch 1, wobei die Dauer des Erhitzungsvorgangs im Fertigungsschritt (c) 1 bis 5 Minuten bei 140 bis 200°C beträgt.
  9. Das Verfahren zur Herstellung von glasfaserverstärkten Kunststoffen nach Patentanspruch 1, wobei die Dauer der Imprägnierung des Glasfasersubstrats mit dem Epoxidharz im Fertigungsschritt (d) 0,1 bis 1 Minute bei Raumtemperatur beträgt.
  10. Das Verfahren zur Herstellung von glasfaserverstärkten Kunststoffen nach Patentanspruch 1, wobei die Dauer des Erhitzungsvorgangs des mit Epoxidharz imprägnierten Glasfasersubstrats im Fertigungsschritt (e) 1 bis 5 Minuten bei 140 bis 200°C beträgt.
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