ES2219174A1 - "procedimiento para la fabricacion de placas para circuitos impresos y maquina para el mismo". - Google Patents
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Abstract
Procedimiento para la fabricación de placas para circuitos impresos y máquina para el mismo. Procedimiento y máquina para la fabricación de placas para circuitos impresos, en el que un paquete de prensado que comprende al menos dos placas de prensado de material metálico entre las que se dispone una composición de placa para circuitos impresos formada por una o más láminas metálicas, por una o más capas de material aislante impregnadas con resinas polimerizables y/o por una o más placas para circuitos impresos con imagen grabada de circuito, se dispone entre los platos de prensado de una prensa y se procede a su prensado, sometiendo al citado paquete de prensado a la acción de un campo magnético de inducción variable que genera en cada placa y lámina metálica del paquete de prensado unas corrientes inducidas que producen el calentamiento de dichas placas y láminas, produciéndose a su vez el calentamiento por conducción térmica de las capas de material aislante, fundiéndose y licuándose lasresinas presentes en dichas capas de material aislante y adhiriéndose el material aislante a las láminas metálicas, con lo que al elevar todavía más la temperatura se produce la posterior polimerización de las resinas polimerizables de las capas de material aislante, resultando, después del enfriamiento del paquete de prensado, una o más placas rígidas aptas para la realización de circuitos impresos eléctricos. La máquina para llevar a cabo el procedimiento anterior comprende un dispositivo generador de un campo electromagnético de inducción variable, adaptado para generar en las placas y láminas metálicas del paquete de prensado unas corrientes inducidas que producen su calentamiento, así como unos medios de control de funcionamiento del dispositivo de generación del campo electromagnético y de control de la temperatura y de la presión a la que está sometido el paquete de prensado.
Description
Procedimiento para la fabricación de placas para
circuitos impresos y máquina para el mismo.
Tiene por objeto la invención un procedimiento
para la fabricación de placas para circuitos impresos y una máquina
para llevar acabo dicho procedimiento.
Las placas para circuitos impresos pueden adoptar
múltiples composiciones en función, esencialmente, del número de
láminas metálicas con imagen de circuito que las forman. Así por
ejemplo, y entre otras, una composición de placa está formada
inicialmente por una lámina metálica y por una capa de material
aislante impregnada con resinas polimerizables, en la que una vez
polimerizadas las resinas y enfriada la placa hasta su rigidez se
procede a la formación de una imagen grabada de circuito sobre la
lámina metálica; otra composición de placa está formada
inicialmente por dos láminas metálicas entre las que se dispone una
o varias capas de material aislante; y una tercera composición de
placa para circuito impreso está formada inicialmente por dos
láminas metálicas entre las que se dispone dos capas de material
aislante separadas por una placa de circuito impreso provista en
ambas caras de imagen de circuito ya grabada.
En general, el proceso de polimerización de las
resinas de las capas de material aislante se realiza sometiendo a
presión las placas cuya composición se ha descrito al tiempo que
se eleva su temperatura hasta alcanzar la temperatura de
polimerización. Para ello se emplean prensas diferenciadas
esencialmente por el modo de calentamiento de las placas. Una
modalidad de prensas comprende unos medios de calentamiento
dispuestos en los platos de prensado de la prensa, de modo que
durante el prensado de la placa el calentamiento de la misma se
realiza por conducción térmica. Otra modalidad de prensas comprende
unos medios de calentamiento basados en el paso de una corriente
eléctrica suministrada por una fuente de alimentación, generalmente
de corriente continua, a través de las láminas de la placa; en
este caso las láminas metálicas están dispuestas en continuo con el
fin de posibilitar el paso de la corriente eléctrica.
Las modalidades de prensa antes descritas
presentan inconvenientes. En las prensas en las que los medios de
calentamiento están dispuestos en los platos de prensado, las
velocidades de incremento de temperaturas así como las temperaturas
máximas que se pueden alcanzar son muy limitadas, lo que conduce a
una baja productividad. Y, en las prensas en las que los medios de
calentamiento se basan en el paso de una corriente eléctrica a
través de las láminas metálicas de la placa, surgen problemas de
aislamiento eléctrico entre éstas y las placas de prensado
intermedias.
En el procedimiento para la fabricación de placas
para circuitos impresos objeto de la invención, un paquete de
prensado que comprende al menos dos placas de prensado de material
metálico, entre las que se dispone una composición de placa para
circuitos impresos formada por una o más láminas metálicas, por una
o más capas de material aislante impregnadas con resinas
polimerizables y/o por una o más placas para circuitos impresos
con imagen grabada de circuito, se dispone entre los platos de
prensado de una prensa y se procede a su prensado.
En su esencia, el procedimiento se caracteriza
porque, manteniendo la presión sobre el paquete, comprende los
pasos de
i) someter el paquete de prensado a la acción de
un campo magnético de inducción variable que genera en cada placa y
lámina metálica del paquete de prensado unas corrientes inducidas
que producen el calentamiento de dichas placas y láminas,
produciéndose a su vez el calentamiento por conducción térmica de
las capas de material aislante;
ii) elevar la temperatura en el paquete de
prensado hasta que se produzca la fusión de las resinas de las
capas de material aislante, las cuales se licúan y fluyen,
proporcionando la adherencia entre las capas de material aislante y
las láminas metálicas;
iii) elevar la temperatura en el paquete de
prensado hasta que supere a la de la fase anterior ii), de modo que
se produzca la polimerización de las resinas polimerizables de las
capas de material aislante;
iv) proceder al enfriado del paquete de prensado
hasta la rigidez de las capas de material aislante; y finalmente
retirar el paquete de prensado de entre los platos de prensado de
la prensa y separar las placas de prensado de la placa o las placas
rígidas obtenidas.
Es también característico del procedimiento que
la placa o placas para circuitos impresos con imagen grabada de
circuito que pueden formar parte de la composición del paquete de
prensado son obtenidas según el procedimiento de la invención.
Otra característica del procedimiento consiste en
el hecho de que las láminas metálicas del paquete de prensado son
de cobre y/o aluminio.
Según otro aspecto de la invención, las capas de
material aislante están constituidas por papel y/o tejido de fibra
de vidrio impregnados con resinas epoxi, poliimidas, resinas
fenólicas o polímeros fluorados(PTFE).
De acuerdo con otra característica del
procedimiento de la invención, el prensado del paquete de prensado
se realiza en vacío.
La máquina para el procedimiento de la invención,
comprende una estructura cerrada provista de al menos un conjunto
de prensado compuesto por un plato superior de prensado con
capacidad de desplazamiento vertical en ambos sentidos, accionado
por unos medios de empuje; y por un plato inferior de prensado
dispuesto coaxialmente respecto del plato superior de prensado,
fijado a la estructura de la prensa o con capacidad de
desplazamiento vertical en ambos sentidos, estando adaptados el
plato superior y el plato inferior para recibir entre ellos un
paquete de prensado conforme al procedimiento de la invención.
En su esencia, la máquina se caracteriza por
comprender un dispositivo generador de un campo electromagnético de
inducción variable, adaptado para generar en las placas y láminas
metálicas del paquete de prensado unas corrientes inducidas que
producen su calentamiento, y unos medios de control de
funcionamiento del dispositivo de generación del campo
electromagnético, que esencialmente afectan a la frecuencia y
tensión aplicadas al dispositivo y a las temperaturas alcanzadas en
el paquete de prensado, y de control de la presión a la que está
sometido el mismo.
Según una realización preferida, la máquina
comprende unos medios para la producción de vacío en el interior de
la estructura cerrada.
Las características del procedimiento y de la
máquina de la invención aportan una innovadora solución a los
problemas que plantean tanto los procedimientos como las máquinas
conocidas para la fabricación de placas para circuitos impresos.
Con el procedimiento de la invención el calentamiento por inducción
electromagnética de las láminas metálicas del paquete de prensado
tiene las siguientes ventajas: se produce un calentamiento
uniforme del paquete de prensado, siendo prácticamente posible
alcanzar cualquier velocidad de incremento de temperatura del
paquete de prensado y cualquier temperatura de polimerización
necesaria para las resinas que se utilicen; el control de la
temperatura alcanzada por el paquete de prensado y su regulación
se realiza fácilmente por control de la tensión y/o frecuencias de
la alimentación eléctrica aplicada al circuito generador del campo
magnético; es aplicable a cualquier composición de paquete de
prensado, sin pérdida de prestaciones en cuanto a temperaturas y
regulación de las mismas; y no requiere de placas de prensado
intermedias provistas de medios de aislamiento eléctrico, como así
ocurre en aquellas realizaciones de prensas basadas en el paso de
corriente a través de las láminas metálicas que conforman el paquete
de prensado.
En los dibujos adjuntos se ilustra a título de
ejemplo no limitativo, varias composiciones de placas para
circuitos impresos obtenibles con el procedimiento de la invención
así como un modo de realización de la máquina para el procedimiento
de la invención. En dichos dibujos:
las Figs. 1 a 5, son vistas esquemáticas en
sección de respectivas composiciones de paquetes de prensado; y
la Fig. 6, es una representación esquemática en
sección de una máquina para el procedimiento de la invención.
En la descripción que sigue del procedimiento y
máquina para el mismo de la invención, son utilizadas a efectos de
simplificación iguales referencias numéricas para designar
elementos iguales o similares.
En la Fig. 1 aparece representado un primer
paquete de prensado 10 que comprende dos placas de prensado, una
placa de prensado superior 11 y una placa de prensado inferior 12
respectivamente, entre las que se dispone una composición de placa
para circuitos impresos formada por una primera lámina metálica 13 y
una segunda lámina metálica 14 separadas entre sí por medio de
tres capas de material aislante 15 impregnadas con resinas
polimerizables; preferentemente, las láminas metálicas 13 y 14 son
de cobre y las capas de material aislante 15 son de tejido de
fibra de vidrio impregnado con resinas epoxi.
En la Fig. 2 aparece representado un segundo
paquete de prensado 20 que comprende tres placas de prensado, una
placa de prensado superior 11, una placa de prensado intermedia 21
y una placa de prensado inferior 12 respectivamente. Entre la placa
de prensado superior 11 y la placa de prensado intermedia 21 se
dispone una composición de placa para circuitos impresos formada por
una primera lámina metálica 13 y por una segunda lámina metálica
14, separadas entre sí por tres capas de material aislante 15
impregnadas con resinas polimerizables, todo ello de forma similar
a la composición de placa para circuito impreso detallada en la
Fig. 1, y entre la placa de prensado intermedia 21 y la placa de
prensado inferior 12 se dispone una composición de placa para
circuitos impresos similar a la dispuesta entre la placa de
prensado superior 11 y la placa de prensado intermedia 21.
En la Fig. 3 aparece representado un tercer
paquete de prensado 30 que comprende dos placas de prensado, una
placa de prensado superior 11 y una placa de prensado inferior 12
respectivamente, entre las que se dispone una composición de placa
para circuitos impresos formada por una primera lámina metálica 13,
dos capas de material aislante 15 impregnadas con resinas
polimerizables, una placa de circuito impreso 31 con sus caras
superior e inferior provistas de respectivas imágenes grabadas de
circuito, dos capas de material aislante 15 impregnadas con resinas
polimerizables, y una segunda lámina metálica 14.
En la Fig. 4 aparece representado un cuarto
paquete de prensado 40 que comprende tres placas de prensado, una
placa de prensado superior 11, una placa intermedia 21 y una placa
de prensado inferior 12 respectivamente. Entre la placa de
prensado superior 11 y la placa de prensado intermedia 21 se dispone
una composición de placa para circuitos impresos formada por una
primera lámina metálica 13, dos capas de material aislante 15
impregnadas con resinas polimerizables, una placa de circuito
impreso 31 con sus caras superior e inferior provistas de
respectivas imágenes grabadas de circuito, dos capas de material
aislante 15 impregnadas con resinas polimerizables, y una segunda
lámina metálica 14, todo ello de forma similar a la composición de
placa para circuitos impresos detallada en la Fig. 3, y entre la
placa de prensado intermedia 21 y la placa de prensado inferior 12
se dispone una composición de placa para circuitos impresos similar
a la dispuesta entre la placa de prensado superior 11 y la placa
de prensado
\hbox{intermedia 21.}
En la Fig. 5 aparece representado un quinto
paquete de prensado 50 que comprende cuatro placas de prensado, una
placa de prensado superior 11, una primera placa de prensado
intermedia 21, una segunda placa de prensado intermedia 51 y una
placa de prensado inferior 12 respectivamente. Entre cada par de
placas de prensado superpuestas, o sea entre las placas de prensado
11 y 21; 21 y 51; y 51 y 12, se dispone una composición de placa
para circuito impreso formada por una primera lámina metálica 13 y
una segunda lámina metálica 14 separadas por tres capas de material
aislante 15 impregnadas con resinas polimerizables, todo ello de
forma similar a las composiciones de placa para circuito impreso
mostradas en las Figs. 1 y 2. Cabe remarcar que la continuidad
entre las primeras láminas metálicas 13 de cada una de las
composiciones y la continuidad entre las segundas láminas
metálicas 14 no es modo alguno necesaria para la aplicación del
procedimiento de la invención, sino que es dada a título de ejemplo
de aplicación del procedimiento de la invención en aquellos casos
en los que la conformación de paquetes de prensado se realice del
modo mostrado en esta Fig. 5, es decir, dando continuidad física a
dichas primera y segunda láminas metálicas.
Las placas de prensado utilizadas para llevar a
cabo el procedimiento son de material metálico, tal como aluminio o
acero, y preferiblemente de acero magnético.
A su vez, el resultado del procedimiento según la
invención es óptimo cuando las láminas metálicas utilizadas para la
producción de placas para circuitos son de cobre y/o aluminio.
Las caras de las láminas metálicas destinadas a
estar en contacto con las capas de material aislante, están
tratadas mecánica o químicamente para aumentar su rugosidad y su
adherencia a dichas capas de material aislante.
Alternativamente, la superficie de las láminas
metálicas utilizadas, destinadas a estar en contacto con las capas
de material aislante, pueden estar impregnadas con adhesivo o con
resinas, también para aumentar la adherencia de las láminas
metálicas al material aislante utilizado.
Como antes se ha indicado, en las Figs. 1 a 5 se
han representado a modo de ejemplo de aplicación del procedimiento
de la invención y entre muchas otras configuraciones posibles,
diferentes modos de realización de paquetes de prensado. En todos
ellos es aplicable el procedimiento de la invención que consiste en
realizar, una vez conformado el paquete de prensado y sometido a
prensado por la máquina de la invención como la que a título de
ejemplo se describirá más adelante, los pasos siguientes: i)
someter el paquete de prensado 10; 20; 30; 40; 50 a la acción de
un campo magnético variable que genera en las placas de prensado 11;
12; 21; 51; en las láminas metálicas 13; 14 y en las de las placas
de circuito impreso con imagen de circuito 31 unas corrientes
inducidas que producen su calentamiento y por conducción térmica el
de las capas de material aislante 15; ii) elevar la temperatura en
el paquete de prensado 10; 20; 30; 40; 50 hasta la fusión de las
resinas de las capas de material aislante 15 y la adherencia de
dicho material a las láminas metálicas; iii) elevar la temperatura
del paquete de prensado hasta la polimerización de las resinas de
las capas de material aislante 15; y iv) proceder al enfriado del
paquete de prensado 10; 20; 30; 40; 50 hasta alcanzar la rigidez de
las capas de material aislante 15, retirar el paquete de prensado
de entre los platos de prensado de la prensa y separar las placas
de prensado 11; 12; 21; 51 de la placa o las placas rígidas
obtenidas.
La máquina de la invención representada
esquemáticamente en la Fig. 6 comprende una estructura cerrada 60
provista de unos medios 61 para la producción de vacío en su
interior y de un vacuómetro 62. En el interior de la estructura 60
se dispone un conjunto de prensado que comprende un plato superior
de prensado 63 con capacidad de desplazamiento vertical en ambos
sentidos; un plato inferior de prensado 64, dispuesto coaxialmente
respecto del plato superior de prensado 63, que en este ejemplo de
realización está fijado a la estructura 60, aunque se entiende que
como variante de realización no representada dicho plato inferior
puede tener capacidad de desplazamiento vertical en ambos sentidos;
y unos medios de empuje del plato superior de prensado 63 que
comprenden un cilindro 65 provisto de un émbolo 66 cuyo vástago 67
está fijado al plato de prensado superior 63, todo ello adaptado
para recibir entre los platos superior 63 e inferior 64 un paquete
de prensado 70, con una composición para placa de circuito impreso
de las dadas en las Figs. 1 a 5, o cualquier otra posible. En este
ejemplo de realización, se prevé un único conjunto de prensado,
aunque se entiende que la estructura cerrada 60 puede contener más
de un conjunto de prensado, por ejemplo dos o más conjuntos de
prensado, cuyo número vendrá dado, entre factores, por el volumen de
producción necesario de placas para circuitos impresos.
En la Fig. 6 se aprecia que la máquina de la
invención está provista de un dispositivo generador de un campo
magnético de inducción variable 68, sin núcleo magnético,
constituido esencialmente por unas bobinas de inducción, en cuyo
interior quedan dispuestos la placa superior de prensado 63, el
paquete de prensado 70 y el plato inferior de prensado 64. Además,
el dispositivo generador de campo magnético 68 está provisto de
unos medios de control 69 que esencialmente se destinan al control
de la frecuencia y tensión de alimentación de dichas bobinas, que
permiten modificar las temperaturas alcanzadas por el paquete de
prensado 70.
Los tiempos y las temperaturas necesarias para la
polimerización de las resinas que puedan utilizarse en el proceso
de fabricación de las placas dependen de la composición de las
resinas y de la presión aplicada sobre el paquete de prensado. Por
este motivo la máquina está provista de una presostato 71 y de una
o varias sondas de temperatura 72. La información obtenida por el
presostato y las sondas de temperatura es utilizada para gobernar
los medios de control 69 de la máquina.
Claims (7)
1. Procedimiento para la fabricación de placas
para circuitos impresos, en el que un paquete de prensado (10, 20,
30, 40, 50) que comprende al menos dos placas de prensado (11, 12,
21, 51) de material metálico entre las que se dispone una
composición de placa para circuitos impresos formada por una o más
láminas metálicas (13, 14), por una o más capas de material
aislante (15) impregnadas con resinas polimerizables y/o por una o
más placas para circuitos impresos con imagen grabada de circuito
(31), se dispone entre los platos de prensado (63, 64) de una
prensa y se procede a su prensado, caracterizado porque,
manteniendo la presión sobre el paquete (10, 20, 30, 40, 50),
comprende los pasos de
i) someter el paquete de prensado (10, 20, 30,
40, 50) a la acción de un campo magnético de inducción variable que
genera en cada placa (11, 12, 21, 51) y lámina metálica (13, 14)
del paquete de prensado unas corrientes inducidas que producen el
calentamiento de dichas placas (11, 12, 21, 51) y láminas (13, 14),
produciéndose a su vez el calentamiento por conducción térmica de
las capas de material aislante (15);
ii) elevar la temperatura en el paquete de
prensado (10, 20, 30, 40, 50) hasta que se produzca la fusión de
las resinas de la capas de material aislante (15), las cuales se
licúan y fluyen, provocando la adherencia entre las capas de dicho
material aislante y las láminas metálicas (13, 14);
iii) elevar la temperatura en el paquete de
prensado (10, 20, 30, 40, 50) hasta que supere a la de la fase
anterior ii), de modo que se produzca la polimerización de las
resinas polimerizables de las capas de material aislante (15);
iv) proceder al enfriado del paquete de prensado
hasta la rigidez de las capas de material aislante (15); y
finalmente retirar el paquete de prensado (10, 20, 30, 40, 50) de
entre las platos de prensado (63, 64) de la prensa y separar las
placas de prensado (11, 12, 21, 51) de la placa o las placas
rígidas obtenidas.
2. Procedimiento según la reivindicación 1, que
se caracteriza porque la placa o placas para circuitos
impresos con imagen grabada de circuito (31) que pueden formar
parte de la composición del paquete de prensado (30, 40) son
obtenidas según el procedimiento de la reivindicación 1.
3. Procedimiento según las reivindicaciones 1 ó
2, que se caracteriza porque las láminas metálicas (13, 14)
del paquete de prensado (10, 20, 30, 40, 50) son de cobre y/o
aluminio.
4. Procedimiento según las reivindicaciones 1 ó
2, que se caracteriza porque las capas de material aislante
(15) comprenden papel y/o tejido de fibra de vidrio impregnado con
resinas epoxi, poliimidas, resinas fenólicas o polímeros fluorados
(PTFE).
5. Procedimiento según las reivindicaciones 1 ó
2, que se caracteriza porque el prensado del paquete de
prensado (10, 20, 30, 40, 50) se realiza en vacío.
6. Máquina para el procedimiento de la
reivindicación 1, que comprende una estructura cerrada (60)
provista de al menos un conjunto de prensado compuesto por un plato
superior de prensado (63) con capacidad de desplazamiento vertical
en ambos sentidos, accionado por unos medios de empuje (65, 66, 67),
y por un plato inferior de prensado (64) dispuesto coaxialmente
respecto del plato superior de prensado (63), fijado a la
estructura o con capacidad de desplazamiento vertical en ambos
sentidos, estando adaptados el plato superior (63) y el plato
inferior (64) para recibir entre ellos un paquete de prensado (10,
20, 30, 40, 50) conforme al procedimiento de las reivindicaciones 1
ó 2,
que se caracteriza por
comprender
- un dispositivo generador de un campo
electromagnético de inducción variable (68), adaptado para generar
en las placas (11, 12, 21, 51) y láminas metálicas (13, 14) del
paquete de prensado (10, 20, 30, 40, 50) unas corrientes inducidas
que producen su calentamiento; y
- unos medios de control de funcionamiento (69)
del dispositivo de generación del campo electromagnético, que
esencialmente afectan a la frecuencia y tensión aplicadas al
dispositivo (68) y a las temperaturas alcanzadas en el paquete de
prensado (10, 20, 30, 40, 50), y de control de la presión a la que
está sometido el mismo.
7. Máquina según la reivindicación 6, que se
caracteriza por comprender unos medios para la producción de
vacío (61) en el interior de la estructura cerrada (60).
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