KR20000053520A - 플레이트형 압축기 및 그 제조 방법 - Google Patents

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알프레드 퀴글러, 조셉 제리히
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Abstract

본 발명은 적어도 한 측면에 층을 갖는, 합성수지로 된 평평한 층구조물을 제조하기 위한 플레이트형 압축기에 관한 것이다. 본 발명은 특히 프린트 회로 기판의 제조를 위한 압축판 및 압축판 제조 방법에 관한 것이다. 본 발명에 따라 가열 압축기의 작업면은 층 재료와 최대 2.5×10-6/K 만큼 차이가 나는 길이 열팽창 계수 및 44 HRC 보다 더 큰 경도, 그리고 경우에 따라 하드층(hard layer)을 갖는다.
본 발명에 따라 제 1단계에서는 마주놓인 면의 평면 평행성 및 양호한 품질을 가진 미가공 시이트(sheet)가 제조되며, 그 다음 단계에서는 시이트의 적어도 한 면에 5㎛ 내지 55㎛의 두께를 지닌 하드층이 제공된다.

Description

플레이트형 압축기 및 그 제조 방법 {PLATE-TYPE COMPRESSOR AND THE METHOD FOR PRODUCING THEREOF}
본 발명은 적어도 한 측면에 층을 갖는, 평평한 합성수지 층구조물을 제조하기 위한 플레이트형 압축기에 관한 것이다. 또한 본 발명은 산업 레미네이트를 처리하기 위한, 특히 구리층을 갖는 프린트 회로 기판을 제조하기 위한 플레이트형 압축기 제조 방법에 관한 것이다.
산업 레미네이트는 예컨대 페놀수지와 같은 합성수지에 의해 침지된 캐리어층이 중첩되어 고온 프레싱됨으로써 제조된 평면체이다. 캐리어층으로는 종이, 유리 섬유 매트와 같은 섬유 매트, 그리고 그와 같은 것들이 사용될 수 있다. 이때 온도가 상승할 때 일어나는 합성수지의 경화과정은 부분단계에서 이루어지므로, 부분 또는 미리 경화된 플레이트가 마련되고 여기에 층 또는 그와 같은 것들이 제공되며, 상기 플레이트가 서로 중첩되어 플레이트형 압축기, 예컨대 압축판 사이에서 압축력 및 열에 의해 완전히 경화될 수 있기 때문에 소위 다중 평면체가 제조될 수 있다.
전자 기기 및 그와 같은 부품들을 제작하는 용도로 사용되는 프린트 회로 기판은 적어도 한면에 금속-특히 구리-층을 갖는 합성수지로 된 층구조물이다. 특히 5㎛ 내지 35㎛ 두께의 구리 박막이 미리 경화된 층구조물의 측면에 놓이고, 매우 높은 질의 표면을 갖춘 압축판 사이에 고정되어 150℃와 450℃ 사이의 온도에서 압력에 의해 가열되는 방식으로 상기 프린트 회로 기판이 제조될 경우, 합성수지의 완전한 경화가 이루어 질 수 있다.
산업 레미네이트용 압축판은 3.0㎡ 이하 및 이상의 표면 넓이를 갖추며, 비교적 두께 차이가 나지 않을 때는 0.8㎡ 내지 3.0㎡의 두께와 우수한 표면질을 갖는다. 화학적 부하 및 공기에 의한 부식에 근거하여 압축기는 높은 내식성 및 높은 경도, 그리고 높은 내마모성을 가져야만 한다. 이러한 조건을 충족시키기 위해 압축판에는 대개 마텐자이트 크롬강이 사용되며, 상기 판의 품질은 특별한 경화과정에 의해 개선된다. 또한 분산 강화될 수 있는 철 기본 합금이 판 압축기로 사용된다.
상기 판 압축기의 큰 단점은 실온에서의 길이 열팽창 계수가 10.0×10-6/K 내지 13.0×10-6/K 로 비교적　작다는　데　있다． 만약 프린트 회로 기판이 압축판의 작업면을 층구조물의 구리 박막위에 압축하고 상기 장치가 예컨대 230℃의 경화 온도에 이르게 되면, 길이 열팽창 계수가 16.8×10-6/K인 구리는 압축기의 압축면 보다 더 크게 팽창된다. 수지의 경화 온도에서 가열될 때 층구조물의 층과 압축기 간의 팽창관계에서의 이러한 차이로 인해, 구리 박막이 흠집나거나 접힐 수 있으며 그와 같은 프린트 회로 기판은 사용할 수 없게 된다.
상기 단점을 피하기 위해, 적어도 층금속인 구리의 팽창 계수와 거의 가까운 팽창 계수를 가진 압축기로 압축판을 제조하려는 시도가 이미 이루어졌다. 하드 브론즈(hard bronze)와 동시에, 길이 열팽창 계수가 16×10-6/K 내지 17×10-6/K인 오스테나이트 강(austenitic steel) 및 그와 같은 합금이 사용된다. 사실 이러한 압축기-재료에 의해, 층구조물의 수지가 경화될 때나 압축시 온도 상승에 의해 층구리가 접히거나 흠집이 생기는 것을 피할 수 있긴 하지만, 상기 방식으로 된 압축판의 수명은 그다지 길지 않다. 상기 단점은 압축기의 작은 경도 및 국부적 압축 응력에서의 흐름 상태량과 적은 내마모성 때문에, 예컨대 입자와 같은 이물질 및/또는 층구조물의 에지에 의한 흔적들이 작업면에 형성됨으로써 생긴 것이다. 상기 흔적들 때문에 후속하는 프린트 회로 기판의 압축시 금속층이 돌출되며, 이는 층영역에서의 상이한 옴 저항에 기인한 회로 트랙의 에칭시 불리하게 작용한다.
본 발명의 목적은 공지된 판 압축기의 단점을 제거하고 층구조물, 특히 프린트 회로 기판의 품질을 개선시키며 긴 수명의 압축기를 제조하는 것이다. 또한 본 발명의 목적은 산업 레미네이트, 특히 프린트 회로 기판을 가공하기 위한 개선된 압축기를 제조하는 방법을 제공하는 것이다.
상기 목적은 압축 과정에서 특히 층구조물의 금속층에 놓여있는, 가열 압축기의 작업면이 각각의 층 재료, 특히 층금속과 비교했을 때 최대 2.5×10-6/K, 바람직하게는 2.0×10-6/K 보다 작고 특히 1.4×10-6/K 이하의 길이 열팽창 계수를 가지며 44 HRC 보다 큰 경도를 가지게 됨으로써 달성된다.
본 발명에 의해 달성된 장점은 특히 온도 변경시 형성된 전단 변형 및 응력이 층이 접히거나 흠집나는 불리함 없이, 장치내에 작용하는 압축면의 방향으로 미미하게 유지될 수 있다는 데 있다. 이와 함께 작업면에 있는 압축기 재료의 경도는 먼지 입자, 돌출부 및/또는 층구조물의 에지와 같은 이물질이 남겨지는 것을 피하기 위해 44 HRC 보다 큰 값을 가진다.
부식 저항을 개선하고 압축기 작업면의 마모성과 접착 경향을 줄이기 위해서는 작업면이 하드층인 것이 좋다.
압축판이 구리층을 가진 산업 레미네이트, 예컨대 프린트 회로 기판을 제작하기 위해 내식성 금속 또는 입체 면심 원자구조를 가진 합금으로 이루어질 경우, 이는 압축기의 수명 연장에도 또한 제품의 질을 향상시키는 데에도 큰 장점으로 증명된다. 구리는 입체 면심 원자구조를 가지며, 상기 원자구조에서 바람직하게 유사하게 형성된 열 팽창의 원인이 생길 수 있다.
공지된 바와 같이, 비록 5㎛의 영역에 있는 얇은 구리 박막이 층구조물의 층으로 사용될지라도, 압축기 및 압축판이 내식성 오스테나이트 강으로 구성되고 작업면에 900 HV0.1의 경도를 가진 촘촘한 핫 크롬/하드 크롬층을 갖는다면, 압축기의 수명은 최고의 품질과 함께 매우 길어질 수 있다. 비록 크롬의 길이 열팽창 계수인 6.6×10-6/K 가 오스테나이트 강과 비교했을 때 대략 2.5배 정도 작을지라도, 기본 구조물의 길이 열팽창 변경을 따르는, 고정되어 있는 얇은 하드 크롬층은 핫 크롬층에 의해 상기 압축기에 제공되고 최종 가공된다. 높은 경도에도 불구하고 크롬층이 변형되는 것은 촘촘한 형태 때문이다.
대안으로서 하드층이 900 HV0.1보다 큰 경도를 가진 인 함유량이 높은 화학-니켈-층에 의해 작업면에 형성될 수 있다. 자동 촉매 작용에 의한 니켈-인의 증착은 템퍼링에 의해 높은 경도를 가진 구조로 전환되어, 바람직하게 개선된 부식 저항을 지니게 된다. 작업면의 내마모성을 더욱 높이기 위해 하드층이 분산층으로 형성되는 것이 바람직하다. 상기 분산층은 예컨대 다이아몬드 또는 규소 카바이드로 된 경질 재료 조각을 하드층에 분산적으로 축적시킨다.
압축기 제조 방법을 제시하고 있는 본 발명의 목적은 첫 단계에서 입체 면심 원자 구조를 갖추고 있는 내식성 미가공 플레이트 및 플레이트의 두께 차이가 최대 0.1㎜ 보다 작게, 바람직하게는 0.06㎜ 보다 작은, 마주놓인 면의 평면 평행성 및 양호한 품질을 갖는 미가공 시이트가 제조되고, 다음 단계에서 플레이트 또는 시이트의 적어도 한 면에 5 ㎛의 두께를 지닌 하드층이 제공됨으로써 달성된다.
본 발명에 따른 장점은 한편으로는 우수한 표면질을 가진 미가공 시이트가 지지부에 지속될 수 있고, 다른 한편으로는 소정의 요구된 각각의 하드층이 가공되지 않은 부분에 단기적으로 제공됨으로써, 매우 짧은 기간내에 최종 압축기가 제공될 수 있다는 데 있다. 특히 연속운전시 압축기의 우수한 사용 특성은 미가공 플레이트 또는 미가공 시이트 위에 바람직하게 5㎛ 내지 30㎛의 두께를 가진, 촘촘한 연질의 핫 크롬/하드 크롬-층이 제공되고 후속해서 최종 가공됨으로써 얻어진다.
압축기의 부식 응력이 강할 때, 자동 촉매 작용에 의해 인 함유량이 높은, 바람직하게 5㎛ 내지 55㎛의 두께를 가진 화학-니켈층이 미가공 플레이트 및 미가공 시이트에 제공되고 템퍼링되면 유리하다.
본 발명은 검사 결과에 의해 예를 들어 하기에 설명된다. 2.0 ㎜의 두께 및 49 HRC의 경도, 그리고 우수한 표면질을 가진, 분산 강화될 수 있는 스테인레스 크롬강 (DIN-제작 재료 Nr.X5CrNiCuNb 17 4)이 제조되고 프린트 회로 기판 제조에 사용된다. 여기서는 5㎛ + 10%의 두께를 가진 구리 박막이 플레이트 판의 양측면에 놓인 후 압축판에 의해 층 플레이트에 압축되며, 합성수지를 경화하기 위한 장치가 195℃로 가열된다. 프린트 회로 기판을 펼쳐보면, 구리층이 층 플레이트와 잘 접착되어 있긴 하지만, 접히고 중첩된 파형을 이루고 있다는 것을 조사하고 확인할 수 있다. 측정 결과, 전술한 재료(Nr)에 따른 조성을 갖는 압축판은 10.9×10-6/K의 열 팽창을 갖는다.
한편으로는 14㎛의 강도를 가진 핫 크롬/하드 크롬층을 갖고 다른 한편으로는 46㎛의 강도를 가진 인 함유량이 높은 화학-니켈-층을 갖는, 오스테나이트 CrNi-강으로 된 2.0㎜의 두께를 가진 압축판 제조가 선택적으로 이루어진다. 상기 압축판은 최종 가공 및 층의 템퍼링에 의해 프린트 회로 기판에서 사용된다. 상기 프린트 회로 기판에서는 5㎛ 강도의 구리층이 접히거나 파형을 형성하는 일이 결코 없으며, 또한 계속적인 실험에 의해 접착성이 거의 없어지고 품질이 개선된다. 압축판의 열 팽창 측정 결과는 16.6×10-6/K이다.
본 발명에 의해, 공지된 판 압축기의 단점을 제거하고 층구조물 특히 프린트 회로 기판의 품질을 개선하여 수명을 지속시킬 수 있는 압축기가 제공된다. 또한, 산업 레미네이트의 처리를 위한, 특히 프린트 회로 기판을 가공하기 위한 개선된 압축기를 제조하는 방법이 제공된다.

Claims (11)

  1. 적어도 한 측면에 층을 가지며 경우에 따라 높은 온도에서 사용할 때 섬유 강화되는 평평한 합성수지 층구조물을 제조하기 위한 플레이트형 압축기에 있어서,
    압축과정에서 층, 특히 층구조물의 금속층에 인접해있는 가열 압축기의 작업면이 층 재료, 특히 층금속과 비교했을 때, 최대 2.5×10-6/K 만큼 차이나는 길이 열팽창 계수 및 44 HRC 보다 더 큰 경도를 갖는 것을 특징으로 하는 플레이트형 압축기.
  2. 제 1항에 있어서,
    압축기의 작업면이 하드층(hard layer)을 갖는 것을 특징으로 하는 압축기.
  3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
    상기 압축기가 구리층을 갖는 산업 레미네이트, 예컨대 프린트 회로 기판을 제조하기 위해 입체 면심 원자구조를 가진 내식성 금속 또는 그와 같은 합금으로 된 압축판으로 이루어진 것을 특징으로 하는 압축기.
  4. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
    상기 압축기 및 압축판이 내식성 오스테나이트 강으로 이루어지고 그 작업면이 900 HV0.1보다 큰 경도를 가진 촘촘하게 형성된 핫 크롬/하드 크롬-층을 갖는 것을 특징으로 하는 압축기.
  5. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
    작업면의 하드층이 900 HV0.1보다 큰 경도를 가진, 인 함유량이 높은 화학-니켈-층으로 이루어진 것을 특징으로 하는 압축기.
  6. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
    하드층이 분산층으로 형성된 것을 특징으로 하는 압축기.
  7. 산업 레미네이트, 특히 구리층을 갖춘 프린트 회로 기판을 가공하기 위한 플레이트형 압축기 제조 방법에 있어서,
    제 1 단계에서는 입체 면심 원자구조를 갖춘 내식성의 미가공 플레이트 또는 미가공 사이트가 최대 0.1㎜ 보다 작은 플레이트의 두께 차이로 마주놓인 면의 높은 평면 평행성 및 높은 질로 제조되며, 그 다음 단계에서는 플레이트 또는 시이트의 적어도 한 면에 5㎛ 내지 55㎛의 두께를 가진 하드층이 제공되는 것을 특징으로 하는 플레이트형 압축기.
  8. 제 7항에 있어서,
    촘촘하게 형성된, 팽창될 수 있는 핫 크롬/하드 크롬-층이 미가공 플레이트 및 미가공 시이트에 제공되고, 그 다음에 최종 가공되는 것을 특징으로 하는 방법.
  9. 제 7항 또는 제 8항에 있어서,
    5㎛ 내지 20㎛의 두께를 가진 핫 크롬/하드 크롬-층이 제공되는 것을 특징으로 하는 방법.
  10. 제 7항에 있어서,
    인 함유량이 높은 화학-니켈-층이 자동 촉매작용에 의해 미가공 플레이트 및 미가공 시이트에 제공되고 템퍼링되는 것을 특징으로 하는 방법.
  11. 제 7항 또는 제 10항에 있어서,
    5㎛ 내지 55㎛의 두께를 가진 화학-니켈-층이 제공되는 것을 특징으로 하는 방법.
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