NL8004085A

NL8004085A - Werkwijze voor het vervaardigen van laminaten met nauwe tolerantie.

Info

Publication number: NL8004085A
Application number: NL8004085A
Authority: NL
Original assignee: Gen Electric
Priority date: 1979-07-17
Filing date: 1980-07-16
Publication date: 1981-01-20
Also published as: JPS5624125A; DE3026738A1; US4249977A; FR2461587A1; BR8004421A; GB2054460A

Description

t

Werkwijze voor het vervaardigen van laminaten met nauwe tolerantie.

De uitvinding heeft betrekking op een werkwijze voor het vervaardigen van laminaten met nauwe toleranties, geschikt voor gebruik bij de vervaardiging van stelsels van meerdere lagen met gedrukte schakelingen.

5 Bij de vervaardiging van laminaten voor de ver vaardiging van gedrukte schakelingen, worden vellen of platen van vezelmateriaal, bijvoorbeeld glasvezel, papier, glasvezelmatten of glasvezeldoek, cellulosepapier, asbestmatten en dergelijke, verzadigd met een thermohardende hars, bijvoorbeeld een fenolhars, epoxy-10 hars, polyester of dergelijke en daarna verwarmd om de hars te doen harden tot het zogenaamde "B-stadium". Deze vellen of platen worden op maat gesneden en opgestapeld en de stapels worden samengeperst en verwarmd om de hars volledig uit te harden en een plaatsuructuur te vormen versterkt met de vezelvellen of platen. De elektrische 15 eisen die worden gesteld aan de gedrukte schakelingen vereisen dat de afmetingen, in het bijzonder de dikte van de platen binnen bepaalde grenzen worden gehouden. Uit meerdere lagen opgebouwde platen met schakelingen, bestaande uit een aantal dunne laminaten die aan elkaar zijn gehecht of verbonden tot een enkele structuur, vereisen 20 in het bijzonder zeer nauwe toleranties tussen de lagen om gelijkmatige elektrische eigenschappen te verkrijgen of te behouden.

Met de conventionele werkwijzen waarbij wordt geperst worden laminaten verkregen die elliptisch van vorm zijn.

Typische toleranties die bij de conventionele werkwijzen worden be-25 reikt 'leiden tot variaties in de dikte van 10-20 %, Laminaten die aan nauwe toleranties voldoen zijn traditioneel altijd vervaardigd door toepassing van de verkwistende praktijk van het verwijderen van de middengedeelten van de laminaten en het wegwerpen van de resten.

Er is nu een werkwijze ontwikkeld voor de 8004085 2 vervaardiging van laminaten die aan nauwe toleranties voldoen, waarbij op een stapel van met hars in het B-stadium verzadigde vellen of platen tijdens het consolideren een drukgradiënt wordt uitgeoefend. Volgens de uitvinding wordt bijvoorbeeld bij een dikte van 5 0,0575-1 mm een maximale gemiddelde variatie tussen het midden en de randen bereikt van + 0,0038 mm voor dunne laminaten (0,125-0,375 mm) en van + 0,0213 mm voor dikkere laminaten (0,775-1,00 mm). De werkwijze berust op het gebruik van contour-kussens voor het teweegbrengen van de drukgradiënt.

1Q De uitvinding wordt hierna toegelicht aan de hand van de figuren waarvan fig. 1 een schematisch aanzicht weergeeft, gedeeltelijk in doorsnede van het opstapelen van vellen of platen tot open stapels en het plaatsen van die stapels in een pers voor het 15 consolideren onder uitoefenen van warmte en druk volgens de uitvinding.

Fig. 2 een bovenaanzicht weergeeft van een con-tour-kussen volgens de uitvinding.

Fig. 3 een zijaanzicht in doorsnede weergeeft 20 van een contour-kussen dat bestemd is voor gebruik aan het uiteinde van de stapel gezien volgens de lijn 3-3 van fig. 2 en fig. U een zijaanzicht in doorsnede weergeeft van een contour-kussen voor gebruik tussen twee stapels volgens de uitvinding. * 25 Volgens de uitvinding wordt voorzien in een werk wijze voor het vervaardigen van laminaten met nauwe toleranties, waarbij men een reeks van stapeltjes van met epoxyhars in het B-stadium verzadigde vezelvellen in horizontale stand tot open stapels opstapelt, waarbij elk tussenstapeltje van het volgende stapeltje 30 is gescheiden door een niet-comprimeerbaar vlak afstandsorgaan, de bovenzijde en onderzijde van elke stapel voorziet van niet-comprimeerbaar contour-kussen, waarvan de naar de stapel gekeerde zijde zo is uitgevoerd dat ze een horizontale drukgradiënt geeft die varieert van een hogere druk in het midden tot een lagere druk aan de 35 randen als de stapel wordt gecomprimeerd en daarna de open stapel 800 4 0 85 3 t comprimeert en verhit onder vorming van een enkel laminaat met nauwe toleranties uit elk stapeltje van met hars verzadigde vezel-vellen.

In fig. 1 wordt bijvoorbeeld een stelsel 2 weer-5 gegeven voor het persen van 10 laminaten. Dit stelsel omvat een bovenste en onderste persplaat k respectievelijk 6, een bovenste als afstandsorgaan dienend bovenste en onderste vel kraft papier 8 respectievelijk 10, een bovenste een onderste contour-kussen 12 respectievelijk ik, bovenste en onderste afstandsorganen gevormd uit 10 meerdere lagen van vezelig kraft papier 16 en 18, een contour-kussen 20 midden tussen stapels en tussengelegen afstandsorganen van meerdere lagen kraft papier 22 en 2k, Ook toont deze figuur 10 stapeltjes van met epoxyhars in het B-stadium verzadigde geweven glasvezel vellen 26 die van elkaar zijn gescheiden door niet-comprimeerbare 15 afstandsplaten 28 van roestvast staal.

Fig. 2 geeft de constructie van de contour-kussens 12, 1U en 20 meer in detail weer. De vervaardiging van een eind-standig contour-kussen 12 wordt nu nader beschreven waarbij ter illustratie ook enkele afmetingen worden genoemd. Deze afmetingen 20 zijn op zichzelf niet wezenlijk en houden ook geen enkele beperking in.

Voor de vervaardiging van een eindstandig contour-kussen 12 kunnen 5 vellen van 0,275 mm dik kraft papier worden gesneden tot stukken van de volgende afmetingen: vel 28 tot 95 x 25 187,5 cm, vel 30 tot 85 x 17k cm, vel 32 tot 77,5 x 150 cm, vel 3k tot 55,6 x 117,5 cm en vel 36 tot 31,25 x 8k,k cm. Elke laag papier wordt concentrisch op het voorgaande gelegd en elk vel wordt aan het eronder liggende vel vastgehecht door middel van een geschikt hecht-middel onder vorming van een eindstandig contour-kussen 12 of 1U 30 (zie fig. 3). De constructie van het tussen stapels toe te passen contour-kussen 20 is identiek aan de hiervoor beschreven werkwijze, behalve dat vier vellen van 0,275 mm dik kraft papier die tot geschikte afmetingen zijn gesneden door middel van een hechtmiddel op de andere zijde van een eindstandig contour-kussen worden aange-35 bracht (zie fig. k). Bij voorkeur worden de totale kussen 12, 1k en 300 4 0 85 s»

V

k 20 tegen beschadiging beschermd door ze in te kapselen in een omhulsel van metaalfoelie, bijvoorbeeld van "2 ounce” koperfoelie.

Uit de koperfoelie worden twee stukken van U2,5 x 100 cm gesneden en het ene stuk wordt aan de ene zijde van het kussen aangebracht 5 en het andere aan het andere zijde en met een geschikt hechtmiddel vastgeplakt. Het omhulsd. is in fig, 3 en h aangeduid met 38,

De uitvinding wordt nu geïllustreerd, zonder daardoor te worden beperkt, in de volgende voorbeelden.

Voorbeeld I

10 Er werden laminaten met nauwe toleranties ver vaardigd in een pers van het type zoals schematisch is aangegeven in fig. 1. De gebruikte voorpersstukken bestonden uit twee lagen van met silaan behandeld glasvezelweefsel type 1080 (Clark-Schwebel Fiber Glass Corporation) geïmpregneerd met gemiddeld 53 % hars 15 (gebromeerde epoxyhars gehard met dicyaandiamidebenzyldimethylamine) in het B-stadium en met een gemiddelde harsvloei van 12 % (gemeten bij 170° C, 2620 kPa). Het geheel werd bij 175° C gedurende 50 min. geperst onder een druk van 7000 kPa.

De dikte van de verkregen laminaten aan de buiten-20 zijde van de persopening vertoonde een'variatie tussen de dikte in het midden en de dikte aan de rand van maximaal 0,001 mm en de laminaatplaatjes in het midden van de persopening vertoonde een maximum variatie in dikte tussen het midden en de randen van + 0,002 mm. Onder conventionele omstandigheden worden daarentegen in een 25 produktiepers met 9 platen per persopening en een totaal van 1U openingen laminaten met een dikte van 0,125 mm verkregen met een gemiddelde variatie in dikte tussen de randen en het midden van + 0,003 mm voor platen aan de buitenzijde van de persopening en met een gemiddelde variatie van + 0,02 mm voor platen in het midden 30 van de persopening.

Voorbeeld II

De werkwijze van voorbeeld I werd herhaald, waarbij alleen voorpersstukken werden gebruikt verzadigd met een kwaliteitsharssysteem in het B-stadium bestaande uit een gebromeerde 35 epoxyhars (80 %) en een tetra-functionele epoxyhars (20 %) gehard 800 40 85 < Γ 5 met een dicyaandiamide systeem. Het als in voorbeeld I leidde het persen volgens de uitvinding met nauwe toleranties tot een zeer sterke vermindering van de variaties in dikte tussen het midden en de randen van de geperste platen. Terwijl bij een binnenin gelegen 5 laminaat in de lengterichting door het centrum heen, bij persen op de conventionele wijze dikten werden gevonden van 0,Ι2θ, 0,138, 0,138, 0,1^1, 0,13, 0,12 en 0,109 mm» werden bij persen met nauwe toleranties volgens de uitvinding dikten gevonden van 0,1275* 0,1275, 0,1275, 0,128, 0,128 en 0,128 mm.

10 Niet alleen worden, zoals uit het voorgaande blijkt, de variaties in dikte tussen het midden en de rand geëgaliseerd, maar uit de volgende cijfers blijkt ook dat de totale veranderingen in afmetingen van de laminaten die worden vervaardigd met de werkwijze met nauwe tolerantiegrenzen volgens de uitvinding 15 aanzienlijk worden verminderd. De gebruikelijke dimensionale stabiliteit van de laminaten die werden vervaardigd volgens voorbeeld I en II in de X- en Y-richting zijn vermeld in tabel A.

20 800 4 0 85 b 6 •d •Η d 3 • Η 43 >tj f- CM Ο VO Λ §τ- t- co irv νο co ο

14. I + I I C

G Ρ > ω W d fee d ρ, 1) ·η -ο σ\ t- t-mcc-p •ο ·β — t— cm irv ιλ j· d d d

•Η -Η II II I I Μ Μ H

xj e p p d d « d p A p< d Pi bO ·Η Ϊ3.

e H 43 η Ό

•H >Ö B « C O O -H

+3C c ο ovoddddind x! d 3 43- co m — .3· .3- -h c P G £ ora ρ i+ ll ii-poa)0"-jt£ • H p C ·Η Η ·Η ·Η ·Η p d CM ? £ ° +2 ^

Pi P 0 -P G .C

fw c d d d c ο 1H d —I !> d > 0) 0 X4J <0 irv t- uvoocSGP> d ^ — in — t— -3--3- -ρ ο Ρ ο o <u c -H 1+ II ll OÖOCtt) Ό o E d , d , o > • Η ί* I I ·Η d c +3 g 43 -ρ ή •n G $ -¾ S t £ £ o C P B *n Ό o

e > Ό 43 4) c H

d G C CM— W tA On -3- 4JKIC43 O 0) 4J0 cö co cm co vc movdmdTidp d o * P 11 II 1 1 e d r- ·*=> δ d P cd Λ O «rj G F* d 5* _ faC ·Η — d P P< ·* -3- C - xj ra ra o d CM m . ^ d μ o 1 u ri*d>Ö tl ί> O h p S-vi >0 o\ o t- m in p, 1 .p x: o o <43 ·Η ·Η CM J -3--3- νθ>- ϊ^·Η o d Η ε 1+ II 1 i t X « ,Χ Ό « c ra o 43 d K ·Η > .¾ Ρ<·Η 43 -d -3

fQËd P d Η M 60 CM

«£ d ·Η XJ Ρ (Ο Η H

FH H 43 e vc CO Ov O W d > P O G

O d — CO CM— — — MHAJd>d

Cd h ++ ++ I l P d P, d

Spi tl C tl h 60 C

> ra — P, o &c o

d Ρ ·Η O O *> O

43 p p O 43 Λ l> P m

•H o O C I d CM

o» Ό C— C\ CC CO t» 4> I t>-. p, — 43 ra Ό — CO — CM CO CM I > K O „ •H d «rt ++ 1+ I + C O P-i h <h ε x o ρ ρ, o

•Η 43 O O 43 <11 G

XI ρ p, ra «S c ai 3 d l ra 1 > d 43 ρ te . ρ ε

wd C d d d dbOd&CpP

Η ·η 43« 43« f>raiHCP-pdd <UO 43 tl£P bCPd •HG'rtp?

H43 x: paj cai pdc>|OAtdP

d o d> d> d?0*r3 0,n:'dd '»

Cd ·Η Η Ό H 'ti Η Ό ·Η ·<4 > «H *rs > Π 0& P +3 Η I rl 'ri d

•HP CdfcKd&XtH

rad c C i»d Μ X Μ h d cc d d ^C POP d co £3 d ra I > O d P d f* -3- o Ö 43 43 PO υ>ιδί>Μ^Μ •Hd dd Ό ddd CS > a B ccc c d o <, <;

' · β d d d '«v — — CM CM 60 W) tsO

i> C GS

G o 'd >d Ό "d ·η ·η ·η

d 6D 6C»rl 60 <—IHHHPPP

c c "C d O" ddddddd »d ·η .o <h G ·η ra dddd'd'd'd η P pdB PP .pxxjxiccc d dB d-Po dH ppppddd

d rd d d 43 x *d d OOOOPPP

xi c "v C-ΗΒ c>i ooooddd p dB dXid dd >>>>>>>

O P d p P

odd d >> > !> d 430¾ 800 4 0 85

A

7

In het geval van het harssysteem van hoge kwaliteit varen de variaties in dikte tussen het midden en de randen minder groot, maar er werd geen wezenlijke verandering in de totale dimensionale stabiliteit waargenomen.

5 De werkwijze volgens de uitvinding is gunstig doordat ze een zeer nauwe regeling van de uiteindelijke dikte van de laminaten geeft.

Het zal duidelijk zijn dat allerlei variaties en modificaties kunnen worden toegepast zonder buiten het kader 10 van de uitvinding te komen.

300 4085

Claims

1. Werkwijze voor het vervaardigen van laminaten met nauwe toleranties, met het kenmerk, dat men een aantal stapeltjes van met epoxyhars in het B-stadium verzadigde vezelvellen in hori-5 zontale lagen opstapelt tot een open stapel, waarbij elk stapeltje wordt gescheiden van het volgende stapeltje door een niet samendrukbaar vlak afstandsorgaan, dat men de bovenzijde en de onderzijde van elke stapel voorziet van een niet-samendrukbaar contour-kussen, waarvan de zijde die naar de stapel is gekeerd zo is uitgevoerd dat 10 ze een horizontale drukgradiënt geeft variërend van een hogere druk in het midden tot een lagere druk aan de randen als de stapel wordt gecomprimeerd en dat men daarna de open stapel comprimeert en verwarmt onder vorming van een enkelvoudig laminaat met nauwe toleranties uit elk stapeltje van met hars verzadigde vezelvellen.

2. Werkwijze volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat een aantal van dergelijke open stapels wordt toegepast en tussen de opeenvolgende stapels een tweezijdig contour-kussen wordt geplaatst waarbij elke naar een stapel gekeerde kant van het kussen zo is uitgevoerd dat ze een drukgradiënt geeft variëren! van een 20 hogere druk in het midden naar een lagere druk aan de randen.

3. Werkwijze volgens conclusie 1 of 2, met het kenmerk, dat de vezelvellen vellen zijn van geweven glasvezels. U, Werkwijze volgens ëén der voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat de niet-samendrhkbare vlakke afstands-25 organen best’aan uit metaalplaten.

5. Werkwijze volgens één der voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat elk contour-kussen is opgebouwd uit een stapel van concentrisch op elkaar gelegde vellen waarvan de lengte en breedte van elk vel van vel tot vel kleiner is dan die van het 30 voorafgaande vel, beschouwd in de naar de stapel gekeerde richting.

6. Werkwijze volgens één der voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat elk contour-kussen is opgebouwd zoals beschreven in de beschrijving en/of zoals weergegeven in fig. 2. f. Werkwijze volgens één der voorgaande conclu-35 sies, met het kenmerk, dat het contour-kussen is opgebouwd uit vellen 800 4 0 85 papier.

8. Werkwijze volgens conclusie 7, met het kenmerk, dat het contour-kussen is opgenomen in een beschermend element omvattende een omhulsel van metaalfoelie.

9. Werkwijze volgens één der voorgaande conclu sies , met het kenmerk, dat elk van de contour-kussens van de bovenzijde en onderzijde van elke stapel is gescheiden door een aantal vellen van vezelmateriaal.

10. Werkwijze volgens één der voorgaande conclu- 10 sies, met het kenmerk, dat het comprimeren en verwarmen van de open stapels plaatsvindt door middel van een platenpers waarvan de platen druk uitoefenen op het bovenste en onderste contour-kussen.

11. Werkwijzen, in hoofdzaak als beschreven in de beschrijving en/of zoals weergegeven in de figuren. 15 800 4 0 85