WO2008119803A1 - Verfahren zur herstellung eines basislaminats - Google Patents

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WO2008119803A1
WO2008119803A1 PCT/EP2008/053883 EP2008053883W WO2008119803A1 WO 2008119803 A1 WO2008119803 A1 WO 2008119803A1 EP 2008053883 W EP2008053883 W EP 2008053883W WO 2008119803 A1 WO2008119803 A1 WO 2008119803A1
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release
moldable
coated
pressing
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PCT/EP2008/053883
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Rene Lochtman
Jürgen Kaczun
Norbert Wagner
Jürgen PFISTER
Dieter Hentschel
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Basf Se
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    • H05K3/02—Apparatus or processes for manufacturing printed circuits in which the conductive material is applied to the surface of the insulating support and is thereafter removed from such areas of the surface which are not intended for current conducting or shielding
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    • H05K2203/15—Position of the PCB during processing
    • H05K2203/1536—Temporarily stacked PCBs

Definitions

  • the invention relates to a method for producing a base laminate from at least one moldable, electrically non-conductive material, in particular for use in electrical circuit boards.
  • Fiber-reinforced laminates so-called base laminates, are used for example as a carrier in the production of electrical circuit boards.
  • base laminates are used for example as a carrier in the production of electrical circuit boards.
  • printed conductor structures made of an electrically conductive material are applied to the base laminate. So that no current can flow over the base laminate, this is made of an electrically non-conductive material.
  • glass fabrics are impregnated with a formulation consisting predominantly of epoxy resins and only partially cured for the production of base laminates.
  • prepregs are alternately layered with release films (eg made of PTFE) to form a stack.
  • release films eg made of PTFE
  • These layered stacks are then placed between two ground steel sheets called press plates.
  • a large number of these new stacks, each comprising sheet metal, release film, prepreg, release film, sheet, are then pressed at a temperature in the range of 120 to 250 0 C under a pressure of 5 to 30 bar.
  • the glass-fiber-reinforced epoxy resin cures completely.
  • the individual base laminates produced are smoothed by the steel sheets.
  • the release film is removed between the individual base laminates produced in this way.
  • the process corresponds to the state of the art for the production of copper-clad and non-laminated base laminates of glass-fiber reinforced plastics and is described, for example, in VDEA / DI-SCHULUNGSBL ⁇ TTER FÜR DIE LITERPLATTENFERTIGUNG, 3711, sheet 2, pages 1 to 25.
  • the object of the invention is to provide a method for producing a base laminate, in which it is possible to dispense with the release film and thus lower production costs can be realized.
  • the object is achieved by a method for producing a base laminate from at least one moldable, electrically non-conductive material, which comprises the following steps:
  • release-coated sheets between which the base laminate material is applied are that they are generally not damaged upon removal of the base laminate after pressing, and thus are recyclable. It is also possible to produce the sheets with a defined surface quality and structure, so that according to the surface quality of the sheets and a predetermined surface quality and structure for the base laminate is achieved.
  • the sheets are all materials that are not damaged by the pressure applied during pressing and the temperature required for curing the material for the base laminate.
  • the sheets are made of a metal, e.g. industry-standard steel sheets, solid aluminum alloys, or solid copper alloys.
  • step (c) If the pressing of the material for the base laminate in step (c) takes place at a temperature which is elevated with respect to the ambient temperature, it is preferred if the material for the metal sheets has good thermal conductivity.
  • the heat transfer through the release-coated metal sheets into the interior of the stack is controlled via the heating curve of the laminating press according to the selected material type.
  • the heat transport in the stack interior is additionally damped by padding material outside the steel sheets.
  • padding material for example, several layers of paper are used. This achieves a uniform hardening of the material for the base laminate.
  • the pressing of the base laminate material in step (c) is performed at a temperature elevated from the ambient temperature.
  • the temperature is preferably in the range of 120 to 250 0 C.
  • the pressure with which the material contained between the release-coated sheets is pressed in step (c) is in the range of 0.1 to 100 bar, preferably in the range of 5 to 40 bar.
  • the duration at which curing to the base laminate takes place is generally in the range of 1 to 360 minutes, preferably 15 to 120 minutes, more preferably in the range of 30 to 90 minutes.
  • any reinforced or unreinforced polymer as it is commonly used for printed circuit boards.
  • Suitable polymers are, for example, bifunctional and polyfunctional epoxy resins, brominated epoxy resins, cycloaliphatic epoxy resins, bismaleimide-triazine resins, polyimides, phenolic resins, cyanate esters, melamine resins or amino resins, phenoxy resins, allylated polyphenylene ether (APPE), polysulfones, polyamides, Silicone and fluororesins and combinations thereof.
  • bifunctional and polyfunctional epoxy resins brominated epoxy resins, cycloaliphatic epoxy resins, bismaleimide-triazine resins, polyimides, phenolic resins, cyanate esters, melamine resins or amino resins, phenoxy resins, allylated polyphenylene ether (APPE), polysulfones, polyamides, Silicone and fluororesins and combinations thereof.
  • the material for the base laminate can furthermore be, for example, additives known to the person skilled in the art, such as crosslinkers and catalysts, for example tertiary amines, imidazoles, aliphatic and aromatic polyamines, polyamidoamines, anhydrides, BF 3 -MEA, phenolic resins or dicyandiamide, as well as flame retardants and fillers, for example Inorganic fillers such as phyllosilicates, aluminum oxides or glass.
  • additives known to the person skilled in the art such as crosslinkers and catalysts, for example tertiary amines, imidazoles, aliphatic and aromatic polyamines, polyamidoamines, anhydrides, BF 3 -MEA, phenolic resins or dicyandiamide, as well as flame retardants and fillers, for example Inorganic fillers such as phyllosilicates, aluminum oxides or glass.
  • crosslinkers and catalysts for example tertiary amine
  • reinforced base laminates are preferably used.
  • Suitable fillers for reinforcing are, for example, paper, glass fibers, glass nonwovens, glass fabrics, aramid fibers, aramid nonwovens, aramid fabric, PTFE fabric, PTFE film.
  • the material for the base laminate is glass fiber reinforced.
  • the base laminate produced may be rigid or flexible after pressing in step (c).
  • release-coated metal sheets and the moldable electrically non-conductive material are alternately stacked before pressing in step (c). It is important to ensure that the sides of the sheets, which come into contact with the moldable, electrically non-conductive material, are each release-coated.
  • the release agent coating achieves a surface from which, after at least partial curing, the base laminate can be easily removed without damaging it when it is being removed from the metal sheets.
  • a release agent are all materials that have a high adhesive force to the coated with the release agent surface and have a low adhesive force to each material. Depending on the choice of material for the base laminate, the skilled person will select a suitable release agent.
  • the release agent may be a suitable polymer, for example a polyvinyl alcohol, a silicone or fluoropolymer or a low molecular weight fat, wax or oil.
  • a suitable polymer for example a polyvinyl alcohol, a silicone or fluoropolymer or a low molecular weight fat, wax or oil.
  • release agents which have a low surface tension against air of ⁇ 25 mN / m, such as fluoropolymers, for example PTFE or polyvinylidene fluoride, or silicone polymers, for example polydimethylsiloxane polymers.
  • Particularly preferred as release agents are polytetrafluoroethylene (PTFE), polyvinyl fluoride (PVF), ethylene-tetrafluoroethylene (EFE) and modified cellulose triacetate (CTA).
  • PTFE polytetrafluoroethylene
  • PVF polyvinyl fluoride
  • EFE ethylene-tetrafluoroethylene
  • CTA
  • the release coating may be applied to the sheets by any method known to those skilled in the art.
  • the surface is first roughened.
  • Fluorine-containing release agents such as e.g. PTFE, for example, are applied permanently in the plasma process.
  • the release agent may also be applied to the surface by a release agent-containing solution. Evaporation removes the solvent from the solution.
  • the application of the release agent coating can be carried out by any application method known to the person skilled in the art.
  • the release coating is preferably applied to the metal sheet by the plasma process known, for example, from PTFE coating technology.
  • the plate is generally first degreased and cleaned with a suitable solvent.
  • suitable solvents are any solvents known to those skilled in the art which are inert to the material of the plate. Alternatively or additionally, the cleaning and degreasing can also be done by burning. This step is followed by a process for roughening the surface. Sandblasting is suitable for this purpose, for example. Subsequently, a primer is optionally applied.
  • the release agent is then applied from a wet medium at temperatures generally less than 100 0 C dried by evaporating the solvent and then sintered at a temperature which is generally in the range between 230 and 300 0 C, sintered.
  • the release agent layer is applied by means of arc welding.
  • release coating is not firmly bonded to the sheet, it is necessary to re-apply the coating before applying the base laminate material.
  • the moldable, electrically nonconductive materials from which the base laminate is made are preferably present as partially cured plastic sheets for application to the metal coated with the release agent.
  • the partially cured plastic plates are reinforced.
  • the plastic plates are preferably solid and touch dry and therefore easy to handle.
  • the application of the material for the base laminate to the release-coated sheet is carried out manually or by automated methods known to those skilled in the art.
  • the moldable, electrically nonconductive material from which the base laminate is made to be applied to the release-coated sheet as a viscous liquid or pasty or in the form of resin-impregnated fibers or mats.
  • the application of the material for the base laminate to the release-coated metal sheet is carried out using any application method known to the person skilled in the art. Suitable application methods are, for example, dripping, brushing, knife coating or printing. For fibers or mats, the application is preferably carried out by hanging up.
  • the material for the base laminate is in pasty form, it is preferred if the material is applied to the release-coated sheet, for example, by brushing or knife coating.
  • the moldable, electrically non-conductive material After the moldable, electrically non-conductive material has been applied, it is covered with a second release-coated metal sheet in such a way that the release-coated side comes into contact with the material. Subsequently, if necessary, several layers of release-coated metal sheets and the mouldable, electrically non-conductive material are alternately stacked on top of each other. Usually, in each case between two layers of the moldable, electrically non-conductive material, at least one individual metal sheet is provided, which is release-coated on both surfaces. To produce the base laminate, the stack of release-coated metal sheets and the moldable, electrically non-conductive material is finally pressed in step (c). For this purpose, the stack is retracted, for example, into the opening of a hydraulic press between the heating and printing plates and further treated according to the processes known to those skilled in the art for the conventional production of base materials.
  • the pressing is usually carried out at a pressure of 0.1 to 100 bar, preferably at a pressure in the range of 5 to 40 bar.
  • the pressing is preferably carried out at elevated temperature.
  • the selected temperature depends on the material used.
  • the temperature is preferably from 100 to 300 ° C., more preferably from 120 to 230 ° C.
  • Standard FR4 epoxy resin systems for example, are pressed at from 175 to 180 ° C., higher crosslinked systems require up to 225 ° C.
  • the press pressure is used for such resins preferably selected between 15 bar and 30 bar.
  • the moldable, electrically non-conductive material is preferably at least partially cured.
  • a base laminate has arisen after pressing, which can be further processed.
  • the thickness of the base laminate is adjusted by the amount of the moldable, electrically non-conductive material, its resin content and the pressing pressure.
  • the surface quality of the base laminate produced in this way generally corresponds to the surface quality of the release-coated metal sheets.
  • the base laminate After pressing and curing the moldable, electrically non-conductive material to the base laminate, it is possible to further process the base laminate. For example, it is possible to make the base laminate.
  • the individual layers can be cut into plates of predetermined size.
  • an electrically conductive structure is applied to the base material produced according to the invention.
  • the application of the electrically conductive structure is carried out by methods known in the art.
  • the base laminate with an electrically conductive coating and then to remove the unneeded areas again by laser ablation.
  • the electrically conductive material directly in the structure of the electrically conductive surface.
  • This structure is preferably applied to the support by means of a dispersion containing the electrically conductive materials by any printing method. printed.
  • the printing method by which the structure of the electroconductive surface is printed is, for example, a roll or a sheet printing method such as screen printing, gravure printing, flexographic printing, letterpress printing, pad printing, ink jet printing, the Lasersonic® method as described in DE10051850 or offset printing.
  • Such coating methods are, for example, casting, brushing, knife coating, brushing, spraying, dipping, rolling, powdering, fluidized bed or the like.
  • the electrically conductive full-area or structured layer can be applied, for example, by applying a dispersion of a binder which contains, for example, pulverulent, electrically conductive material.
  • the pulverulent electrically conductive material is, for example, a metal such as copper, for example in the form of copper platelets or copper nanoparticles, aluminum, zinc, silver, for example in the form of silver nanoparticles, gold, iron, for example in the form of carbonyl iron powder, gas or water atomized iron powder or reduced iron powder, nickel, for example in the form of carbonyl nickel powder, or carbon, for example in the form of carbon black, graphite or carbon nanotubes or mixtures of the above-mentioned electrically conductive materials.
  • the electrically conductive particles preferably have an average particle diameter of from 0.001 to 100 ⁇ m, preferably from 0.005 to 50 ⁇ m and particularly preferably from 0.01 to 10 ⁇ m.
  • the average particle diameter can be determined for example by means of laser diffraction measurement on a device Microtrac X100.
  • the electrically conductive particles may have the same and / or different geometries.
  • the surface of the electrically conductive particles may at least partially be provided with a coating. Suitable coatings may be inorganic, for example SiO 2 , phosphates, or organic in nature. Of course, the electrically conductive particle may also be coated with a metal or metal oxide. Also, the metal may be in partially oxidized form.
  • electroless and / or galvanic After the application of the layer, it is possible to strengthen them, for example, electroless and / or galvanic. This is done, for example, by depositing copper on the electrically conductive base layer. Methods for electroless and / or galvanic reinforcement of electrically conductive layers on the base material are known to the person skilled in the art.
  • contact lines are provided on the electrically conductive layer, with which the electrically conductive layer is electrically contacted, in order to enable galvanic deposition, these are provided, for example, after completion of the galvanic deposition. vanish coating cut by a laser. Methods for producing printed conductors on the base material are known to the person skilled in the art.
  • the sole FIGURE shows an example of a stack of moldable material and release-coated metal sheets between two hydraulic punches.
  • a stack 5 is accommodated between a first punch 1 and a second punch 3 of a press, for example a hydraulic press, in which alternating release-coated sheets 7 and moldable, electrically non-conductive material 9 are layered.
  • the moldable, electrically non-conductive material 9 is, for example, as mentioned above, a reinforced or unreinforced plastic, for example a glass fiber reinforced epoxy resin.
  • the conclusion of the stack 5 forms an upper release-coated sheet 1 1, which faces the first punch 1, and a lower release-coated sheet 13, which faces the second punch 3.
  • a first hold-down 15 and between the lower release-coated sheet 13 and the second punch 3 a second hold-down 17 is placed.
  • the sheet is preferably made of a metal.
  • the release-coated sheet 7 is good thermal conductivity, so that the moldable, electrically non-conductive material 9 also heat can be supplied to achieve a uniform at least partial curing.
  • the surfaces of the upper release-coated metal sheet 1 1 or of the first release-coated metal sheet 17 are preferably also those facing the first hold-down 15 or second hold-down 17 lower release-coated metal sheet 13 is provided with a release agent layer 23.
  • the pressing force 19, 21, which is exerted on the first punch 1 and the second punch 3, repealed.
  • the stack of release coated sheets 7 and the base laminates produced is removed.
  • the base laminates are removed between the release-coated metal sheets 7. Due to the release agent layer 23, the base laminates do not adhere to the release-coated sheets 7, so that they can be removed without damage.
  • the release-coated metal sheets 7 are reused to produce new base laminates.
  • the sheets may be directly reinserted by applying moldable, electrically nonconductive material 9 to the release agent layer 23 and from a release liner Another release-coated sheet 7 is covered and so a new stack 5 is made. If the release agent layer 23 is not firmly bonded to the release-coated sheet 7, it is necessary to first apply a new release agent layer 23 to produce release-coated sheets 7. The moldable, electrically nonconductive material 9 is then applied to this release agent layer 23 in order to produce the stack 5.
  • the application of the release agent coating 23 can be carried out by any application method known to the person skilled in the art.
  • the base laminate material 9 is a reinforced plastic
  • the moldable electrically non-conductive material in the form of resin-impregnated fibers or mats to be placed on the release-coated sheet.
  • the application of the resin-impregnated fibers or mats takes place in a manner known to those skilled in the art. LIST OF REFERENCE NUMBERS

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Basislaminats aus einem formbaren, elektrisch nicht leitfähigen Material (9), bei welchem zunächst das Material (9) für das Basislaminat auf ein trennmittelbeschichtetes Blech (7) aufgebracht wird, in einem zweiten Schritt das Material (9) mit einem zweiten trennmittelbeschichteten Blech (7) abgedeckt wird und das zwischen den trennmittelbeschichteten Blechen (7) enthaltene Material (9) abschließend gepresst wird.

Description

Verfahren zur Herstellung eines Basislaminats
Beschreibung
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Basislaminats aus zumindest einem formbaren, elektrisch nicht leitfähigen Material, insbesondere für die Verwendung in elektrischen Leiterplatten.
Faserverstärkte Laminate, so genannte Basislaminate, werden zum Beispiel als Träger bei der Herstellung von elektrischen Leiterplatten verwendet. Hierbei werden Leiter- bahnstrukturen aus einem elektrisch leitfähigen Material auf das Basislaminat aufgebracht. Damit über das Basislaminat kein Strom fließen kann, ist dieses aus einem elektrisch nicht leitfähigen Material hergestellt.
Derzeit werden zur Herstellung von Basislaminaten zum Beispiel Glasgewebe mit einer vorwiegend aus Epoxidharzen bestehenden Formulierung getränkt und nur teilweise ausgehärtet. Diese so genannten Prepregs werden abwechselnd mit Trennfolien (z.B. aus PTFE) zu einem Stapel geschichtet. Diese geschichteten Stapel werden dann zwischen zwei geschliffene Stahlbleche, so genannte Pressbleche, gelegt. Eine Vielzahl dieser neuen Stapel, jeweils umfassend Blech, Trennfolie, Prepreg, Trennfolie, Blech, werden anschließend bei einer Temperatur im Bereich von 120 bis 250 0C unter einem Druck von 5 bis 30 bar gepresst. Hierbei härtet das glasfaserverstärkte Epoxidharz vollständig aus. Gleichzeitig werden die einzelnen dabei entstehenden Basislaminate durch die Stahlbleche geglättet. Nach dem Pressen wird die Trennfolie zwischen den einzelnen, derart hergestellten Basislaminaten entfernt. Das Verfahren entspricht dem heutigem Stand der Technik für die Herstellung von Kupfer-kaschierten und unka- schierten Basislaminaten aus glasfaserverstärkten Kunststoffen und ist zum Beispiel in VDEA/DI-SCHULUNGSBLÄTTER FÜR DIE LEITERPLATTENFERTIGUNG, 3711 , Blatt 2, Seiten 1 bis 25 beschrieben.
Nachteil dieses aus dem Stand der Technik bekannten Verfahrens ist es, dass die Trennfolie beim Entfernen von den verpressten und geglätteten Basislaminaten zerstört wird und somit im Allgemeinen nicht wiederverwendbar ist. Dies führt zu einem hohen Verbrauch an Trennfolie zur Herstellung der Basislaminate und damit zu hohen Kosten.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren zur Herstellung eines Basislaminats bereitzustellen, bei welchem auf die Trennfolie verzichtet werden kann und somit niedrigere Herstellungskosten realisierbar sind. Gelöst wird die Aufgabe durch ein Verfahren zur Herstellung eines Basislaminats aus zumindest einem formbaren, elektrisch nicht leitfähigen Material, welches folgende Schritte umfasst:
(a) Aufbringen des Materials für das Basislaminat auf ein trennmittelbeschichtetes Blech,
(b) Abdecken des Materials mit einem zweiten trennmittelbeschichteten Blech,
(c) Pressen und zumindest teilweise Aushärten des zwischen den trennmittelbeschichteten Blechen enthaltenen Materials.
Vorteil der Verwendung von trennmittelbeschichteten Blechen, zwischen die das Material für das Basislaminat aufgebracht wird, ist, dass diese beim Entfernen des Basisla- minats nach dem Pressen im Allgemeinen nicht beschädigt werden und somit wiederverwertbar sind. Auch ist es möglich, die Bleche mit einer definierten Oberflächenqualität und -struktur herzustellen, so dass entsprechend der Oberflächengüte der Bleche auch eine vorgegebene Oberflächenqualität und -struktur für das Basislaminat erzielt wird.
Als Material für die Bleche eignen sich alle Werkstoffe, die durch den beim Pressen aufgebrachten Druck und die für das Aushärten des Materials für das Basislaminat erforderliche Temperatur nicht beschädigt werden. Bevorzugt sind die Bleche aus einem Metall, wie z.B. branchenübliche Stahlbleche, feste Aluminiumlegierungen, oder feste Kupferlegierungen.
Wenn das Pressen des Materials für das Basislaminat in Schritt (c) bei einer gegenüber der Umgebungstemperatur erhöhten Temperatur erfolgt, ist es bevorzugt, wenn das Material für die Bleche gut wärmeleitend ist. Der Wärmetransport durch die trenn- mittelbeschichteten Bleche in das Innere des Stapels wird über die Aufheizkurve der Laminierpresse entsprechend dem ausgewählten Materialtyp geregelt. Bei hydraulischen, stationären Pressen wird der Wärmetransport in das Stapelinnere zusätzlich durch Polstermaterial außerhalb der Stahlbleche gedämpft. Als Polstermaterial werden zum Beispiel mehrere Lagen Papier eingesetzt. Hierdurch wird ein gleichmäßiges Aus- härten des Materials für das Basislaminat erzielt.
Im Allgemeinen wird das Pressen des Materials für das Basislaminat in Schritt (c) bei einer gegenüber der Umgebungstemperatur erhöhten Temperatur durchgeführt. Die Temperatur liegt dabei vorzugsweise im Bereich von 120 bis 250 0C. Der Druck, mit dem das zwischen den trennmittelbeschichteten Blechen enthaltene Material in Schritt (c) gepresst wird, liegt im Bereich von 0,1 bis 100 bar, vorzugsweise im Bereich von 5 bis 40 bar.
Die Dauer, bei der die Aushärtung zum Basislaminat erfolgt, liegt im Allgemeinen im Bereich von 1 bis 360 Minuten, bevorzugt 15 bis 120 Minuten, besonders bevorzugt im Bereich von 30 bis 90 Minuten.
Als Material für das Basislaminat eignet sich zum Beispiel jedes verstärkte oder unver- stärkte Polymer, wie es üblicherweise für Leiterplatten eingesetzt wird. Geeignete Polymere sind z.B. bi- und polyfunktionelle Epoxidharze, bromierte Epoxidharze, cycloa- liphatische Epoxidharze, Bismaleimid-Triazin-Harze, Polyimide, Phenolharze, Cyanat- ester, Melaminharze beziehungsweise Aminoharze, Phenoxyharze, allylierte Polyphe- nylenether (APPE), Polysulfone, Polyamide, Silikon- und Fluorharze und Kombinatio- nen davon. Das Material für das Basislaminat kann weiterhin zum Beispiel für den Fachmann bekannte Additive wie Vernetzer und Katalysatoren, z.B. tertiäre Amine, Imidazole, aliphatische und aromatische Polyamine, Polyamidoamine, Anhydride, BF3- MEA, Phenolharze oder Dicyandiamid, sowie Flammschutzmittel und Füllstoffe, zum Beispiel Füllstoffe anorganischer Art wie Schichtsilikate, Aluminiumoxide oder Glas enthalten.
Geeignet sind weiterhin auch andere in der Leiterplattenindustrie übliche Polymere.
Bei der Herstellung von elektrischen Leiterplatten werden vorzugsweise verstärkte Ba- sislaminate eingesetzt. Als Füllstoffe zur Verstärkung eignen sich zum Beispiel Papier, Glasfasern, Glasvliese, Glasgewebe, Aramidfasern, Aramidvliese, Aramidgewebe, PTFE-Gewebe, PTFE-Folie. Bevorzugt ist das Material für das Basislaminat glasfaserverstärkt.
Abhängig von der Dicke des erzeugten Basislaminats kann dieses nach dem Pressen in Schritt (c) starr oder flexibel sein.
Um gleichzeitig mehrere Basislaminate herstellen zu können, werden in einer bevorzugten Ausführungsform abwechselnd mehrere Lagen aus trennmittelbeschichteten Blechen und dem formbaren, elektrisch nicht leitfähigen Material vor dem Pressen in Schritt (c) übereinander gestapelt. Hierbei ist darauf zu achten, dass jeweils die Seiten der Bleche, die mit dem formbaren, elektrisch nicht leitfähigen Material in Kontakt kommen, trennmittelbeschichtet sind. Durch die Trennmittelbeschichtung wird eine Oberfläche erzielt, von der sich nach dem zumindest teilweisen Aushärten das Basis- laminat gut entfernen lässt, ohne dass dieses beim Abnehmen von den Blechen beschädigt wird. AIs Trennmittel eignen sich alle Materialien, die eine hohe Haftkraft zu der mit dem Trennmittel beschichteten Oberfläche haben und eine geringe Haftkraft zum jeweiligen Material aufweisen. Je nach Auswahl des Materials für das Basislaminat wird der Fachmann ein geeignetes Trennmittel auswählen. Das Trennmittel kann dabei ein geeigne- tes Polymer, z.B. ein Polyvinylalkohol, ein Silikon- oder Fluorpolymer oder ein niedermolekulares Fett, Wachs oder Öl sein. Bevorzugt werden Trennmittel, die eine niedrige Oberflächenspannung gegen Luft von < 25mN/m aufweisen, wie Fluorpolymere, z.B. PTFE oder Polyvinylidenfluorid, oder Silikonpolymere, z.B. Polydimethylsiloxanpolyme- re, eingesetzt. Besonders bevorzugt als Trennmittel sind Polytetrafluorethylen (PTFE), Polyvinylfluorid (PVF), Ethylen-Tetrafluorethylen (EFE) und modifiziertes Cellulose- Triacetat (CTA). Je nach Pressentemperatur können aber auch natürliche Wachse oder synthetische und teilsynthetische Wachse wie Polyolefinwachse oder Polyamidwachse geeignet sein. Auch Kombinationen verschiedener Trennmittel sind möglich.
Die Trennmittelbeschichtung kann durch jedes beliebige, dem Fachmann bekannte Verfahren auf die Bleche aufgebracht werden. So ist es zum Beispiel möglich, die Bleche mit einer dauerhaften Trennmittelbeschichtung zu versehen. Hierzu wird im Allgemeinen zunächst die Oberfläche aufgeraut. Fluorhaltige Trennmittel, wie z.B. PTFE, werden zum Beispiel im Plasmaverfahren dauerhaft appliziert. Das Trennmittel kann auch durch eine trennmittelhaltige Lösung auf die Oberfläche aufgetragen werden. Durch Verdampfen wird das Lösungsmittel aus der Lösung entfernt.
Alternativ ist es auch möglich, eine Trennmittelbeschichtung aufzutragen, die nicht dauerhaft mit dem Blech verbunden ist.
Das Auftragen der Trennmittelbeschichtung kann durch jedes beliebige, dem Fachmann bekannte Auftragverfahren erfolgen. So ist es zum Beispiel auch möglich, die Trennmittelbeschichtung durch Rakeln, Walzenbeschichtung, Druckverfahren, Sprühen, Streichen, Bepinseln oder ähnliches aufzubringen. Bevorzugt wird die Trennmit- telbeschichtung jedoch durch das zum Beispiel aus der PTFE-Beschichtungtechnik bekannte Plasmaverfahren auf das Blech aufgebracht.
Zum Auftragen der Trennmittelbeschichtung wird die Platte im Allgemeinen zunächst mit einem geeigneten Lösungsmittel entfettet und gereinigt. Als Lösungsmittel eignet sich jedes, dem Fachmann bekannte Lösungsmittel, welches gegenüber dem Material der Platte inert ist. Alternativ oder zusätzlich kann das Reinigen und Entfetten auch durch ein Abbrennen erfolgen. An diesen Schritt schließt sich ein Verfahren zum Auf- rauen der Oberfläche an. Hierzu eignet sich zum Beispiel Sandstrahlen. Daran anschließend wird gegebenenfalls ein Primer aufgebracht. Das Trennmittel wird dann aus einem nassen Medium aufgetragen, bei Temperaturen von im Allgemeinen weniger als 100 0C getrocknet, indem das Lösungsmittel verdampft und anschließend bei einer Temperatur, die im Allgemeinen im Bereich zwischen 230 und 300 0C liegt, gesintert.
Alternativ wird bei so genannten Plasmaverfahren, die zum Beispiel für die Beschich- tung mit PTFE eingesetzt werden und dem Fachmann bekannt sind, die Trennmittelschicht mittels Lichtbogenschweißen aufgebracht.
Wenn die Trennmittelbeschichtung nicht fest mit dem Blech verbunden ist, ist es notwendig, die Beschichtung jeweils erneut aufzutragen, bevor das Material für das Basis- laminat aufgebracht wird.
Die formbaren, elektrisch nicht leitfähigen Materialien, aus welchen das Basislaminat hergestellt wird, liegen zum Aufbringen auf das mit dem Trennmittel beschichtete Blech vorzugsweise als teilausgehärtete Kunststoffplatten vor. Bevorzugt sind die teilausge- härteten Kunststoffplatten verstärkt. Weiterhin sind die Kunststoff platten vorzugsweise fest und berührungstrocken und damit gut handhabbar. Das Aufbringen des Materials für das Basislaminat auf das mit Trennmittel beschichtete Blech erfolgt manuell oder durch dem Fachmann bekannte automatisierte Verfahren.
Alternativ ist es auch möglich, dass das formbare, elektrisch nicht leitfähige Material, aus welchem das Basislaminat hergestellt wird, zum Aufbringen auf das trennmittelbe- schichtete Blech als viskose Flüssigkeit oder pastös beziehungsweise in Form von harzgetränkten Fasern oder Matten vorliegt. Das Aufbringen des Materials für das Basislaminat auf das trennmittelbeschichtete Blech erfolgt mit einem beliebigen, dem Fachmann bekannten Auftragverfahren. Geeignete Auftragverfahren sind zum Beispiel Auftropfen, Aufstreichen, Rakeln oder Aufdrucken. Bei Fasern oder Matten erfolgt das Auftragen vorzugsweise durch Auflegen.
Wenn das Material für das Basislaminat in pastöser Form vorliegt, ist es bevorzugt, wenn das Material zum Beispiel durch Aufstreichen oder Rakeln auf das trennmittelbeschichtete Blech aufgebracht wird.
Nach dem Auftragen des formbaren, elektrisch nicht leitfähigen Materials wird dieses mit einem zweiten trennmittelbeschichteten Blech derart abgedeckt, dass die trennmit- telbeschichtete Seite mit dem Material in Kontakt kommt. Anschließend werden gegebenenfalls abwechselnd mehrere Lagen aus trennmittelbeschichteten Blechen und dem formbaren, elektrisch nicht leitfähigen Material übereinander gestapelt. Üblicherweise befindet sich hierbei jeweils zwischen zwei Lagen aus dem formbaren, elektrisch nicht leitfähigen Material zumindest ein einzelnes Blech, welches an beiden Oberflä- chen trennmittelbeschichtet ist. Zur Herstellung des Basislaminates wird abschließend in Schritt (c) der Stapel aus trennmittelbeschichteten Blechen und dem formbaren, elektrisch nicht leitfähigen Material gepresst. Hierzu wird der Stapel zum Beispiel in die Öffnung einer hydraulischen Presse zwischen die Heiz- und Druckplatten eingefahren und nach den dem Fach- mann bekannten Prozessabläufen für die konventionelle Fertigung von Basismateria- len weiter behandelt.
Das Pressen erfolgt üblicherweise bei einem Druck von 0,1 bis 100 bar, vorzugsweise bei einem Druck im Bereich von 5 bis 40 bar. Bei Einsatz von formbaren, elektrisch nicht leitfähigen Materialien, welche bei einer erhöhten Temperatur aushärten, wird das Pressen vorzugsweise bei erhöhter Temperatur durchgeführt. Die gewählte Temperatur ist vom eingesetzten Material abhängig. Vorzugsweise beträgt die Temperatur 100 bis 300 0C, besonders bevorzugt 120 bis 230 0C. So werden Standard-FR4 Epoxidharzsysteme zum Beispiel bei 175 bis 180 0C verpresst, höher vernetzte Systeme be- nötigen bis zu 225 0C. Der Pressendruck wird für solche Harze vorzugsweise zwischen 15 bar und 30 bar gewählt.
Während des Pressens wird das formbare, elektrisch nicht leitfähige Material vorzugsweise zumindest teilweise ausgehärtet. Hierdurch ist nach dem Pressen ein Basislami- nat entstanden, welches weiterverarbeitet werden kann.
Die Dicke des Basislaminates wird durch die Menge des formbaren, elektrisch nicht leitfähigen Materials, dessen Harzgehalt und den Pressdruck eingestellt. Die Oberflächenqualität des derart hergestellten Basislaminates entspricht im Allgemeinen der Oberflächengüte der trennmittelbeschichteten Bleche.
Nach dem Pressen und Aushärten des formbaren, elektrisch nicht leitfähigen Materials zu dem Basislaminat ist es möglich, das Basislaminat weiterzubearbeiten. So ist es zum Beispiel möglich, das Basislaminat zu konfektionieren. Hierzu können die einzel- nen Schichten in Platten vorgegebener Größe geschnitten werden.
Zur Herstellung von Leiterplatten wird auf das erfindungsgemäß hergestellte Basismaterial eine elektrisch leitfähige Struktur aufgebracht. Das Aufbringen der elektrisch leitfähigen Struktur erfolgt dabei durch dem Fachmann bekannte Verfahren.
So ist es zum Beispiel möglich, das Basislaminat zunächst mit einer elektrisch leitfähigen Beschichtung vollständig zu beschichten und anschließend durch Laserablation die unbenötigten Bereiche wieder zu entfernen. Alternativ ist es auch möglich, das elektrisch leitfähige Material direkt in der Struktur der elektrisch leitfähigen Oberfläche aufzutragen. Vorzugsweise wird diese Struktur mit einer Dispersion, die die elektrisch leitfähigen Materialien enthält, durch ein beliebiges Druckverfahren auf den Träger auf- gedruckt. Das Druckverfahren, mit dem die Struktur der elektrisch leitfähigen Oberfläche aufgedruckt wird, ist zum Beispiel ein Rollen- oder ein Bogendruckverfahren, wie zum Beispiel Siebdruck, Tiefdruck, Flexodruck, Buchdruck, Tampondruck, Tinten- strahldruck, das Lasersonic-Verfahren® wie in DE10051850 beschrieben oder Offset- Druck. Es ist jedoch auch jedes weitere, dem Fachmann bekannte Druckverfahren einsetzbar. Auch ist es möglich, die Oberfläche durch ein anderes übliches und allgemein bekanntes Beschichtungsverfahren aufzutragen. Derartige Beschichtungsverfah- ren sind zum Beispiel Gießen, Streichen, Rakeln, Bepinseln, Sprühen, Tauchen, Walzen, Bepudern, Wirbelschicht oder ähnliches.
Die elektrisch leitfähige vollflächige oder strukturierte Schicht kann zum Beispiel durch Auftragen einer Dispersion aus einem Bindemittel, welche zum Beispiel pulverförmi- ges, elektrisch leitfähiges Material enthält, aufgetragen werden. Das pulverförmige e- lektrisch leitfähige Material ist zum Beispiel ein Metall wie Kupfer, zum Beispiel in Form von Kupferplättchen oder Kupfernanopartikeln, Aluminium, Zink, Silber, zum Beispiel in Form von Silbernanopartikeln, Gold, Eisen, zum Beispiel in Form von Carbonyleisen- pulver, gas- oder wasserverdüste Eisenpulver beziehungsweise reduzierte Eisenpulver, Nickel, zum Beispiel in Form von Carbonylnickelpulver, oder Kohlenstoff, zum Beispiel in Form von Ruß, Graphit oder Kohlenstoffnanoröhrchen beziehungsweise Mi- schungen aus den oben genannten elektrisch leitfähigen Materialien. Vorzugsweise besitzen die elektrisch leitfähigen Partikel einen mittleren Teilchendurchmesser von 0,001 bis 100 μm, bevorzugt von 0,005 bis 50 μm und insbesondere bevorzugt von 0,01 bis 10 μm. Der mittlere Teilchendurchmesser kann zum Beispiel mittels Laserbeugungsmessung an einem Gerät Microtrac X100 ermittelt werden. Die elektrisch leitfähigen Partikel können gleiche und/oder unterschiedliche Geometrien besitzen. Die Oberfläche der elektrisch leitfähigen Partikel kann zumindest teilweise mit einer Be- schichtung ("Coating") versehen sein. Geeignete Coatings können anorganischer, zum Beispiel Siθ2, Phosphate, oder organischer Natur sein. Selbstverständlich kann das elektrisch leitfähige Partikel auch mit einem Metall oder Metalloxid beschichtet sein. Ebenfalls kann das Metall in teilweise oxidierter Form vorliegen.
Nach dem Auftragen der Schicht ist es möglich, diese zum Beispiel stromlos und/oder galvanisch zu verstärken. Dies erfolgt zum Beispiel durch Abscheidung von Kupfer auf der elektrisch leitfähigen Basisschicht. Verfahren zur stromlosen und/oder galvani- sehen Verstärkung von elektrisch leitfähigen Schichten auf dem Basismaterial sind dem Fachmann bekannt.
Wenn an der elektrisch leitfähigen Schicht Kontaktierlinien vorgesehen sind, mit welchen die elektrisch leitfähige Schicht elektrisch kontaktiert wird, um eine galvanische Abscheidung zu ermöglichen, so werden diese zum Beispiel nach Abschluss der gal- vanischen Beschichtung durch einen Laser durchtrennt. Verfahren zur Herstellung von Leiterbahnen auf dem Basismaterial sind dem Fachmann bekannt.
Im Folgenden wird die Erfindung anhand einer Zeichnung näher beschrieben.
Die einzige Figur zeigt exemplarisch einen Stapel aus formbarem Material und trenn- mittelbeschichteten Blechen zwischen zwei Hydraulikstempeln.
In der einzigen Figur ist das Herstellungsverfahren von Basislaminaten schematisch dargestellt.
Zur Herstellung von Basislaminaten ist zwischen einem ersten Stempel 1 und einem zweiten Stempel 3 einer Presse, zum Beispiel einer hydraulischen Presse, ein Stapel 5 aufgenommen, bei dem jeweils abwechselnd trennmittelbeschichtete Bleche 7 und formbares, elektrisch nicht leitfähiges Material 9 geschichtet sind. Das formbare, elektrisch nicht leitfähige Material 9 ist zum Beispiel, wie oben erwähnt, ein verstärkter oder unverstärkter Kunststoff, zum Beispiel ein glasfaserverstärktes Epoxidharz. Den Ab- schluss des Stapels 5 bildet ein oberes trennmittelbeschichtetes Blech 1 1 , welches dem ersten Stempel 1 zugewandt ist, und ein unteres trennmittelbeschichtetes Blech 13, welches dem zweiten Stempel 3 zugewandt ist. Zwischen dem oberen trennmittel- beschichteten Blech 1 1 und dem ersten Stempel 1 ist ein erster Niederhalter 15 und zwischen dem unteren trennmittelbeschichteten Blech 13 und dem zweiten Stempel 3 ein zweiter Niederhalter 17 platziert.
Zur Herstellung von Basislaminaten aus dem formbaren, elektrisch nicht leitfähigen Material 9 wird auf den ersten Stempel 1 und den zweiten Stempel 3 eine Druckkraft ausgeübt. Hierdurch wird der Stapel 5 gepresst. Das Ausüben der Druckkraft ist mit den Pfeilen 19 und 21 symbolisch dargestellt. Durch das Ausüben der Druckkraft 19, 21 wird das formbare, elektrisch nicht leitfähige Material 9, welches zwischen den trennmittelbeschichteten Blechen 7 enthalten ist, verpresst. Gleichzeitig wird das formbare, elektrisch nicht leitfähige Material 9 zu Basislaminaten zumindest teilweise ausgehärtet. Damit nach dem Aushärten die trennmittelbeschichteten Bleche 7 leicht wieder entfernt werden können, sind jeweils die dem formbaren, elektrisch nicht leitfähigen Material 9 zugewandten Oberflächen der trennmittelbeschichteten Bleche 7 mit einer Trennmittelschicht 23 versehen.
Das Blech ist vorzugsweise aus einem Metall gefertigt. Hierdurch ist das trennmittelbeschichtete Blech 7 gut wärmeleitfähig, so dass dem formbaren, elektrisch nicht leitfähigen Material 9 auch Wärme zugeführt werden kann, um ein gleichmäßiges zumindest teilweises Aushärten zu erzielen. Vorzugsweise erfolgt das Verpressen des formbaren, elektrisch nicht leitfähigen Materials 9 bei gegenüber der Umgebungstemperatur erhöhter Temperatur.
Um das obere trennmittelbeschichtete Blech 1 1 vom ersten Niederhalter 15 und das untere trennmittelbeschichtete Blech 13 vom zweiten Niederhalter 17 leichter entfernen zu können, sind vorzugsweise auch die dem ersten Niederhalter 15 beziehungsweise zweiten Niederhalter 17 zugewandten Oberflächen des oberen trennmittelbeschichte- ten Bleches 1 1 beziehungsweise des unteren trennmittelbeschichteten Bleches 13 mit einer Trennmittelschicht 23 versehen.
Nach dem zumindest teilweisen Aushärten des formbaren, elektrisch nicht leitfähigen Materials 9 zum Basislaminat wird die Druckkraft 19, 21 , die auf den ersten Stempel 1 und den zweiten Stempel 3 ausgeübt wird, aufgehoben. Der Stapel aus trennmittelbeschichteten Blechen 7 und den erzeugten Basislaminaten wird herausgenommen. An- schließend werden die Basislaminate zwischen den trennmittelbeschichteten Blechen 7 entnommen. Aufgrund der Trennmittelschicht 23 haften die Basislaminate nicht an den trennmittelbeschichteten Blechen 7, so dass diese ohne Beschädigungen entfernt werden können. Nach dem Entnehmen der Basislaminate werden die trennmittelbeschichteten Bleche 7 zur Herstellung neuer Basislaminate wiederverwendet. Wenn die Trennmittelschicht 23 fest mit dem trennmittelbeschichteten Blech 7 verbunden wurde, zum Beispiel durch chemische Verbindung der Trennmittelschicht 23 mit dem Blech 7, können die Bleche direkt wieder eingesetzt werden, indem formbares, elektrisch nicht leitfähiges Material 9 auf die Trennmittelschicht 23 aufgebracht und von einem weiteren trennmittelbeschichteten Blech 7 abgedeckt wird und so ein erneuter Stapel 5 her- gestellt wird. Wenn die Trennmittelschicht 23 nicht fest mit dem trennmittelbeschichteten Blech 7 verbunden ist, ist es notwendig, zunächst eine neue Trennmittelschicht 23 aufzutragen, um trennmittelbeschichtete Bleche 7 herzustellen. Auf diese Trennmittelschicht 23 wird dann das formbare, elektrisch nicht leitfähige Material 9 aufgebracht, um den Stapel 5 herzustellen.
Das Auftragen der Trennmittelbeschichtung 23 kann durch jedes beliebige, dem Fachmann bekannte Auftragverfahren erfolgen. So ist es zum Beispiel möglich, die Trennmittelbeschichtung durch ein Plasma-Verfahren, Rakeln, Walzenbeschichtung, Drucken, Streichen, Bepinseln oder ähnliches aufzubringen.
Wenn das Material 9 für das Basislaminat ein verstärkter Kunststoff ist, so ist es zum Beispiel möglich, dass das formbare, elektrisch nicht leitfähige Material in Form von harzgetränkten Fasern oder Matten auf das trennmittelbeschichtete Blech aufgelegt wird. Das Auflegen der harzgetränkten Fasern oder Matten erfolgt auf eine dem Fach- mann bekannte Art und Weise. Bezugszeichenliste
I erster Stempel 3 zweiter Stempel 5 Stapel
7 trennmittelbeschichtetes Blech
9 formbares, elektrisch nicht leitfähiges Material
I 1 oberes trennmittelbeschichtetes Blech 13 unteres trennmittelbeschichtetes Blech 15 erster Niederhalter 17 zweiter Niederhalter 19, 21 Druckkraft 23 Trennmittelschicht

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zur Herstellung eines Basislaminats aus einem formbaren, elektrisch nicht leitfähigen Material (9), folgende Schritte umfassend:
(a) Aufbringen des Materials (9) für das Basislaminat auf ein trennmittelbe- schichtetes Blech (7),
(b) Abdecken des Materials (9) mit einem zweiten trennmittelbeschichteten Blech (7),
(c) Pressen und zumindest teilweise Aushärten des zwischen den trennmittelbeschichteten Blechen (7) enthaltenen Materials (9).
2. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das Pressen in Schritt (c) bei gegenüber der Umgebungstemperatur erhöhter Temperatur erfolgt.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Temperatur, bei der das Pressen im Schritt (c) durchgeführt wird, im Bereich von 120 bis 250 0C liegt.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Pressen in Schritt (c) bei einem Druck im Bereich von 5 bis 40 bar erfolgt.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Pressdauer in Schritt (c) im Bereich von 15 bis 120 Minuten liegt.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass abwechselnd mehrere Lagen aus trennmittelbeschichteten Blechen (7) und dem formbaren, elektrisch nicht leitfähigen Material (9) vor dem Pressen in Schritt (c) übereinander gestapelt werden.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Trennmittelbeschichtung auf die Bleche durch Aufbringen einer Trennmittellage oder durch Beschichtung der Bleche mit einer ein Trennmittel enthaltenden Dispersion aufgebracht wird.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Trennmittel durch ein Plasmaverfahren auf die Bleche aufgebracht wird.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das formbare, elektrisch nicht leitfähige Material (9) ein verstärkter oder unverstärkter Kunststoff ist.
10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Material des Basislaminats ausgewählt ist aus bi- und polyfunktionellen Epoxidharzen, bro- mierten Epoxidharzen, Bismaleimid-Triazin-Harzen, Polyimiden, Phenolharzen, Cyanatestern, Melaminharzen, Aminoharzen, Phenoxyharzen, allylierte Polyphe- nylenether (APPE), Polysulfonen, Polyamiden, Silikon- und Fluorharzen und Kombinationen davon.
1 1. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Material (9) für das Basislaminat mit einem Füllstoff verstärkt ist, wobei der Füllstoff ausgewählt ist aus Papier, Glasfasern, Glasvlies, Glasgewebe, Aramidfasern, Aramidvlies, Aramidgewebe, PTFE-Gewebe, PTFE-Folie.
12. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 1 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das formbare, elektrisch nicht leitfähige Material (9) in Form einer viskosen Flüssigkeit oder in Form von harzgetränkten Fasern oder Matten auf das trennmittel- beschichtete Blech (5) aufgetragen wird.
13. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 1 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das formbare, elektrisch nicht leitfähige Material (9) in Form von teilausgehärteten Kunststoff platten auf das trennmittelbeschichtete Blech (7) aufgetragen wird.
14. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass das formbare, elektrisch nicht leitfähige Material (9) während des Pressens in Schritt (c) zumindest teilweise ausgehärtet wird.
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DATABASE WPI Week 199719, Derwent World Patents Index; AN 1997-209425, XP002483815 *

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