Способ изготовления заготовок печатных плат и двойной ленточный пресс для изготовления заготовок печатных плат

 

Изобретение относится к микроэлектронике. Цель изобретения - повышение производительности изготовления заготовок печатных плат путем обеспечения непрерывной работы и повышение качества заготовок - достигается тем, что при пропитке основы в состав вводят катализатор в количестве 0,2 - 0,8 мас.% в пересчете на эпоксидную смолу, перед прессованием проводят предварительный нагрев основы до 80 - 100°С, а прессование осуществляют при 150 - 210°С и давлении 25 - 80 бар. 10 з.п. ф-лы, 1 табл, 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (111

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОП(РЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР . ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ПАТЕНТУ (51)5, Н 05 К 3/00 (21) 3877497/24-21 (22) 09.04.85 (31) Р 3413434.4 (32) 10.04.84 (33) DE (46) 15,07.90. Бил. - 26 (71) Президент Знжинеринг Корп. (СН) (72) Лотар Шварц, Фридель Юберберг, Рудольф Кюне и Дитер Фишер (DE) (53) 62 1.396 .6.049(088 .8) (56) Заявка Великобритании

Р 2108427, 1976.

Патент Японии Р 55- 9438, кл. Н 05 К 3/00, 1980. (54) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ЗАГОТОВОК

ПЕЧАТНЫХ ПЛАТ И ДВОЙНОЙ ЛЕНТОЧНЫЙ

Изобретение относится к микроэлектронике и может быть использовано в технологии изготовления печатных плат непрерывным методом.

Цель изобретения — повышение производительности путем обеспечения непрерывной работы и повышение качества заготовок.

Предварительный нагрев без приложения давления основы слоистого материала, снабженного термореактивной смолой, позволяет использовать двойной ленточный пресс, обеспечив непрерывный процесс изготовления металлизированных заготовок печатных плат. В результате предварительной реакции, вызванной .нагревом ускоренной и пред- . варительно затвердевшей смолы, происходит активация смолы для последующей реакции под давлением, так что

ПРЕСС ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ЗАГОТОВОК ПЕUATHbIX ПЛАТ (57) Изобретение относится к микроэлектронике. Цель изобретения — повышение производительности изготовления заготовок печатных плат путем обеспечения непрерывной работы и повышение качества загoTclBoK — достигается тем, что при пропитке основы в состав вводят катализатор в количестве 0,2-0,8 мас.7 в пересчете на эпоксидную смолу, перед прессованием проводят предварительный нагрев основы до 80-100 С, а прессование осущество ляют при 150-210 С и давлении 25

80 бар. 2 с.п. и 9 з.п. ф-лы, 1 ил., 1 табл. в процессе происходит ударно начинающееся связывание. Благодаря этому снижаются различия между менее важными краями и более важными центральными участками отдельных заготовок плат. Полученный материал основы имеет одинаково высокое качество и может быть разрезан на платы с одинаковым качеством.

Отдельные полотна слоистого материала, снабженные термореактивной системой смолы, вводятся вместе перед зоной предварительного нагрева двойного ленточного пресса, где смола предварительно нагревается до состояния В, т..е. с меньшей текучестью смолы, чем это требуется при предварительном нагреве в этажных прессах.

Многослойное полотно из слоистого ма .териала равномерно нагревается в зо1579471 не предварительного нагрева, расположенной перед зоной прессования, Благодаря снижению вязкости, при которой смола является мягкой и пластичной, 5 происходит выравнивание существующих неровностей. Температура.предварительного нагрева зависит от системы смолы, предпочтительно она составляет, приблизительно 80-100 С. Из эоны 10 предварительного нагрева приблизительно при 100 С многослойное полотно из слоистого материала попадает в зону, где создается давление, чричем непосредственно перед этим на полотно накладывается один или два предпочтительно раздельно нагретых слоя металлической фольги, и прессованпе производится при увеличивающейся температуре, например, в пределах 150- 20

210 С при давлении 25-80 бар. После этого многослойный материал основы охлаждается предпочтительно под давлением прессования (при точке стеклования смолы), при известных условиях 25 темперируется и разрезается. Охлаждение под давлением, т,е ° . в прессе, обеспечивает стабильность высокого качества материала, получаемого непрерывным способом, в частности, позволя-30 ет избежать деформации.

В качестве ускоренных термоотверждаемых систем смол могут применяться эпоксидная смола, фенольная смола, полиэстерпая смола, триацин и др. 35

Предпочтительно используется, система эпаксидный отвердитель — катализатор, а в качестве ускорителя пригодны следующие пиридинавые соединения:

2 — бепзоилппридин, 3-бензоилпири- <0 дип, 4-бензоилпиридин, 2-бензилпиридин, З-бензилпиридин," 4-бензилпиридин, 2-бензиламинопиридин, 4-диметиламинопиридин, 2-метоксипнридин, 4-трет-бутилпиридин; 3-цианпиридин; 2-гидро-45 ксипиридин> 6-амина-2-пиридин, 2-аминопиридин; 3-этилпиридин; 3-этил-4 -метилпиридин; 2-фениппиридин, 2,6-диаминопиридин, 3-метилпириднн, 2-(аминометил)-пнридин, 2-амина-4-ме- 50 тилпиридин, 7,4-диметилпиридин.

В качестве ускорителей могут быть применены замещенные соединения имидазола, включая сам имидазол: N ìåтилимидазол 2-метилимидазол, "4-феУ

55 нилимидазол, 4-метилимидазол; 2-метилбензимидазол; 5,6-диметилбензи,мидазол; 1-метил-2-фенилбензимидазол;

1,2-диметилимидазол, 4,5-дифенилимидазоп; 2- этил-4-метилимидазол, карбонилдинмидазол, имидазол; 2-ундецилимидазол; 1-цианоэтил-2-фенилимидазол;

2-фенилбензимидаэол, Особенно хорошие результаты получаются при комбинации дициандиамида, бензилдиметиламина с указанными пиридинамн, имидазолами, При этом согласно изобретегпн требуется более сильное ускорение, чем в известных системах смол, прежде всего для получения экономичной скорости перемещения.

На чертеже изображен двойной ленточный пресс 1 с зоной 2 давления и расположенной перед ней зоной 3 предварительного нагрева, в которой отсутствует давление, Зона 2 давле- ния разделена на два участка: длинный участок 4 нагрева, следующий непосредственно за заной 3 предварительного нагрева, и короткий участок 5 охлаждения. Участок 4 нагрева со своей стороны имеет три участка с независимым регулированием температуры. В двойном ленточном прессе 1 перед зоной 2 давления предусмотрены пара подающих барабанов 6, расположенных на достаточно большом расстоянии друг от друга, а после зоны 2 давления— пара вытяжных барабанов 7, расположенных на меньшем расстоянии друг от друга, для лент 8 соответственно пара подающих роликов дополнена парой опор" ных роликов 9, с помощью которых создается давление прессования в двойном ленточном прессе 1. Для поддержания постоянной температуры зона предварительного нагрева 3 экраниравана от лепты 8, нагреваемой посредством падающих барабанов 6, с помощью тепловых экранов 10, Эти экраны выполнены из ахлаждаемых металлических листов. В качестве ахладительных средств используются охлаждающие шланги, в данном случае из меди, что позволяет точно регулировать температуру. Вместо охлаждающих шлангов могут быть использованы охлаждающие карманы с принудительным подводом, Экраны 10 расположены с возможностью перемещения в горизонтальном направлении, так что зона предварительного нагрева с регулируемой температурой может быть приближена к зоне 2 давления или же удалена от нее, т.e. в данном случае допустимо регулирование пространственным размещением этих зон, S 1579471 6

Принцип ействи р ц д йствия предлагаемого прега между соответствующим экраном двойного ленточного пресса основыва- 10 и лентой 8 и соединяется с преется на том ом, что непрерывно движуще- прегом непосредственно перед зоной еся через п есс полотн р полотно изделия под- 5 2 давления Как указывалось выше темвергается неп е ывно р р вному и равномер- пература в зоне предварительного какому во времени действию давления, грена имеет значение не вьппе 100 С, Это достигается благо а я лагодаря передаче. а температура подающего барабана выдавления от п е .с т р ду мо ренных в прессе ше, так что металлическая фольга наподушек давления (на че теже не (а ч ртеже не по- 10 грета сильнее, чем препрег. На трех казаны) на беск не сконечные стальные лен- температурных участках зоны 4 нагреты переме аю ие си р щ щ инхронно с полот- ва зоны 2 давления соединенные отном изделия в п ессе и р одновременно дельные слои прессуются до получения используемые в качестве конечиог честве конечного окончательного продукта при давлении датчика. Предпочтительно используются 15 свыше 25 бар и при одном из темпераленты с большой массой н ассой, например, турных значений в диапазоне от 150 стальные ленты толщиной приблизитель- до 190 C и соединяются между собой но 2 мм обеспечиваю ие х чивающие хорошую пере- благодаря отверждению еще реакционно дачу тепла. способной смолы. Температура первого

Зона 4 наг ева п есс агр ва пресса 1 имеет 20 температурного участка со стороны длину нап име 3 р р, м, причем макси- подающих барабанов б ниже температуры мальная габа итная лин р ая длина всего двой- второго участка, которая может быть ного ленточного п есса о пресса 1, т.е. общая равна температуре третьего участка зона давления, составляет 4 м, В дан- и составлять 190-200 С. На последуюном случае зона 3 предварительного 2 щем участке 5 охлаждения иэделие нагрева имеет предпочтительную длину охлаждается,все еще находясь под давот 40 о 0 лением. Давление, используемое на охлаждения составляет 1 м этои стадии, позволяет избежать измеПеред двойным ленточным прессом нения качества, в частности деформарасположены системы катушек 11 и 12, 30 ции полученного продукта. Полотно каждая из которых имеет по две .катуш- материала основы покидает этот учаски 13-16 л п е

6 д я npenpeFai т,е. стекло- ток 5 охлаждения, охлажденное до волокнистого полотна, стекловойлока или бумажных полотен, снабженных материала основы обрезается облой, и темои молы, .а также другая систе- 3S после чего полотно раэреэается на ма 17 катушек с кат шками 18 части необходимой длины в устройстдля металлической фольги. Между сис- ве 24. темой 17 катушек и двойным ленточным прессом 1 расположены направляюшие Между зоной охлаждения и устройстролики 21 и 22 для подачи металличес- 4О вом .обрезания облоя может быть распокой фольги. 3а двойным ленточным прес- ложена зона последующего темперировасом в направлении перемещения изде- ния для стабилизации формы материала лия находится устройство 23 для об- основы. резания кромок и режущее устройст- Предпочтительной является работа во 24, 4 устроиства с таким временем пребываВ процессе работы с катушек 11 и ния полотна в участке 4 нагрева ко,2

У

1 сматываются четыре полотна основы, торсе соответствует скорости перемет.е. слоистого материала, снабженно« щения внутри двойного ленточного пресго системой эпоксидной смолы с за- са приблизительно 3 м/мин. Время претвердителем и ускорителем и предва- щ бывания, соответственно скорость пов ю рительно отвержденного до состояния дачи зависят от температуры отверждеВ, все они соединяются и подаются в ния и скорости реакции применяемой зону 3 предварительного нагрева, где системы смола — отвердитель — ускочетырехслойное полотно нагревается. ритель. до 80-100 С в зависимости от системы > Если изготавливается материал оссмолы без приложения давления. Одно-. новы, кашированный только с одной временно с двух катушек 18 и 19 сис- . стороны, то вместо металлической темы 17 подается металлическая фоль- фольги на одну из катушек может быть га, которая подается отдельно от. пре- намотана термостойкая разделительная

1579471 фольга, которая за";ем подается в двойной ленточный пресс. В качестве разделительной фольги может быть использована алюминиевая фольra, кашированная силиконом нли полнтетрафторэтиленом. Разделительная фольга после выхода из двойного разделительного пресса снимается с готового материала основы и может быть снова ис- 10 пользована.

Хотя прсдлагаемый способ поясняется на примере изготовления шестислойного материала основы, однако может быть изготовлен материал е 15 другим числом слое», Описанные условия процесса зависят от используемой системы смол zz Могут соответственно изменяться.

Предлагаемые способ и устройство могут использоваться для каширования не только медью, но и .другими металлами, В частности, онн пригодны для кашнрования комбинированной фольгой, например., медь/алюминий, 25 используемой в сверхпроводимых платах.

li p и и е р 1. Стекловолокно в готовом виде, используемое обычно для изготовления слоистого пластика стекловолокно — эпоксидная смола, кашиповаппого медью и применяемого

I для печатных плат, имеющее вес

200 г/м „ пропитывают раствором смолы, состоящей из 100 ч. полимерного частичнобромированного бисфено-А-глицидилэфира с 1 ч эпокспдированного новолака 1-157, предпочтительно 5

12X„ 3,2 и. днциандиамида, 0,28 ч.

3-метилпиридина и 80 ч. метилгликоля.

Пропитанный таким образом и высушенный при 165 С препрег имеет содержание смолы 423 и текучесть смолы 10%.

Семь полотен этого препрега после предварительного нагрева до 80 С и затем при температуре, повышающейся со 150 до 195 С, и при давлении 45 бар прессуют на предлагаемом устройстве с накладываемой с двух сторон медной фольгой толщиной 35 мм, в результате получают непрерьпзный ламинат толшинои

1,5 MM При испытании ламината выяснилось, что устойчивость ламината к деформации превышает обычные средние значения при прочих одинаковых свойствах ламипатов, имеющихся в продаже.

Полученный ламинат имеет отклонение по толщине +3/100 мм. Стандарт предусматривает отклонение для жесткого ламинанта + 13/100 мм, эти допуски характерны для ламинанта, получаемого на этажных прессах, Пример 2. Стекловолокно, как указано в примере 1, пропитывают раствором смолы, состоящей из 100 ч, полимерного, частично бромированного бисфено-Л-глицидилэфира с 1 ч. эпоксидированного новолака 1-157., предпочтительно 5-127, 3,4 ч. дициандиамида, 0,33 ч 4-диметиламинопиридина и 80 частей метилгликоля. Пропитанный таким образом препрег и высушенный при температуре 170 С содержит 44Х смолы и имеет текучесть смолы 8Е. Несколько полотен этого препрега после предварительного нагрева до.85 С и двухстороннего дублирования медной фольгой толщиной 35 мм прессуют при температуре, повышающейся от 155 до 200 С и при давлении 50 бар на предлагаемом устройстве до получения конечного продукта толщиной 1,5 мм, непрерывно поступающего из устройства. Испытание этого нроцукта показало значительное превышение стандартных значений устойчивости к деформации при прочих одинаковых свойствах.

Пример 3. Стекловолокно веФом 100 г/и, пропитывают смесью смол, состоящей из 100 ч . полимерного частично бромированного бисфенол-А-глицидилэфира с t ч. эпоксидированного новолака 1-157, предпочтительно

5-12Х с эпоксид-эквивалентным весом в пределах 350-520, 3 ч. дицианамида, 0,4 ч. 2-амино-4-метилпириднна и

80 ч. метилгликоля, и затем высушивается при 1б5ОC. Содержание смолы составляет 441, текучесть смолы 10Х.

Два полотна такого препрега после предварительного нагревания до 80сС прессуют с кашированной медной фольгой толщиной 35 мм при использовании с одной стороны разцелительной фольги при температуре, повышающейся со

150 до 190 С при давлении 50 бар на предлагаемом устройстве до получения непрерывного ламинанта толщиной

0,2 MM. Испытания показали. такие же результаты, как и в примере 2.

Пример ы 4-13. Рецептуры и условия проведения процесса по примерам 4-13 приведены в таблице.

Формула и з обретения

1. Способ изготовления заготовок печатных плат, включающий пропитыва1579471

Состав р

Г9

1г 1з

Смола, ч

Эпоксид, эквивалентный вес

1ОО 100 100 100 100 100 100 1ÎÎ

100

100

400- 360- 360500 410 410

360- 360- 360410 500 500

З6О500

350520

350520

Эпоксндироваииый новолак в основной смоле

Диднандиамид

Нетилгликолв

Беизилдиметиламин

Карбоннлдинмидааол . 4-Нетнлимидазол

2-Нетилнмидазоп

2-Нетилбензимидазол

2-Феннлимидазол

2-Этил-4-метилнмидазол

2-Анино-4-метилпиридни

4-Диметиламииопнридии

4.-трет-Бутнипириднн

3-Вензилпириднн

Стекловолокно, г/мз

3,0

0,1

5 з,г

8О

3,3

0,15

1О

З,1

1О з,г

0,14

15 з,о

0,18

3.3

10 10

3,0 3,4

80 80 о,г

3.3 .

О,1

0,1г о,24

0,27

0,21

0,28

0 15

О,18 о,зо о,г1

0,21

0,22 о,гг

0,29 о,зо

0,28

0,2

Оз19

0,16 о,12

0 25 гоо 1оо

0,15

100 48 100

200 200 200 200 ние основы составом на основе эпоксидной термореактивной синтетической смолы и отвердйтеля и прессование основы с металлической фольгой под воз5 действием температуры и давления, отличающийся тем, что, с целью повышения производительности процесса путем обеспечения непрерывной работы и повышения качества эа- 1ð готовок, при пропитке основы в состав вводят катализатор в количестве 0,20,8 мас.7 в пересчете на эпоксидную смолу, перед прессованием проводят предварительный нагрев основы до 801000С, а прессование осуществляют при температуре 150-210 С и давлении

25-80 бар.

2. Способ по п. 1, о т л и ч а юшийся тем, что в качестве ката- 2р ливатора используют замещенные пиридиновые, соединения, и/или имидаэол, и/или замещенные имидазольные соединения.

3. Способ по и. 2, о т л и ч а ю- 25 шийся тем, что, пиридиновые соединения, и/или имидазол, и/или имидазольные соединения используют с дициандиамидом или бензилдиметиламином.

4. Способ по п. 1, о т л и ч а ю- gp шийся тем, что в процессе прессования заготовку охлаждают под давлением прессования до стеклования смолы

5. Способ по п. 1, о т л и ч а юшийся тем, что перед прессованием осуществляют предварительный нагрев металлической фольги, причем нагрев основы и фольги .проводят не-зависимо. 40

6. Способ по п. 5, о т л и ч а юшийся тем, что металлическую фольгу нагревают до более высокой . температуры, чем основу.

7. Двойной ленточный пресс для изготовления заготовок печатных плат, содержащий подающие барабаны, основной нагреватель, контактирующие между собой вытяжные барабаны и механизм подачи фольги и основы, q. т л и ч аю шийся тем, что; с целью повышения производительности, он снабжен дополнительным нагревателем, расположенным перед подающими барабанами со стороны механизма подачи фольги и основы.

8, Пресс по п. 7, о т л и ч а юшийся тем, что дополнительный нагреватель снабжен пространственно разделенными направляющими для фольги н основы, 9. Пресс по п. 7, о т л и.ч а юшийся тем, что дополнительный нагреватель снабжен двумя симметрично расположенными экранами с регулируемым охлаждением, причем экраны установлены с возможностью перемещения в направлении движения заготовки.

10. Пресс по п. 7, о т л и ч а юшийся тем, что основной нагреватель снабжен охлая пающим элементом со стороны вытяжных барабанов.

11. Пресс по пп. 7-10, о т л и— ч а ю шийся тем, что основной нагреватель выполнен в риде отдельных элементов с независимым регулированием температуры.

1579471

Продолжение таблицы

Состав

Пример

4 (5 6

1 ГТ1TT

11 ) !2 1 13

165 165

50 50

8 9

43 „

160 170

43 44

9 8

165 165

44 43 !

О 9

170 160

49 48

11 10

195

1,6

45 50 50 50 45 50

15 16, 12 1>0 017 054

0,05

0,25

0,15

0 х

Редактор Л.Пчолинская

Заказ 192б Тираж 703 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Иосква, Ж-35„ Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г.Ужгород, ул. Гагарина, 101

Температура лакирования при изготовлении препрее га, С

Содерваине смолы, Текучесть смолы

Температура прессования (макс), С

Давление прессования, бар

Толщина ламинанта, кк недная фольга 35 мк (О - с одной стороны, Д вЂ” с двух сторон)

Разделительная .фольга

190 190 195 190 190 195 195 190 190

Составитель Иилославская

Техред Л.олийнык Корректор О.Ципле