DE3541977A1

DE3541977A1 - Mehrschicht-laminat zum verpressen von gedruckten schaltungsteilen untereinander oder mit folien

Info

Publication number: DE3541977A1
Application number: DE19853541977
Authority: DE
Inventors: Manfred 7341 Amstetten Roth
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1985-11-28
Filing date: 1985-11-28
Publication date: 1986-05-22
Also published as: DE3541977C2

Description

Beschreibung
Mehrschicht-Laminat zum Verpressen von gedruckten Schaltungsteilen untereinander oder mit Folien.
Die Erfindung betrifft ein Mehrschicht-Laminat zum Verpressen von gedruckten Schaltungsteilen untereinander oder mit Folien.
Das erfindungsgemäße Laminat soll beim Verpressen von Gedruckten Schaltungen (starre, flexible und starr-flexible Schaltungen) untereinander oder beim Aufbringen von Schutz- oder Verbindungsfolien auf diese Schaltungen, evtl. auftretende Lufteinschlüsse zwischen diesen Einzelteilen, infolge von niveau-ungleichen Oberflächenstrukturen, verhindern.
Um höhere Packungsdichten bzw. zuverlässigere Verbindungen elektronischer Bauelemente untereinander zu erzielen, sind in den letzten Jahren verstärkt Weiterentwicklungen von starren, ein- oder beidseitigen sog. "Gedruckten Schaltungen" oder "Leiterplatten" entwickelt worden. Diese Weiterentwicklungen sind z.B. unter den Fachbegriffen "Mehrlagenschaltungen" "Flexible Schaltungen" oder "Starrflex. Schaltungen" eingestuft. Alle diese Schaltungen werden im Prinzip so hergestellt, daß einzelne vorgefertigte Schichten (z.B. Leiterbahnen oder Abschirmflächen) entweder untereinander oder durch Abdeckung mit Schutz- oder Deckfolien in einem sogenannten "Verpreß-Vorgang" unter Anwendung von Druck und/oder Temperatur miteinander verbunden werden. Dabei ist von größter Wichtigkeit für das Endprodukt, daß dabei keine Luftenschlüsse nach dem Verpressen zwischen den einzelnen Schichten verbleiben, welche die elektrischen Parameter der Schaltungen sowie die Haftfestigkeit der Verbindungen bei späteren Arbeitsprozessen (z.B. beim Löten oder Temperatur- und Feuchtigkeitsbeanspruchungen) negativ beeinflussen.
Nach dem Stand der Technik wird dies i.A. dadurch ausgelöst, daß mehrere sogenannte "Polster-Materialien" zum Verpressen eingesetzt werden, welche bei dem Verpressen niveau-ungleicher Teile selektiv als Höhenausgleich wirken und somit einen möglichst gleichmäßigen Druck auf die gesamte Fläche bewirken.
Skizze 1 zeigt einen derartigen Aufbau für das Aufbringen einer einseitig mit Kleber versehenen Deckfolie auf ein bereits vorgefertigtes Leiterbild.
Dieser Aufbau wird je nach Komplexität der Schaltung bis zu ca. 20 mal übereinander in einer Etage einer beheizten Presse aufgebaut und sodann unter Druck und Temperatur für eine bestimmte Zeit behandelt.
Dabei übliche Parameter sind: Druck: 5 - 40 Kp/cm2 Temperatur: 70 - 2000c Zeit: 15 - 120 Minuten Nach dem Abkühlen und Entformen der Teile ergibt sich dadurch i.A.
eine mit Schutzfolieversehene Schaltung ohne störende Lufteinschlüsse.
Die Funktionen der einzelnen "Polster-Materialien" sind dabei wie folgt: Trennfolie (A) - Verhindert ein Verkleben der Ausgleichsfolie mit der Schaltung durch evtl. von der Kleberschicht der Schutzfolie an Aussparungen austretende Kleberreste.
Ausgleichsfolie- eine relativ dicke Kunststoffolie, welche bei den (B) Verpreßtemperaturen vom festen in den "teigigen" Zustand übergeht und damit für einen "Höhenausgleich" bei niveau-ungleichen Strukturen und damit wiederum für einen gleichmäßigeren Druck auf die gesamte Fläche sorgt.
Pulferlltdterial (C) - ein möglichst kompressibles Vlies aus Papier oder Kunststoff, welches durch eine selektive Verdichtung an den Stellen, wo erhabene Leiterbildkonfigurationen vorhanden sind, die "einebnende" Wirkung der Ausgleichsfolie unterstützt.
Da die"Polster-Materialien" nach dem Verpressen eine permanente Verformung entsprechend der verpreßten Schaltung aufweisen, werden sie nach diesem Arbeitsgang verworfen, d.h. es sind ~Einweg-Materialien".
Es sind aus der Technik auch andere, mehrmals verwendbare Materialien für diesen Zweck bekannt (z.B. Silikongummi-Matten), welche aber nicht nur sehr teuer sind, sondern aufgrund ihrer Struktur zu beachtlichen Dimensionsveränderungen der miteinander zu verbindenden Schichten führen und außerdem nach mehrmaligem Gebrauch durch Schmutz- und Staubpartikel eine weitere Anwendung nur unter praktisch unzulässiger Verringerung der damit erzielbaren Oberflächengüte der fertigen Schaltung erlauben Obwohl die Qualität der mit den einzelnen "Polster-Materialien" erzielbaren Resultate i.A. zufriedenstellend ist, weist dieses Verfahren folgende Mängel auf: 1) Enorme "Handling Kosten" Pro zu verpressender Seite müssen i.A. mindestens 3 verschiedene Materialien auf das Format der zu verpressenden Schaltung zugeschnitten, mit Referenzlochstanzungen zwecks Registierung zueinanderversehenund einzeln zusammengebaut werden.
2) Schlechte Wärmeverteilung Durch Einsatz von organischen Materialien ist die gleichmäßige und schnelle Wärmeverteilung, ein wichtiger Aspekt bei der gleichmäßigen thermischen Aushärtung der eingesetzten Kleberschichten, nur unzulänglich gewährleistet.
3) Elektrostatische Eigenschaften Die verwendeten Materialien in Kontakt mit den Schaltungsoberflächen laden sich bei der Handhabung sehr stark elektrostatisch auf, ziehen dadurch beim Zusammenbau unvermeidbare Staubpartikel und Flusen an, was beim Verpreßvorgang mit den dabei üblichen Drücken öfters zu unzulässigen Fremdpartikel-Eindrücken in der Schaltungsoberfläche führt.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, all die oben genannten Nachteile qualitativer und wirtschaftlicher Art zu eliminieren.
Dies wird erzielt mittels eines Mehrschicht-Laminates,welches ohne Notwendigkeit weiterer Materialien die vorgenannten Kriterien beim Verpressen erfüllt. Den Aufbau eines solchen Laminates zeigt Skizze 2.
Dabei werden vorzugsweise folgende Materialien eingesetzt: 1. Trennschicht (D) Eine thermisch und elektrisch gut leitende Schicht (z.B. Aluminium, Eisen, Kupfer, Graphit) in einer Dicke bis zu 100 my. Diese Folie ist auf der außen liegenden Oberfläche mit einer dünnen Anit-Haftschicht, wie sie z.B. in den Verpackungs- und Lebensmittelbranchen üblich sind versehen, ohne daß dadurch die guten thermischen und elektrischen Eigenschaften der Folie beeinträchtigt werden.
2. Ausgleichsfolie (B) Eine zwischen 0,10 - 1,00 mm dicke, modifizierte PVC Folie, welche eine Temperaturbeständigkeit bis ca. 2000C aufweist.
3. Puffermaterial (C) Ein möglichst kompressibles Polsterpapier oder Kunststoff-Vlies in dem Dickenbereich 0,10 - 1,00 mm und einem Flächengewicht zwischen 100 - 750 g/m2.
Die tierstellung des Laminates erfolgt entweder in Pressen oder mittels Kaschiervorgängen, wie sie allgemein in der Kunststoff- und Folientechnik üblich sind. Der Verbund untereinander kann dabei durch Verwendung geeigneter Kleber oder durch Preßdruck und -temperatur erreicht werden. Dabei kann die Trennschicht (D) entweder eine separate Folie sein order bereits vorher schon auf die Ausgleichsfolie (B) aufkaschiert bzw. aufgedampft worden sein.
Die Vorteile durch den Einsatz dieses Laminates sind sofort erkennbar: 1. Durch den symmetrischen Aufbau des Mehrschicht-Laminates kann das Laminat von jeder Seite mit einer entsprechenden Schaltung zum Verpressen beaufschlagt werden.
Dadurch ergibt sich eine Reduzierung der "Handling-Kosten" (Zuschneiden, Lochen, Zusammenbau) im Verhältnis 5 : 1.
2. Gute Wärmeverteilung Durch den direkten Kontakt der zu verpressenden Schaltungsoberfläche mit einem thermisch excellent leitenden Material (D) erfolgt die Tc-mperattirübertragung im Preßpaket sofort und gleichmäßig.
3. Antistatische Eigenschaft Durch den direkten Kontakt der zu verpressenden Schaltungsoberfläche mit einem antistatischen Material (D), welches keine zusätzlichen Staub- und Flusenpartikel der Umgebung aufnimmt, ergibt sich eine deutliche Verbesserung der erzielbaren Oberflächenqualität im Vergleich zu den bisheringen Verfahren.
Skizze 3 zeigt nochmals deutlich die Unterschiede im Verpress-Aufbau nach dem Stand der Technik und mit dem Einsatz des erfindungsgemäßen Mehrschicht-Laminates.
Selbstverständlich kann dieses Laminat auch zum Verpressen anderer niveau-ungleicher Teile mit ähnlicher Problematik mit demselben Erfolg eingesetzt werden. Das in der Anmeldung beschriebene Beispiel läßt sich auch jederzeit bei der Verbindung von flexiblen zu starren Schaltungen (mittels sogenannter No-flow Prepreg, Verbundfolien oder gegossener Kleberschichten) oder bei der Aufbringung von Heat-Sinks auf Mehrlagen-Leiterplatten anwenden.

Claims

Patent - Ansprüche 1. Mehrschicht-Laminat zum Verpressen von gedruckten Schaltungsteilen untereinander oder mit Folien, dadurch gekennzeichnet, daß das Laminat ohne Notwendigkeit zusätzlicher Materialien die fertigungsgerechte Aufbringung von Folien auf gedruckte Schaltungsteile bzw. das Verpressen von niveau-ungleichen Oberflächenstrukturen ohne Lufteinschlüsse ermöglicht.
2. Mehrschicht-Laminat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Laminat symmetrisch aufgebaut und damit beidseitig verwendbar ist.
3. Mehrschicht-Laminat nach Anspruch 1 + 2, dadurch gekennzeichnet, daß die äußere Schicht aus einem thermisch und elektrisch gut leitenden Material besteht.
4. Mehrschicht-Laminat nach Anspruch 1 + 2 + 3, dadurch gekennzeichnet, daß die äußere Schicht auf der Außenseite mit einer Anti-Adhesivschicht versehen ist.