专利名称：用于生产印刷电路板元件的隔板的制作方法
技术领域：
本发明涉及用于通过压制单层生产印刷电路板元件的隔板，该隔板具有金属核心层以及该核心层至少一面上的涂层。
背景技术：
已知，为了生产由多个层构成的印刷电路板元件，尤其是为了生产所谓的多层印刷电路板或简称多层，相应分层压制或真空压制中单层压制包(Einzellagenpresspaket)在例如大约180℃时相互连接。各个结构包括生产印刷导线所必需的铜箔，还包括合成树脂层(预浸层，通常为环氧树脂层)或层压层。在用于印刷电路板的所谓基础材料(Basismaterial)中可以想像可与多层电路板生产相比的生产，基础材料通常涉及一面或双面涂覆导电层(尤其是铜箔)的合成树脂层(预浸层)。这些基础材料在生产多层电路板时也被用作所谓的“内层”，并且也形成印刷电路板元件。
通常，在上述压制时，多个压制包在压型机中被相互重叠地构造，并且这些包由隔板，也被称为压紧板，相互分隔。隔板首先具有这样的功能，即在压制单层时产生均匀的压力和温度分布，以便获得质量好的印刷电路板产品。隔板大多包括钢板或者铝板，并且因此也称为隔片。基于所描述的功能，它们应该比铜箔硬。如果考虑到在现代印刷电路板中印刷导线越来越细，并且其间距也越来越小，则这个结构很有意义。例如，在所谓的高技术印刷电路板中，根据HDI技术(HDI-高密度互连High Density Interconnect-技术)，使用厚度＜12μm，例如仅仅5μm的铜箔。其中有这样的危险，即在压制时印刷导线可能挤穿压制包中的表面铜箔，该效果被称为“图像转移(Imagetransfer)”。因此，为了以经济的方式避免这个图像转移，在多层技术中大多使用例如厚度为1.5mm或1.2mm的特殊钢板作为隔板，因为这些特殊钢板具有高的表面硬度，此外，也如出于经济的原因所希望的那样，可以被重复使用。
但是，另一方面，比较而言，特殊钢是较差的热导体，其中，在上述具有越来越小的印刷导线宽度和间距的HDI印刷电路板中，为了保证相应的质量，各个层表面上以及要压制的堆(Stapel)整个高度或厚度上特别快速和均匀的热量分布是重要的。因此，已知的具有较好导热性的隔板特别由铝(或者铝合金；如果下文中提到铝，则也表示铝合金)构成，参看US 5 153 050A。但是，与特殊钢隔板相比，铝片作为隔板具有非常低的表面硬度，并且其只有例如大约为特殊钢屈服点40％的屈服点。为此，铝在压制温度，在大约180℃到200℃，丢失其强度(屈服点)的大约25％，并被“软化退火”。由此也导致了上述图像转移。与此相反，在180℃或200℃的压制温度时，在特殊钢隔板中，强度或表面硬度实际上还不改变。
铝隔板的另一个缺点在于，与大多数其他合适的金属相比，铝具有高的热膨胀系数。因此，如上所述，在压制时，特别是在环氧树脂液化以后，如果铝隔板膨胀，那么产生压制包(Presspaket)中要压制的各个层的偏移，并且特别是在提到的微米范围内的导线组宽度中，更确切地说在例如100μm以及其下的宽度中，这可能导致损害，并因此导致废品。
上述与铝隔板相关的缺点对于用铜生产的隔板同样有效。铜是很好的热导体，并且因此确保了压制堆中快速和均匀的热量分布，但是，铜不能满足为了避免上面提到的图像转移而对强度或表面硬度的标准。
此外，例如在US 5 256 474 A中也公开了用铝生产的隔板，其中，在该隔板中，在铝核心层上，在两个侧面上涂敷防粘附层(Antihaftschicht)，以便在压制后隔板能够很容易地与印刷电路板的铜层分离。但是，这里还是涉及具有上面所提到的缺点的铝片隔板。
另一方面，WO 99/53737 A和WO 02/058448 A公开了具有由合金钢构成的基片的隔板，根据WO 99/53737 A，在基片上涂敷至少一个铜层；但是这个铜层如所述的那样具有低的表面硬度，并且核心层，即基片，具有低的导热性；这个缺点在根据WO 02/058448 A的隔板中也存在，其中在那里设置金属夹层，尤其是由铝构成的金属夹层，其相连表面金属层，尤其是由铜构成的表面金属层与钢基片；这些表面金属层，尤其是铜层被嵌入在要生产的电气元件中，因此严格来说不是真正隔板的部分。
发明内容
本发明的任务是提供一种在本文开始时所提到的隔板，借助于该隔板能够以令人满意的方式满足上面提到的、由于相关联的材料特性而相互矛盾的、一方面涉及均匀热量分布而另一方面涉及高强度或表面硬度的要求。其中，本发明基于这样的考虑，即隔板构造为复合材料隔板，并且因此组合地提供和使用不同金属的特性。
为了实现这个任务，本发明提供了具有独立权利要求特征的隔板。在从属权利要求中给出了优选实施方式和改进方案。
因此，在根据本发明的隔板中，存在由高导热性金属，例如铝或铜，构成的核心层或中间层，并且该核心层至少在一个侧面上，优选为在两个侧面上，通过冷电镀(Kaltplattieren)或滚动电镀(Walzplattieren)而与硬金属，例如特殊钢、碳素钢，但也可以是镍等，相连。其中，这个硬金属电镀可以比较薄，例如大约0.075mm数量级的厚度，相反，核心，例如由铝或铜构成的核心，具有例如0.35mm的厚度。在滚动电镀或冷电镀中，以熔接的方式实现金属的表面连接，由此也获得有利的效果，即在加热时，只有对应于硬金属电镀的那个可能产生热膨胀，即如果导热金属，例如铝或铜，只用于隔板，那么不再产生这些金属的相当强的热膨胀。因此，本来比铝的热膨胀小很多的例如钢的热膨胀在相对高的温度时才起作用，但是这个高的温度在具体压制各个层以生产印刷电路板时不出现。例如，大小为600×450mm的铝隔板在每个方向上得到大约5mm的膨胀，由钢构成的这个尺寸的隔板-但只在高温时-只有大约2mm的膨胀，但只在更高温度时，相反，在压制时涉及的温度180℃或200℃时，只有0.1mm-0.2mm。由于与硬的电镀材料熔接，所以由导热金属构成的核心层也必须与这个小的膨胀相适应。
根据本发明的隔板的另一个优点在于，尽管被生产为复合板，但是也可以获得低成本，这是因为铝具有相对低的比重，使得铝的按千克计算的采购价相对小地反映在按隔板面积计算的隔板销售价中。
因此，综上所述，通过本发明得到了一种隔板，一方面，其由于对导热性起决定作用的核心的好的导热性(对于隔板的总质量，大约75％为导热材料，例如铝，而只有25％的硬金属，例如钢)，所以确保了压制时表面和堆高度(Stapelhoehe)上均匀的热量分布，即在使用根据本发明的隔板时，环氧树脂实际上一次就都变为液态，并且另一方面，其通过电镀的硬金属而具有必需的表面硬度，以便避免不希望的图像转移，并且以便也使得隔板可能在压制过程中被多次使用。其中，为了压制，也有利地可能在表面的硬金属层上涂敷润滑剂，例如以链烯烃为基础的润滑剂。
以下将借助于附图中所表示的，特别优选的实施例来进一步阐述本发明，但是本发明并不限于此。其中图1以示意图表示具有多个单层和隔板复合元件的多层压制包的构造；图2示例性地表示具有隔膜囊(Trennfoliensack)的隔板复合元件；图3表示根据图2的隔板复合元件的示例性俯视图；以及图4表示隔板的示例性截面，它可以在图1至3的构造中被使用，并且它是本发明的目的。
具体实施例方式
在图1中，示例性和部分地表示了多层压制包，其中表示了，隔板复合元件1与用于多层印刷电路板的、后面简称为结构2的单层结构2交替。虚线矩形表示的隔板复合元件1包括隔板3，也被称为压紧板、隔片或压紧片，在它上面在这里为隔膜形式的防粘附层6上方涂敷配备有树脂层4的铜箔5。具有树脂涂敷的铜箔5，4、隔膜6、隔片3、又一个隔膜6和用合成树脂4涂敷的铜箔5的整体事先被结合成复合元件1，以下将借助于图2和3在实施例中详细阐述。
复合元件1的涂敷有树脂5的铜箔4是多层印刷电路板的成分，此外，结构2的蚀刻的内层7(基础材料)和合成树脂层(预浸层)8也属于多层电路板。
这样的隔板复合元件1可以被设定为单元并且在生产电路板(元件)时可以与多层-单层交替地相互重叠堆积，由此大大地简化了压制中的堆积，这是因为可以在一个过程中一次设置五个元件4/5；6；3；6；5/4。这大大减小了处理时间(Handlingzeit)。被蚀刻的内层7实现希望的电路或导体模型，并且借助于预浸层8将它们相互粘合。这个连接在压制中在提高的温度时(例如在180℃时)以及在压力或真空中实现。如图1部分示例性所示，在这样的压制包中，可以相互重叠地涂敷20个结构2。在各个结构2之间设置隔板复合元件1，其中隔片3负责所生产的多层印刷电路板的平滑、整齐的表面。
在所限定的压制循环期间，预浸层8的合成树脂开始流动。通过设置防粘附层或隔层6防止层8的树脂到达隔片或一般的隔板3，并且还防止了树脂流到隔板3的边缘。
根据图2和3，设置分开的隔膜作为防粘附层6，并且这些隔膜6比隔板3大，并且比带有树脂层4的铜箔5大。如图2所示，在这种情况下，铜箔5和隔板3优选为相同大小，即使铜箔5可能很细微地小于隔板3。因为隔膜6各个侧面都伸出隔板3，所以可以接住流动的树脂。为了使树脂也不能在隔膜6之间到达隔板3，隔膜6沿着粘接缝9借助于压敏胶粘剂、丙烯酸胶粘剂或熔化胶粘剂(Schmelzkleber)相互连接。由此，隔板3被封闭在囊状相互连接的隔膜6之间，即隔板3在隔膜囊中，其中隔板在这个隔膜囊中被自由活动地设置。
另一方面，铜箔5也借助于胶粘剂，例如熔化胶粘剂，尤其是热熔胶粘剂或丙烯酸胶粘剂，以粘接缝10的形式粘附在隔膜6上。
图4表示为了更好的显示(没有阴影线)的、隔板3的示例性截面，隔板3具有特别的、新颖的复合结构。具体地，设置由高导热性金属，例如铝或铜，构成的隔层或核心层3.1，并且这个核心层3.1在两个面表面地通过滚动电镀，一般为冷电镀，与外面的金属层3.2相连，金属层由与核心层3.1相比硬的金属构成，例如由特殊钢、碳素钢，或者镍等金属构成。在通过冷电镀将这些表面的硬金属层3.2涂敷在核心层3.1上时，导致两种金属的熔接，由此产生稳定的、平面连接。在完成的隔板3中，这个稳定的平面连接导致了，由相对(即相对于表面的金属层3.2)导热好的金属所构成的核心层3.1被加热时不再能够以与它们自由存在的情况下那样的程度膨胀，即产生了对应于由硬金属构成的那些表面金属层3.2的热膨胀。
在一个例子中，隔板3包括厚度大约为0.35mm的、由铝构成的核心层3.1，核心层两面上设置有厚度约为0.075mm的、由特殊钢构成的表面金属层。由此得到了小于单独的铝(或铝合金)的组合导热性，但是这个组合导热性却在铝的导热性的数量级中，即相对于210W/m.K大约为170W/m.K。另一方面，这种复合隔板3的组合热膨胀基本对应于钢的热膨胀，尤其是特殊钢或碳素钢，即例如为铝的热膨胀的1/25到1/50。
在实际测试中经受住考验的另一个具体例子在隔板总厚度为0.5mm时具有以下构造0.05mm特殊钢(或钢)0.40mm铝0.05mm特殊钢(或钢)由此，得到以下物理值，借助于这些物理值说明该复合隔板的意义
如图4所示，复合隔板3还可以在表面的两个面上设置有表面润滑剂层3.3，其中这个润滑剂层可以以已知的方式在链烯烃基础上被设置。
包括不同金属的这种复合隔板3可以用于如图1至3所述的隔板复合元件中，但是它当然也可以以相同方式在现有技术中，例如根据US 5 356 474 A，已知的单独结构中的压制包中使用。特别地，该复合隔板3带来了这样的优点，即本身相互矛盾的效果的组合，即一方面高强度和表面硬度以及另一方面好的导热性，以便在压制单层以生产印刷电路板元件时保证环氧树脂快速、均匀的液化，以及防止图像转移或表面损坏，还保证隔板3的重复使用。
权利要求
1.用于通过压制单层生产印刷电路板元件的隔板(3)，所述隔板(3)包括金属核心层(3.1)和所述核心层至少一个面上的涂层，其特征在于，所述核心层(3.1)上的涂层由通过冷电镀而涂敷在所述核心层上的表面金属层(3.2)构成，所述表面金属层由与所述金属核心层相比具有高表面硬度的金属构成，而所述金属核心层(3.1)由与所述表面金属层(3.2)相比导热好的金属构成。
2.根据权利要求1的隔板，其特征在于，所述核心层(3.1)在两个面上包括通过冷电镀所涂敷的、具有相对高表面硬度的表面金属层(3.2)。
3.根据权利要求1或2的隔板，其特征在于，所述表面金属层(3.2)是通过滚动电镀涂敷的。
4.根据权利要求1至3中任一项的隔板，其特征在于，所述表面金属层(3.2)由钢，例如特殊钢或碳素钢构成。
5.根据权利要求1至3中任一项的隔板，其特征在于，所述表面金属层(3.2)由镍构成。
6.根据权利要求1至5中任一项的隔板，其特征在于，所述核心层(3.1)由铝构成。
7.根据权利要求1至5中任一项的隔板，其特征在于，所述核心层(3.1)由铜构成。
8.根据权利要求1至7所述的隔板，其特征在于，所述核心层(3.1)厚度为大约0.35mm。
9.根据权利要求1至8中任一项的隔板，其特征在于，所述表面金属层(3.2)厚度为大约0.075mm。
10.根据权利要求1至9中任一项的隔板，其特征在于，在所述表面金属层(3.2)上涂敷润滑剂(3.3)，例如基于链烯烃的润滑剂。
全文摘要
本发明公开了用于通过压制单层而生产印刷电路板的隔板(3)，该隔板包括金属核心层(3.1)和核心层的至少一个表面上的涂层，其中核心层(3.1)上的涂层由通过冷电镀而涂敷在核心层上的、由金属构成的表面金属层(3.2)形成，该金属与金属核心层(3.1)相比具有更大的表面硬度，相反，金属核心层(3.1)是由与表面金属层(3.2)相比导热好的金属构成。
文档编号B32B37/00GK1732725SQ200380107341
公开日2006年2月8日 申请日期2003年12月29日 优先权日2002年12月27日
发明者额恩斯特-迪耶特·巴克豪斯 申请人:C2C印刷电路板技术有限公司