采用发泡工艺和丙烯酸纤维制造的用于生产印刷电路板的基础丝网制造技术

一种至少由一层非编织片或丝网层制成印刷电路板。该层至少包括５０％重量的丙烯酸纤维，其余则基本上是不导电纤维、填料和胶合剂。该片或丝网有选地采用发泡工艺优先制造，并且可以含６０－８０％的纯聚丙烯腈纤维和４０－２０％的浆状纤丝聚丙烯腈纤维。该片或丝网采用热压延法压缩，以使其密度达到０．１－１ｇ／ｃｍ↑［３］，基本重量约为２０－１２０ｇ／ｍ↑［２］。此外，该片或丝网还可以基本上含有１－４０％的不导电的有机或无机胶合剂，也可以基本上完全不含胶合剂。另外用这些非编织片或丝网层制成的印刷电路板是常规的，其包括预浸材料、导电元件和电子组件，该印刷电路板与编织玻璃和非编织芳族聚酸胺产品相比，性能得以大大改进，它提高了纤维的稳定性，简化了线路板结构，改善了ＭＤ／ＣＤ的比率和稳定性。（*该技术在2020年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

技术介绍
及概述印刷电路板(也被称为印刷线路板或PWB)，主要采用常规玻璃纤维与不导电填料制成。然而由于发现芳族聚酸胺纤维比玻璃纤维性能更优越，人们对用芳族聚酸胺纤维或者它与玻璃纤维的混合物来制造印刷电路板的兴趣日益浓厚。如杜邦化学公司就使用自己的芳族聚酸胺纤维品牌(“THERMOUNT”)制造印刷电路板。杜邦公司采用通常的液体安置工艺(liquid laid process)制造芳族聚酸胺PCB，该工艺适用于非编织丝网生产，使用网孔元件(foraminous element)，如金属丝。为更有效地应用液体安置工艺，使用芳族聚酸胺纤维生产非编织丝网，杜邦公司采用不同长度和直径的芳族聚酸胺纤维混合物，其中一些可以是纤丝的，试图生产出通用的，能大批量生产的印刷电路板。然而采用常规对芳族聚酸胺纤维(即“纯的”)生产的芳族聚酸胺非编织片或丝网，还存在许多与水安置工艺water laid process)相关的难题。常规的芳族聚酸胺印刷电路板和构成这种印刷电路板的非编织丝网形成的层，有许多值得注意的问题。这些问题包括不能按客户希望自由均匀地分散芳族聚酸胺纤维，而一般芳族聚酸胺纤维片是定向的。这种定向性在成品的机械方向和与机械方向相交的方向产生不同的热膨胀系数，还产生与浸透片相关的磨损特性。此外这样的板很难操作，不但要求用户具有相当丰富的操作经验，而且这种板很容易受潮，以至于一些客户使用前得在炉中烘烤各卷，驱除湿气。在制造过程中，还要特别注意避免产生串皱纹(chain wrinkle)、侧平(lay flat)和其它在成型、压延和卷紧时可能产生的不需要的性能。另外还有导电粒子污染问题，它会降低所生产丝网的电性能。根据本专利技术的印刷电路板层，该印刷电路板的生产方法，与常规的基于芳族聚酸胺和玻璃的印刷电路板相比，在本质上是有利的。按照本专利技术，它优选地采用发泡工艺，如美国专利5,904,809所述(其公开内容在此引入作为参考)。根据专利技术，用于PWB结构的原纤维是丙烯酸纤维，具体而言一种高密度纤维例如聚丙烯腈。根据本专利技术，已经发现丙烯酸纤维在PWB生产中具有极高地优越性。按照本专利技术的另一方面，这种非编织片或丝网可以使用发泡工艺制造。发泡工艺处理纤维如丙烯酸纤维时效率很高，能形成更加均匀的丝网，并且允许纤维比水安置工艺生产丝网时混合程度更高。在生产含丙烯酸纤维的印刷电路板层中，纤维的混合也许特别重要。常规的不导电纤维(如塑料或玻璃颗粒)能够被混合到泡沫里并且均匀地分布于最终所生产的丝网里。此外应用发泡工艺生产的片或丝网所含纤维密度，可以比利用液体安置工艺更加紧密地被调节，其他的纤维如丙烯酸纤维和玻璃纤维也许很容易被混合，而且整个发泡工艺成本低而且能量效率高。利用本专利技术可以生产印刷电路板和用于印刷电路板的层，它们含有至少50％的丙烯酸纤维，最好是大约60-80％的长度约3-12毫米，直径约为6-15微米的纯高密度丙烯酸纤维，和大约40-20％的纤丝状的丙烯酸纤维(如浆状纤维)。按照本专利技术可以生产基本上100％的丙烯酸纤维板和层，但一般至少还存在一些其它的非导电纤维，像玻璃纤维，或芳族聚酸胺纤维，或非导电填料，以及0-40％的无机或有机非导电胶合剂。按照本专利技术生产的片或丝网一般最好要被致密化或压缩(如通过使用常规的热压延辊)使其密度范围约0.1-1g/cm3，基本重量范围约20-120g/m2。该片或丝网可以是无胶合剂的，或可以包含重量约1％-40％(最好小于20％)的基本上不导电的无机或有机胶合剂。按照本专利技术另一方面所生产的印刷电路板包含下列组件多个基本上不导电的衬底层，和设置在层上或在至少一层衬底层之间的导电线路元件；在预浸处理以前，至少有一个层含有一个非编织层，该层包含至少50％重量的丙烯酸纤维。大多数的印刷电路板采用三到六个层制成，尽管也有相当数量的印刷电路板用七到八个层制成，此外还有许多的印刷电路板由九个或更多的层制成。使用的预浸材料完全是常规材料，通常是环氧树脂，并且，导电线路元件也完全是常规的(依照原来的定位)，其通常包括带状铜线，电线，或沉积物，或其它具有类似物理结构的的导电材料如银。一般至少一个含丙烯酸纤维的层是由发泡工艺生产(尽管也可以用液体安置工艺生产)，并且在预浸处理以前可以至少含有重量约9 0％的丙烯酸纤维。在预浸处理以前，各个衬底层密度可以是0.1-1g/cm3，并且印刷电路板通常含有多个的电子组件(例如计算机芯片，二极管，电阻等)，采用完全常规技术将这些组件连接到印刷电路板衬底上和连接到导电线路元件上。根据本专利技术的另一方面，生产印刷电路板所述的方法包括下列步骤(a)生产一个非编织片或丝网，其中含有重量至少达50％(基本上高达1 0 0％)的丙烯酸纤维，其余至少基本上是不导电纤维、填料和胶合剂中的一个。(b)对(a)的片或丝网进行致密化(例如热压延)。(c)利用(a)的片或丝网形成印刷电路板层。(d)把其它的基本上不导电层和(c)的层结合起来。(e)在(c)的层上或至少一层的层之间设置导电线路元件。也可以是在(c)和(d)之间进行，(f)通过向(c)层里注入树脂或其它类似的物，在(c)层形成一个预浸层。(g)固化(d)-(f)产生的预浸层，从而生产出印刷电路板。步骤(b)是常规的，典型方法是在200℃以上温度和至少500psi的压力下使用压延辊完成。常规的步骤还包括将片或丝网分层以生产印刷电路板(c)，形成预浸层(f)，把其它的不导电层与(c)的层结合(d)，(e)形成导电线路元件，以及固化(g)。此外最好还有另外的常规步骤对(g)的线路板施加机械作用(h)；(i)将电子组件与(h)的印刷电路板和线路元件进行电和物理连接。实施本专利技术时，发泡工艺优先进行步骤(a)。并且(a)和(b)都是通常用来制造密度约0.1-1g/cm3的片或丝网，并且一般进行(a)时使用约40-20％的纤丝的丙烯酸纤维(比如约30％)，和约60-80％纯高弹性的丙烯酸纤维。基本上，不使用胶合剂，或者使用重量约1-40％的无机或有机非导电胶合剂。同现有技术相比，按照本专利技术方法的衬底和根据本专利技术所述的方法所生产的衬底都是有优势的。这些优势是.比芳族聚酸胺纸或编织玻璃好得多的树脂浸渍性。.改善了树脂注入期间的纤维强度并且减少了纤维绒毛的产生。.在衬底形式，和预浸注入或形成层状时更容易切割。.易于进行激光切割和钻孔，因为玻璃比本专利技术的非编织物吸收较多的激光能量。.吸潮能力与芳族聚酸胺纸相比较低。.改善了尺寸稳定性。.改善了MD/CD的比和稳定性。.与玻璃纤维相比重量轻；以及.对预浸处理树脂具有良好的附着力，通常用于分层生产。本专利技术的主要目的是生产包含层的丙烯酸纤维，以及用这样的一个或更多的层形成印刷电路板。与通用的玻璃和含层或线路板的芳族聚酸胺纤维相比，本专利技术提高了适用性和(或)方便性，并降低了生产成本。从对本专利技术的详细描述以及所附的权利要求中，可以本专利技术的这些和其它目的有更清楚的了解。附图详述附图说明图1用图示意说明一种优选的生产印刷电路板所述的方法10，该印刷电路板至少有一个含丙烯酸纤维的层。根据本专利技术的第一步骤最好是应用发泡工艺生产丝网或片，虽然也可以采用湿法贮存工艺进行生产，如图1的中11。提供了来自源12的丙烯酸纤本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种印刷电路板，该印刷电路板包含：多个基本上不导电的衬底层；至少所述层中的一层在预浸处理之前含有一层含纤维的非编织层，并且该纤维至少包含５０％重量的丙烯酸纤维；和在所述衬底层上或所述衬底层中的至少一层之间装有导电电路元件。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：R科姆莱尼克，K伦内尔斯，K雷克曼，H萨贝尔，
申请(专利权)人：阿尔斯特罗姆玻璃纤维有限公司，
类型：发明
国别省市：FI[芬兰]