用于评估层压板机加工性能的设备和方法技术

一种通过可再现的压痕以及对由此产生的层压板试件的脱层区域的分析来评估环氧树脂层压板的机加工性能特别是钻孔性能的设备和方法。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及利用可再现的压痕以及对压痕装置导致的试件脱层区域的分析来评 估环氧树脂层压板试件的机加工性能的设备和方法。本专利技术提供一种以非常廉价且快捷的 方式对层压板试件实际钻孔性能进行非常好的关联。
技术介绍
用于制作印刷电路板的电气层压板产品通常包括以处于加强纤维玻璃衬垫内的 热固性环氧树脂基体制成的多层组件。印刷电路板通常被板上的钻孔穿透，从而在板上提 供钎焊连接部。通常，电气层压板产品诸如那些以环氧树脂制成的产品，具有较高的耐热性， 但是也高度交联并展现出脆性。因此，需要评估这种以各种环氧树脂材料制成的层压板的钻 孔性能，从而确定这种层压板是否足以承受印刷电路板制造过程中的钻孔步骤的严酷条件。层压板的性能是以下各项相结合的结果用来制作层压板的环氧的断裂属性；组 件的刚性以及环氧基体与加强纤维玻璃衬垫的粘性。构成层压板的料层的脱层揭示出层压 板在局部压力下扩展裂纹的不利倾向。在用于高温环氧树脂的环氧工业中存在急迫的需 求，因为在工业中这种树脂用于无铅钎焊工业。但是，主要担心的是，随着环氧退化温度升 高，也增大了环氧的脆性。脆性可能导致脱层或者钻孔过程中层压板剥落。在环氧工业中， 对方便的钻孔性能测试或筛选方法存在需求。环氧层压板的钻孔性能目前通过高成本的测试过程来评估，这些测试过程包括利 用实际上昂贵的工业级层压板钻孔设备对制造的层压板钻孔。获取这种层压板制造商的 钻孔设备并不容易实现。还可能花费较长时间来获取这种钻孔性能结果，因为需要对高放 大率的图片上大量小型钻孔进行分析。钻孔设备无法获取，使得原料供应商诸如环氧树脂 生产商难于检查以原料配方制成的最终复合物的真实性能。环氧层压板的“钻孔性能”以 钻头的使用寿命来表征，就是说，断裂前钻头可以承受的冲击次数。另一种表征环氧层压板 “钻孔性能”的方法是多次冲击之后，钻头的磨损量，磨损量以侧翼磨损量来表征。这种量化 评估是利用层压板钻孔设备来实现的。工业上仍在寻求方便快捷地测试层压板试件的廉价 方式，以便快速有效地确定电气层压板的机加工性能。因此，希望提供一种测试层压板的设 备和方法。希望提供一种不需要对试件实际钻孔而评估层压板试件的钻孔性能的设备和方 法。还希望提供这样一种设备和方法，其可以从环氧树脂制成的层压板试件来测量环氧树 脂的性能，而不必使用钻孔工具。进一步希望提供一种评估以任何环氧树脂配方特别是以具有高退化温度的环氧 树脂制成的环氧层压板的机加工性能(即，钻孔性能、铣削、上胶(sizing)和切削)的低成 本快捷方法。现有技术并没有教导或公开这种低成本快捷方法来筛选用于制作电气层压板 的配方。现有技术仅公开了需要耗费时间进行尝试的全面钻孔测试。
技术实现思路
本专利技术指导一种用来测试层压板复合件的新颖设备和方法，包括利用局部变形在层压板中形成脱层和利用冲孔装置在层压板上形成断裂，然后检查层压板的破坏程度。层 压板上的脱层区域越大，则用于制作层压板的特定树脂在层压板经历钻孔过程之后显示出 缺陷的可能性就越大。在一种实施方式中，用来测试层压板试件的钻孔性能的设备包括(a)层压板试件 接收组件，所述层压板试件接收组件能提供处于设置位置的试件，用于测试；和(b)用于让 所述层压板试件至少一个表面上形成压痕的压痕装置。在本专利技术的另一种实施方式中，所述设备包括(a)基座；(b)用于保持所述试件 的保持装置，所述试件保持装置安装在所述基座上，所述试件保持装置包括杯形构件，用于 将所述层压板试件抵靠所述杯形构件保持铅直对齐；(c)用于垂直于所述试件一侧的平面 冲压所述试件以导致所述试件出现压痕和变形的杆装置；和(d)用于相对于所述试件往复 促动所述杆装置的促动装置，所述促动装置安装在所述基座上。本专利技术设备的设计方案允 许低成本地评估环氧层压板的机加工性能(即，钻孔性能、铣削、上胶和切削)。该设备用于 实施可再现的压痕。由所述压痕在所述层压板上导致的脱层区域与所述层压板的机加工性 能相关。所述层压板的所述性能是以下特性的组合结果环氧的断裂特性、层压板组件的刚 性、和环氧基体与加强玻璃纤维的粘性。本专利技术的设备的良好限定的设置以及使用马达来实现压痕，较之类似但非马达化 的方法，带来结果的优良再现性。附图说明为了例述本专利技术，附图示出了目前优选的本专利技术的形式。但是，应该理解，本专利技术 并不限于示于附图中的精确布置和结构。图1是本专利技术的设备的透视图；图2是本专利技术的设备的透视局部分解视图；图3是本专利技术的设备一部分的透视图的照片，示出了层压板试件“夹持”即保持在 所述设备的杆构件和杯形构件之间的固定位置；图4是抵靠所述试件压紧杆构件的头部部分而使所述试件变形之前，本专利技术的设 备的杯形构件和杆构件的侧视图，包括连接到所述杯形构件的试件；图5A是在所述层压板变形之前，“夹持”即保持在本专利技术的杯形构件和杆构件的头 部部分之间的位置的层压板试件的截面图；图5B是层压板试件的截面图，施压载荷抵靠本专利技术的设备的杯形构件和杆构件 的头部部分之间的图5A所示层压板试件施加，示出了所述层压板试件出现预定量的压痕 或变形；图6A是利用本专利技术的设备和方法使层压板试件变形之前，所述层压板试件的显 微照片；图6B是图6A所示层压板试件的显微照片，在利用本专利技术的设备和方法进行测试 之后，示出了良好且可接受的机加工性能特性；图7A是利用本专利技术的设备和方法变形之前，层压板试件的显微照片；和图7B是图7A所示层压板试件的显微照片，在利用本专利技术的设备和方法进行测试 之后，示出了不可接受的机加工性能特性。具体实施例方式在以下详细描述中，将参照本专利技术的优选实施方式描述本专利技术的具体实施方式。 但是，对于本技术的特定实施方式或者特定用途，以下描述所达到的程度来说，目的仅仅是 例述性质，并仅仅提供对示例实施方式的简要描述。因此，本专利技术并不限于以下所述的具体 实施方式，而是相反，本专利技术包括落入附带的权利要求书的真实范围内的全部替代方案、改 型方案和等同方案。除非另行指明，对于材料、化合物或者组分的引述包括所述材料、化合物或组分本 身以及结合其他材料、化合物或者组分诸如化合物的混合物或者组合物。文中所用，单数形式“一”、“一”和“所述”包括复数形式，除非文中清楚地另行表 明。参照附图时，类似的附图标记指代类似的元件。图1示出了本专利技术的筛选或测试设备的一种实施方式，该实施方式一般由附图标 记100指代。根据本专利技术，测试机器或者设备100用来测试层压板50测试样本或测试试件 的机加工性能和钻孔性能强度。术语“机加工性能”在文中用来指代测试样本进行切削或 改变尺寸而不出现切削缺陷的程度，所述切削缺陷诸如但不限于边缘毛刺或脱皮。术语“钻 孔性能”在文中用来指代测试样本进行钻孔而不出现缺陷的程度，所述缺陷诸如但不限于 在钻孔操作形成的孔周围脱层或者在钻孔周围模糊(smear)。为了便于测试，测试设备100 包括试件接收组件，其一般由附图标记20来指代，用来接收试件50并将试件50保持在位 置上，并牢固地就位，准备让试件50接受来自一般以附图标记30指代的杆组件的压力或冲 压载荷。杆组件30由促动装置组件促动，所述促动装置组件一般以附图标记40指代。参照图1至3，图中示出了适合评估矩形(优选方形)的纤维加强环氧树脂层压 板5本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用来测试层压板试件的机加工性能和／或钻孔性能的设备，包括：（ａ）层压板试件接收组件，所述层压板试件接收组件能提供处于设置位置的试件，用于测试；和（ｂ）用于让所述层压板试件至少一个表面上形成压痕的压痕装置。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】US 2008-1-9 61/019,856一种用来测试层压板试件的机加工性能和/或钻孔性能的设备，包括(a)层压板试件接收组件，所述层压板试件接收组件能提供处于设置位置的试件，用于测试；和(b)用于让所述层压板试件至少一个表面上形成压痕的压痕装置。2.如权利要求1所述的设备，其特征在于，所述层压板试件铅直设置在所述试件接收 组件内，并垂直设置到所述压痕装置。3.如权利要求1所述的设备，其特征在于，所述层压板试件接收组件包括具有口部的 杯形构件，并且所述层压板试件铅直对准地定位在所述杯形构件的所述口部的平面上。4.如权利要求1所述的设备，其特征在于，所述压痕装置包括杆构件和杆促动装置，所述杆促动装置用于相对于所述试件的表面 的铅直平面沿着垂直方向向所述试件促动所述杆装置并促动所述杆装置离开所述试件，所 述杆构件能抵靠所述层压板试件垂直于所述试件的所述铅直平面提供载荷，以使所述试件 发生变形。5.如权利要求1所述的设备，其特征在于，所述层压板试件接收组件和所述压痕装置安装到基座构件，以使所述设备可以制作成 便携式设备。6.如权利要求4所述的设备，其特征在于，所述杆构件具有远端和近端，其中所述远端 压靠所述试件，而所述近端附连到所述杆促动装置。7.如权利要求1所述的设备，其特征在于，所述杯形构件为柱状，并且具有与圆形基座 成整体的柱状壁，以形成形状为圆形的开放杯形口部。8.如权利要求4所述的设备，其特征在于，所述压痕装置包括U形支架构件和U形通 道构件，并且所述杆构件是螺纹杆构件并穿过U形支架构件的一条臂上的螺纹孔而螺纹连 接...

【专利技术属性】
技术研发人员：哈梅德莱克鲁特，斯蒂芬妮安德森，卢多维克瓦利特，尼克希尔弗吉斯，
申请(专利权)人：陶氏环球技术公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]