DE3811467A1 - Verfahren und anlage zur kontinuierlichen herstellung von bahnfoermigem basismaterial fuer leiterplatten - Google Patents

Description

Die Erfindung geht aus von einem Verfahren zur kontinuier­ lichen Herstellung von bahnförmigem Basismaterial für Leiter­ platten, wobei mehrere Bahnen aus mit einem wärmehärtbaren Kunstharz ausgerüsteten Glasfaserbahnen sowie zumindest eine Metallfolienbahn zu einem Bahnaggregat mit oberseitig und/oder unterseitig abdeckender Metallfolienbahn zusammengeführt wer­ den und das Bahnaggregat in eine kontinuierlich arbeitende Durchlaufpresse mit über Umlenktrommeln umlaufenden Preßbän­ dern, die an den einlaufseitigen Umlenktrommeln ein Einlauf­ maul bilden, eingeführt wird, wobei das Bahnaggregat in einem Preßbereich der Durchlaufpresse unter Anwendung von Druck und Wärme zu dem Basismaterial verdichtet und dieses in der Durchlaufpresse und/oder hinter der Durchlaufpresse abgekühlt und weiterverarbeitet wird (vgl. Siempelkamp Bulletin, Mai 1983, Seite 4, Seite 9, Absatz 3.2.). Die Erfindung geht fer­ nerhin aus von Durchlaufpressen, die für die beschriebenen Maßnahmen besonders geeignet sind (vgl. DE 31 19 529 und DE 34 32 548). Bei den Glasfaserbahnen handelt es sich insbes. um Glasfasergewebebahnen. Die Metallfolienbahn ist im allge­ meinen eine Kupferfolienbahn. Im Rahmen der Erfindung kann mit den verschiedensten wärmehärtbaren Kunstharzen gearbeitet werden. Insbes. wird mit Epoxidharzen gearbeitet (vgl. "Hand­ buch der Leiterplattentechnik", 1982, Seiten 25 bis 52), wobei vorgefertigte Ausgangsbahnen, sogenannte Prepregs, die von der chemischen Industrie beigestellt werden, in das Verfahren eingeführt werden, bei denen sich das Epoxidharzsystem im sogenannten B-Zustand befindet. Die bekannten Maßnahmen haben sich bewährt. Eine besondere thermische Vorbehandlung der Glasfaserbahnen bzw. der Metallfolienbahn oder Metallfolien­ bahnen ist nicht erforderlich. Die Glasfaserbahnen können vielmehr so, wie sie angeliefert werden, in die Durchlauf­ presse eingeführt werden. Probleme treten jedoch auf, wenn mit sehr dünnen Metallfolienbahnen von beispielsweise ... µm gearbeitet wird. Hier kommt es insbes. bei hohen Durchlauf­ geschwindigkeiten vor, daß die Metallfolienbahn sich verwirft, z. B. Längsfalten oder Dopplungen zeigt. Insoweit wird Aus­ schuß fabriziert. Das gilt auch für eine andere Verfahrens­ weise (US 46 70 080) bei der die Prepregs nicht so, wie sie angeliefert werden in die Durchlaufpresse eingeführt, sondern zunächst einer drucklosen Vorheizung unterworfen werden, wo eine thermische Vorbehandlung so erfolgt, daß das Epoxidharz­ system den B-Zustand verläßt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das eingangs be­ schriebene Verfahren so zu führen, daß selbst bei Verwendung von sehr dünnen Metallfolienbahnen und hoher Durchlaufgeschwin­ digkeit die beschriebenen Verwerfungen nicht auftreten. Der Erfindung liegt fernerhin die Aufgabe zugrunde, eine Anlage anzugeben, die für die Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens besonders geeignet ist.

Zur Lösung dieser Aufgabe lehrt die Erfindung, daß die Metall­ folienbahn und die zugeordnete Glasfaserbahn vor dem Einlau­ fen in den Preßbereich zu einer Doppelbahn stoffschlüssig vereinigt werden und die Doppelbahn mit den übrigen Glasfa­ serbahnen zu dem Bahnaggregat zusammengeführt wird, welches in den Preßbereich eingeführt wird. Bei der Doppelbahn kann es sich um ein Vorprodukt handeln, welches zu anderer Zeit und ggf. an einem anderen Ort hergestellt worden ist und in das erfindungsgemäße Verfahren eingeführt wird. Bei der Dop­ pelbahn kann es sich aber auch um ein Aggregat handeln, wel­ ches im Rahmen des Verfahrens insgesamt als integraler Be­ standteil verwirklicht wird. Stets kann man die stoffschlüs­ sige Verbindung zwischen der Glasfaserbahn und der Metallfo­ lienbahn kontinuierlich herstellen. Die stoffschlüssige Ver­ bindung wird zweckmäßig mit geringen Andrückkräften zwischen den beiden Bahnen und bei nicht zu hoher Temperatureinwir­ kung durchgeführt.

Die Erfindung geht von der Erkenntnis aus, daß die eingangs beschriebenen Verwerfungen auf Relativbewegungen zwischen der Metallfolienbahn und der zugeordneten Glasfaserbahn be­ ruhen, die zustandekommen, wenn das Bahnaggregat in den Preß­ bereich eingeführt wird. Überraschenderweise treten die Ver­ werfungen nicht mehr auf, wenn in der beschriebenen Art und Weise mit einer Doppelbahn aus der Metallfolienbahn und zu­ geordneten Glasfaserbahn gearbeitet wird. - Der Begriff stoff­ schlüssige Verbindung besagt im Rahmen der Erfindung, daß eine adhäsive Verbindung oder Verklebung durchgeführt wird. Es ist ausreichend, daß die Metallfolienbahn und die zuge­ ordnete Glasfaserbahn an zahlreichen einzelnen Punkten, die auch sehr dicht beieinander liegen, miteinander vereinigt sind. Man kann jedoch auch ein vollständiges Aufkaschieren durchführen, jedoch zweckmäßig so, daß das Kunstharzsystem noch nicht vollständig aushärtet. Das verbessert den Verbund mit den weiteren Glasfaserbahnen in der Durchlaufpresse. Eine bevorzugte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens ist dadurch gekennzeichnet, daß die stoffschlüssige Verbin­ dung zwischen der Metallfolienbahn und der zugeordneten Glas­ faserbahn mit Hilfe des wärmehärtbaren Kunstharzes der Glas­ faserbahn durch vorsichtige Anwendung von Druck und Wärme hergestellt wird, ohne daß dabei schon störende Veränderungen des Kunstharzsystems herbeigeführt werden. Es besteht aber auch die Möglichkeit, die stoffschlüssige Verbindung mit ei­ nem fremden Bindemittel durchzuführen.

Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung, die sich sehr bewährt hat, weil eine sehr glatte Doppelbahn entsteht, ist dadurch gekennzeichnet, daß die Metallfolienbahn und die Glas­ faserbahn unter Zugspannung zusammengeführt und zur Doppel­ bahn stoffschlüssig vereinigt werden. Das kann auf verschie­ dene Weise geschehen. Durch Einfachheit und Funktionssicher­ heit ausgezeichnet ist eine Ausführungsform, die dadurch ge­ kennzeichnet ist, daß die Metallfolienbahn und die Glasfa­ serbahn über ein Teilstück des Umfanges einer synchron mit den Bahnen rotierenden Trommel geführt werden, an deren Trom­ melmantel die Metallfolienbahn mittelbar oder unmittelbar anliegt und daß dadurch die stoffschlüssige Verbindung herge­ stellt wird, z. B. durch Beheizung des Trommelmantels bzw. der Trommel. In der Ausführungsform, bei der mit einer Durch­ laufpresse gearbeitet wird, die Metallbänder, insbes. Stahl­ blechbänder, als Preßband aufweist, die sich im Preßbereich erwärmen und folglich auf dem Umlaufweg Wärme mitführen, wird die vorbeschriebene Ausführungsform zweckmäßigerweise so ver­ wirklicht, daß die Metallfolienbahn sowie die Glasfaserbahn unter Vorspannung über ein Teilstück des Umfanges des Preß­ bandes im Bereich der zugeordneten einlaufseitigen Umlenktrom­ mel des Preßbandes geführt werden und dadurch die stoffschlüs­ sige Verbindung hergestellt wird. Zu besonders guten Ergebnis­ sen kommt man im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens, wenn die übrigen Glasfaserbahnen thermisch ungestört in den Preßbereich einlaufen. Dazu lehrt die Erfindung, daß die übri­ gen Glasfaserbahnen beim Einlaufen in die Durchlaufpresse, d. h. insbes. im Bereich des Einlaufmauls, durch die Metall­ folienbahn und die zugeordnete Glasfaserbahn gegen die Umlenk­ trommel und das darüber geführte Preßband abgeschirmt und dadurch frei von störender Wärmestrahlenbeeinflussung gehal­ ten werden. Die Glasfaserbahnen bleiben dabei im Einliefe­ rungszustand. Es versteht sich, daß die beschriebenen Ver­ fahrensmaßnahmen sich sowohl verwirklichen lassen, wenn das Basismaterial nur einseitig mit einer Metallfolie kaschiert werden soll, als auch dann, wenn eine beidseitige Kaschierung durchgeführt wird.

Gegenstand der Erfindung ist auch eine Anlage für die Durch­ führung des beschriebenen Verfahrens. In anlagentechnischer Hinsicht kommt es darauf an, daß die Temperaturerwärmung des Bahnaggregates, welches in den Preßbereich einläuft, sehr definiert und gleichmäßig erfolgt. Dazu ist die erfindungs­ gemäße Anlage gekennzeichnet durch die Verwendung einer kon­ tinuierlich arbeitenden Presse zum Verpressen von Preßgutbah­ nen mit Pressengestell, oberem Pressentisch und unterem Pres­ sentisch sowie mit endlos über Umlenkeinrichtungen geführtem oberen Stahlblechpreßband, entsprechend über Umlenkeinrich­ tungen geführtem unteren Stahlblechpreßband, welche Stahl­ blechpreßbänder im Preßbereich an Heizplatten und/oder Kühl­ platten anliegen und einen Preßspalt bilden, wobei im Preß­ bereich zwischen den Pressentischen und den Stahlblechpreß­ bändern jeweils ein Stangenlager aus mit Abstand voneinander angeführten Rollstangen angeordnet ist, die ihrerseits mit Hilfe einer oberen sowie einer unteren Stangenumlaufeinrich­ tung über einen Umlaufweg geführt sind, als Durchlaufpresse für das Bahnaggregat, wobei die Rollstangen einen Durchmesser im Bereich von 13 bis 20 mm, vorzugsweise von etwa 18 mm, und beim Abwälzen im Preßbereich im statistischen Mittel ei­ nen Abstand von nicht größer als 2 mm aufweisen. In weiterer Ausbildung ist diese Anlage gekennzeichnet durch eine ein­ laufseitig der Umlenkeinrichtung vorgeschaltete Vorrichtung zum Anlegen der Metallfolienbahn und der zugeordneten Glasfa­ serbahn mit vorgegebener Umschlingung und vorgegebener Zug­ spannung an das die einlaufseitige Umlenkeinrichtung umlaufen­ de Stahlblechpreßband, wobei der Umschlingungswinkel und die Zugspannung steuerbar bzw. regelbar sind. Dabei kann das Stahlblechpreßband die für die stoffschlüssige Vereinigung von Metallfolienbahn und zugeordneter Glasfaserbahn erfor­ derliche Temperatur aufweisen und/oder die Umlenkeinrichtung beheizbar sein. - Im Rahmen der Erfindung ist stets die der Metallfolienbahn zugeordnete Glasfaserbahn mit der Metall­ folie vereinigt. Die Glasfaserbahn kann ihrerseits aus meh­ reren Lagen bestehen. Auch können der Doppelbahn weitere Glas­ faserbahnen zugeführt und mit der Doppelbahn vor dem Einlau­ fen in den Preßbereich unter Anwendung von Druck und Wärme vereinigt werden. Endlich lassen sich alle Glasfaserbahnen entsprechend in zwei Teil-Bahnaggregate aufteilen. Die Er­ findung erreicht stets besondere Vorteile in bezug auf die Vermeidung von Verwerfungen der Metallfolienbahn. Tatsächlich führt das beschriebene Verfahren dazu, daß die Doppelbahn auf der Seite, auf der sich die Metallfolienbahn befindet, konkav gekrümmt ist. Beim weiteren Einlaufen in die Doppel­ bandpresse erfolgt ein Zurückbiegen in die Ebene. Das erzeugt in der Metallfolienbahn Zugspannungen, was Verwerfungen si­ cher verhindert.

Im folgenden wird die Erfindung anhand einer lediglich ein Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung ausführlicher erläutert. Es zeigen

Fig. 1 ein Schema des erfindungsgemäßen Verfahrens,

Fig. 2 in Seitenansicht einen Ausschnitt aus einer Anlage zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens.

In der Fig. 1 erkennt man, daß mehrere Bahnen aus mit einem wärmehärtenden Kunstharz ausgerüsteten Glasfaserbahnen 1 sowie zwei Metallfolienbahnen 2 zu einem Bahnaggregat B zusammen­ geführt werden, welches oberseitig und unterseitig als Abdec­ kung die Metallfolienbahn 2 aufweist. Dieses Bahnaggregat B läuft in eine in Fig. 1 nur angedeutete Durchlaufpresse 3 ein, die über Umlenkwalzen 4 umlaufend geführte Stahlblech­ preßbänder 5 aufweist und an den einlaufseitigen Umlenkwalzen 4 ein Einlaufmaul 6 bildet. Zunächst werden die Metallfolien­ bahnen 2 und die jeweils zugeordnete Glasfaserbahn 1 zusammen­ geführt, und zwar so, daß durch stoffschlüssige Verbindung, z. B. durch eine entsprechende Heftverbindung, jeweils eine Doppelbahn 12 entsteht. Diese Doppelbahnen 12 werden zusammen mit den übrigen Glasfaserbahnen 1 des Bahnaggregates B unter Anwendung von Druck und Wärme zu dem Basismaterial verdichtet, nämlich in den Preßbereich 7 der Durchlaufpresse 3 eingeführt. Im Ausführungsbeispiel wird die stoffschlüssige Verbindung mit Hilfe des wärmehärtbaren Kunstharzes der Glasfaserbahnen 1 herbeigeführt.

In der Fig. 2 erkennt man eine kontinuierlich arbeitende Durch­ laufpresse 3 zum Verpressen von Preßgutbahnen mit endlos über Umlenkwalzen 4 geführtem oberen Stahlblechpreßband 5 entspre­ chend über Umlenkwalzen 4 geführtem unteren Stahlblechpreß­ band 5, welche Stahlblechpreßbänder 5 im Preßbereich 7 an Heizplatten und/oder Kühlplatten 8 anliegen und einen Preß­ spalt bilden. Im Preßbereich 7 zwischen den Pressentischen mit ihren Heiz- bzw. Kühlplatten 8 und den Stahlblechpreß­ bändern 5 ist jeweils ein Stangenlager aus mit Abstand von­ einander geführten Rollstangen 9 angeordnet, die ihrerseits mit Hilfe einer oberen sowie einer unteren Stangenumlaufein­ richtung 10 über einen Umlaufweg geführt sind. Diese Presse arbeitet als Durchlaufpresse 3 für das Bahnaggregat B, wobei die Rollstangen 9 einen Durchmesser im Bereich von 13 bis 20 mm, vorzugsweise von etwa 18 mm, und beim Abwälzen im Preß­ bereich im statistischen Mittel einen Abstand von nicht grö­ ßer als 2 mm aufweisen, was in der Fig. 2 aus Maßstabsgründen nicht erkennbar ist. Man erkennt eine einlaufseitig den Um­ lenkwalzen 4 vorgeschaltete Einrichtung 11 zur Anlage der Metallfolienbahn 2 und der zugeordneten Glasfaserbahn 1 mit vorgegebener Umschlingung und vorgegebener Zugspannung an das zugeordnete über die vorderen Umlenkwalzen 4 umlaufende Stahlblechpreßband 5. Der Umschlingungswinkel und die Zugspan­ nung sind regelbar. Auch kann mit Andrückung über eine An­ drückwalze gearbeitet werden. - Verwirklicht man die Durch­ laufpresse 3 mit den angegebenen Parametern, so ist sicher­ gestellt, daß eine sehr gleichmäßige Erwärmung des Bahnaggre­ gates B erfolgt, was in Kombination mit den schon erläuterten Maßnahmen dazu führt, daß Basismaterial hoher Qualität und frei von Falten und Verwerfungen der Metallfolienbahn bzw. der Metallfolienbahnen 2 anfällt.

Claims (10)

1. Verfahren zur kontinuierlichen Herstellung von bahnför­ migem Basismaterial für Leiterplatten, wobei
mehrere Bahnen aus mit einem wärmehärtbaren Kunstharz ausgerüsteten Glasfaserbahnen sowie zumindest eine Me­ tallfolienbahn zu einem Bahnaggregat mit oberseitig und/oder unterseitig abdeckender Metallfolienbahn zu­ sammengeführt werden und das Bahnaggregat in eine konti­ nuierlich arbeitende Durchlaufpresse mit über Umlenk­ trommeln umlaufenden Preßbändern, die an den einlauf­ seitigen Umlenktrommeln ein Einlaufmaul bilden, einge­ führt wird,
wobei das Bahnaggregat in einem Preßbereich der Durchlaufpres­ se unter Anwendung von Druck und Wärme zu dem Basismaterial verdichtet und vereinigt sowie dieses in der Durchlaufpresse und/oder hinter der Durchlaufpresse abgekühlt und weiterver­ arbeitet wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Metallfolienbahn und die zugeordnete Glasfaserbahn vor dem Einlaufen in den Preßbereich zu einer Doppelbahn stoffschlüssig vereinigt werden und die Doppelbahn mit den übrigen Glasfaserbahnen zu dem Bahnaggregat zusammengeführt wird, welches in den Preßbereich eingeführt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die stoffschlüssige Vereinigung zwischen der Metallfolienbahn und der zugeordneten Glasfaserbahn kontinuierlich hergestellt wird.

3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die stoffschlüssige Vereinigung zwischen der Metallfolienbahn und der zugeordneten Glasfaserbahn mit Hilfe des wärmehärtenden Kunstharzes der Glasfaserbahn durch Anwendung von Druck und Wärme hergestellt wird.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Metallfolienbahn und die Glasfaserbahn unter Zugspannung zusammengeführt und zur Doppelbahn stoffschlüs­ sig vereinigt werden.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Metallfolienbahn und die Glasfaserbahn unter leichter Zugspannung und damit Vorspannung über ein Teilstück des Um­ fanges einer synchron mit den Bahnen rotierenden Trommel ge­ führt werden, an deren Trommelmantel die Metallfolienbahn mittelbar oder unmittelbar anliegt, und daß dadurch die stoff­ schlüssige Vereinigung hergestellt wird.

6. Verfahren nach Anspruch 5 in der Ausführungsform, bei der mit einer Durchlaufpresse gearbeitet wird, die Metallbänder, insbes. Stahlblechbänder, als Preßbänder aufweist, die sich im Preßbereich erwärmen, dadurch gekennzeichnet, daß die Me­ tallfolienbahn sowie die Glasfaserbahn unter Vorspannung über ein Teilstück des Umfanges des Preßbandes im Bereich der zu­ geordneten einlaufseitigen Umlenkeinrichtung geführt werden und dadurch die stoffschlüssige Vereinigung hergestellt wird.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die übrigen Glasfaserbahnen beim Einlaufen in die Durchlaufpresse, d. h. insbes. im Bereich des Einlauf­ mauls, durch die Metallfolienbahn und die zugeordnete Glas­ faserbahn gegen die Umlenktrommel und das darüber geführte Preßband abgeschirmt sowie dadurch frei von störender Wärme­ strahlenbeeinflussung gehalten werden.

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Bahnaggregat oberseitig und unterseitig mit einer Doppelbahn aus einer Metallfolienbahn und einer zugeordneten Glasfolienbahn versehen wird.

9. Anlage für die Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 8, gekennzeichnet durch die Verwen­ dung einer kontinuierlich ar­ beitenden Presse zum Verpressen von Preß­ gutbahnen mit Pressengestell, oberem Pressentisch und unterem Pressentisch sowie mit endlos über Umlenkeinrichtungen geführ­ tem oberen Stahlblechpreßband, entsprechend über Umlenkein­ richtungen geführtem unteren Stahlblechpreßband, welche Stahl­ blechpreßbänder im Preßbereich an Heizplatten und/oder Kühl­ platten anliegen und einen Preßspalt bilden, wobei im Preßbe­ reich zwischen den Pressentischen und den Stahlblechpreßbän­ dern jeweils ein Stangenlager aus mit Abstand voneinander angeführten Rollstangen angeordnet ist, die ihrerseits mit Hilfe einer oberen sowie einer unteren Stangenumlaufeinrich­ tung über einen Umlaufweg geführt sind, als Durch­ laufpresse für das Bahnaggregat, wobei die Rollstangen einen Durchmesser im Bereich von 13 bis 20 mm, vorzugsweise von etwa 18 mm, und beim Abwälzen im Preßbereich im statistischen Mittel einen Abstand von nicht größer als 2 mm aufweisen.

10. Anlage nach Anspruch 9, gekennzeichnet durch eine einlauf­ seitig der Umlenkeinrichtung vorgeschaltete Vorrichtung zum Anlegen der Metallfolienbahn und der zugeordneten Glasfaser­ bahn mit vorgegebener Umschlingung und vorgegebener Zugspan­ nung an das die einlaufseitige Umlenkeinrichtung umlaufende Stahlblechpreßband, wobei der Umschlingungswinkel und die Zugspannung steuerbar bzw. regelbar sind.