DE4224835A1 - Elektrisch hochwertiges Basismaterial für Leiterplatten - Google Patents
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Description
Die Erfindung betrifft ein elektrisch hochwertiges Basismaterial für ein- oder beidseitig
kupferkaschierte Leiterplatten gemäß Oberbegriff des Hauptanspruches.
Es ist bekannt, Basismaterialien für Leiterplatten, die ein- oder beidseitig kupferkaschiert sind,
durch Verpressen von Prepregs auf der Basis von Glasseidenflächengebilden als Trägermate
rial und geeigneten Laminierharzen als Bindemittel herzustellen. Als Laminierharze werden
gegenwärtig überwiegend Epoxidharze verwendet. Weiterhin ist bekannt, daß sowohl durch
die Veränderung der Trägermaterialien als auch der Laminierharze die elektrischen
Eigenschaften der resultierenden Basismaterialien beeinflußt werden können. So soll
beispielsweise durch Verwendung nicht gewebter Glasseidenflächengebilde anstelle von
Glasseidengeweben mit Polyimiden als Bindemittel eine Reduzierung der Di
elektrizitätskonstante von 4,8 auf 3,6 möglich sein (JP-OS 01 271 235). Durch Verwendung
von Geweben oder Matten aus Glasseiden auf der Basis von 65-90% SiO2 und 7-30%
B2O3 soll eine Dielektrizitätskonstante εr (gemessen bei 1 MHZ) von 3,2 erreicht werden
können (JP-OS 63 289 033). An aus Flourpolymeren (z. B. PTFE) unter Verwendung von
Polyaramidflächengebilden hergestellten Basismaterialien wurden nach EP-OS 0 320 901 für
die Dielektrizitätskonstante εr Werte im Bereich von 2,18 bis 2,54 bestimmt.
Die bekannten Basismaterialien für Leiterplatten weisen jedoch einige Nachteile auf. So ver
schlechtern sich bespielsweise die dielektrischen Eigenschaften der aus Glasseidenflächen
gebilden und Epoxidharzen gefertigten Leiterplatten bei erhöhten Temperaturen und relativen
Feuchten deutlich mit der Beanspruchungsdauer. Ein weiterer Nachteil dieser
Basismaterialien ist die starke Frequenzabhängigkeit ihrer dielektrischen Eigenschaften.
Nachteilig bei den Basismaterialien mit Polymiden als Bindemittel sind neben ihren hohen
Preisen vor allem ihre hohe Feuchtigkeitsaufnahme und schlechte Verarbeitbarkeit. Die mit
Fluorpolymeren hergestellten Basismaterialien weisen zwar ausgezeichnete dielektrische
Eigenschaften auf, sind jedoch bedingt durch den hohen Fertigungsaufwand sehr teuer. Bei
der Weiterverarbeitung dieser Basismaterialien zu Leiterplatten kommen die durch
ungenügende Durchkontaktierbarkeit bedingte, nicht ausreichende Dimensionsstabilität und
die durch den hohen thermischen Ausdehnungskoeffizienten bedingten Probleme hinzu.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein elektrisch hochwertiges Basismaterial für Lei
terplatten anzugeben, welches gute dielektrische Eigenschaften in einem breiten Frequenz-
und Temperaturbereich, sowie bei Feuchtebeanspruchung aufweist, wirtschaftlich herstellbar
und bis zur fertigbestückten Leiterplatte problemlos weiterverarbeitbar ist. Das Verfahren zur
Herstellung eines solchen Basismaterials soll preisgünstig und gebrauchsvorteilhaft sein.
Diese Aufgabe ist durch die im Anspruch 1 angegebene Erfindung gelöst. Das Verfahren zur
Herstellung des erfindungsgemäßen Basismaterials gibt Anspruch 7 an. Die Unteransprüche
stellen vorteilhafte Ausbildungen dar.
Gemäß Anspruch 1 weist das elektrisch hochwertige Basismaterial als Träger neben Prepregs
mit Glasseidenflächengebilden auch Flächengebilde mit schwefelfreiem, partiell oxidiertem,
intramolekular cyclisiertem Acrylnitrilpolymerisat. Durch die Verwendung eines neuen Trägers
weisen diese Basismaterialien neben guten dielektrischen Eigenschaften, die in einem
breiten Frequenz- und Temperaturbereich auch bei Feuchtebeanspruchung praktisch
konstant bleiben, bei ihrer Weiterverarbeitung eine gute Dimensionsstabilität, einen niedrigen
thermischen Ausdehnungskoeffizienten sowie weder unerwünschte Verfärbungen noch
Smear (gelartiger Borstaub) beim Bohren auf, wodurch eine einwandfreie Durchkontaktierung
ermöglicht wird. Von besonderem Vorteil ist dabei eine Verbesserung der Schneid- und
Bohrbarkeit dieser Basismaterialien. Weiterhin wird die Dichte des Basismaterials um etwa 25
% reduziert.
Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung kann der Träger sandwichartig, aus mindestens
einer Lage eines Prepreg mit Glasseidenflächengebilden und mindestens einer Lage eines
Prepreg mit Flächengebilden aus schwefelfreiem, partiell oxidiertem, intramolekular
cyclisiertem Acrylnitrilpolymerisat zusammengesetzt sein.
Bei der Herstellung der erfindungsgemäßen Basismaterialien ist die Verwendung von
Laminierharzen auf der Basis von Epoxidharz-Diandicyanat-Kombinationen vorteilhaft, wobei
diese flammwidrig ausgerüstet sein können.
Das Verfahren zur Herstellung eines solchen Basismaterials ist besonders einfach und ge
brauchsvorteilhaft ausgestaltet. Die Fertigung der erfindungsgemäßen Basismaterialien kann
nach der bekannten Prepregtechnologie unter Verwendung von Etagen- und Doppelband
pressen und aus Prepregs mit ein- oder beidseitig aufkaschierter Kupferfolie gebildet werden.
Das Verfahren des Verpressens der einzelnen Prepreglagen miteinander und mit der Kupfer
folie, ist in seiner Technologie besonders einfach durchführbar. Vorteilhaft ist, wenn mehrere
Lagen der verschiedenen Prepregs übereinander gelegt werden und anschließend miteinan
der und mit der Kupferfolie verpreßt werden. Dabei können die äußeren, der Kupferfolie zu
gewandten Prepreglagen sowohl aus Prepregs mit schwefelfreiem, partiell oxidiertem, intra
molekular cyclisiertem Acrylnitrilpolymerisat, als Trägermaterial, als auch aus Prepregs mit
Glasseidenflächengebilden als Trägermaterial gebildet werden.
Die Erfindung wird anhand mehrerer Ausführungsbeispiele näher erläutert:
Es zeigen
Tabelle 1 Kennwerte aus Komponenten 1, 2, 3 und 4 hergestellten Prepregs.
Tabelle 2 Kennwerte der hergestellten Basismaterialien für Leiterplatten für die angeführten
Beispiele 1 bis 6.
Nachfolgend werden die Komponenten 1 bis 4 beschrieben.
E-Glasseidengewebe mit einer Flächenmasse von 50 bis 200 g/m2.
Flächengebilde aus schwefelfreiem, partiell oxidiertem, intramolekular cyclisiertem Acrylnitril
polymerisat (z. B. Sigrafil O der Sigri GmbH) mit einer Flächenmasse von 100 bis 200 g/m2.
100 Masseteile einer nach einem an sich bekannten Verfahren hergestellten Diandicyanat mit
einer B-Zeit (bestimmt bei 160°C) von 25 Stunden und 20 Minuten, 75 Masseteile eines mit
telmolekularen Dianepoxidharzes mit einem Epoxidäquivalent von 450 und einem Gahlt an
leicht hydrolysierbarem Chlor von 0.015% und 12 Masseteile Dian werden unter Rühren in
100 Masseteile Methylethylketon gelöst.
100 Masseteile eines nach einem an sich bekannten Verfahren hergestellten Diandicyanat-
Prepolymeren mit einer b-Zeit (bestimmt bei 160°C) von 7 Stunden, 80 Masseteile eines bro
mierten Epoxidharzes mit einem Epoxidäquivalent von 355, einem Gehalt an leicht hydroly
sierbarem Chlor von 0,03% und einem Bromgehalt von 42%, 34 Masseteile eines niedermo
lekularen Dianepoxidharzes mit einem Epoxidäquivalent von 187 und einem Gehalt an leicht
hydrolysierbarem Chlor von 0,04% sowie 27 Masseteile Tetrabromdian werden unter Rühren in
250 Masseteilen Methylethylketon gelöst.
Wurden aus Komponente 1 und Komponente 2, werden in an sich bekannter Weise, auf einer
Lackiermaschine mit den Komponenten 3 und 4 klebfreie, elastische und glatte Prepregs her
gestellt. Die Prepregkenndaten sind der Tabelle 1 zu entnehmen.
Vier Lagen des Prepreg 1 als Kernlagen und jeweils zwei Lagen des Prepreg 5 als äußere, der
Kupferfolie zugewandten Lagen sowie zwei Kupferfolien von 35 µm Dicke werden bei einer
Temperatur von 175°C und einem Preßdruck von 4 MPa zu Laminaten als Basismaterial für
Leiterplatten verpreßt.
Die Dielektrizitätskonstante des hergestellten Basismaterials ist, wie auch die der folgenden
Beispiele, in der Tabelle 2 aufgeführt.
Fünf Lagen des Prepreg 2 als Kernlagen und jeweils eine Lage des Prepreg 5 als äußere, der
Kupferfolie zugewandte Lagen sowie zwei Kupferfolien von 35 µm Dicke werden bei einer
Temperatur von 180°C und einem Preßdruck von 4 MPa zu Laminaten als Basismaterial für
Leiterplatten verpreßt.
Vier Lagen des Prepreg 1 und drei Lagen des Prepreg 5, die abwechselnd so übereinander
gelegt sind, daß jeweils eine Lage des Prepreg 1 der Kupferfolie zugewandt ist, sowie zwei
Kupferfolien von 35 µm Dicke werden bei einer Temperatur von 175°C und einem Preßdruck von
4 MPa zu Laminaten als Basismaterial für Leiterplatten verpreßt.
Drei Lagen des Prepreg 3 und vier Lagen des Prepreg 4, die abwechselnd so übereinander
gelegt sind, daß jeweils eine Lage des Prepreg 3 der Kupferfolie zugewandt ist, sowie zwei
Kupferfolien von 35 µm Dicke werden bei einer Temperatur von 180°C und einem Preßdruck von
4 MPa zu Laminaten als Basismaterial für Leiterplatten verpreßt.
Vier Lagen des Prepreg 4 und drei Lagen des Prepreg 3, die abwechselnd so übereinander
gelegt sind, daß jeweils eine Lage des Prepreg 4 der Kupferfolie zugewandt ist, sowie zwei
Kupferfolien von 35 µm werden bei einer Temperatur von 180°C und einem Preßdruck von 4 MPa
zu Laminaten als Basismaterial für Leiterplatten verpreßt.
Vier Lagen des Prepreg 5 und drei Lagen des Prepreg 1, die abwechselnd so übereinander
gelegt sind, daß jeweils eine Lage des Prepreg 5 der Kupferfolie zugewandt ist, sowie zwei
Kupferfolien von 35 µm Dicke werden bei einer Temperatur von 175°C und einem Preßdruck von
4 MPa zu Laminaten als Basismaterial für Leiterplatten verpreßt.
Claims (8)
1. Elektrisch hochwertiges Basismaterial für ein- oder beidseitig kupferkaschierte
Leiterplatten mit einem Prepregs auf der Basis von Glasseidenflächengebilden
aufweisenden Träger und geeigneten Laminierharzen als Bindemittel, dadurch
gekennzeichnet, daß der Träger neben Prepregs mit Glasseidenflächengebilden
Prepregs mit schwefelfreiem, partiell oxidiertem, intramolekular cyclisiertem
Acrylnitrilpolymerisat bestehenden Flächengebilden aufweist.
2. Basismaterial für Leiterplatten nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß der
Träger mindestens eine Lage Prepreg mit Glasseidenflächengebilden und mindestens
eine Lage Prepreg mit schwefelfreiem, partiell oxidiertem, intramolekular cyclisiertem
Acrylnitrilpolymerisatflächengebilden aufweist.
3. Basismaterial nach Anspruch 2 dadurch gekennzeichnet, daß die äußeren der
Kupferfolie zugewandten Prepreglagen sowohl aus Prepregs mit Flächengebilden aus
schwefelfreiem, partiell oxidiertem, intramolekular cyclisiertem Acrylnitrilpolymerisat, als
auch aus Prepregs mit Glasseidenflächengebilden als Trägermaterial gebildet werden.
4. Basismaterial nach einem der Ansprüche 1 bis 3 dadurch gekennzeichnet, daß als
Bindemittel Epoxidharze-Diandicyanat-Kombinationen verwendet werden.
5. Basismaterial nach einem der vorangegangenen Ansprüche dadurch gekennzeichnet,
daß die Epoxidharz-Diandicyanat-Kombination flammwidrig ausgerüstet ist.
6. Basismaterial nach Anspruch 5 dadurch gekennzeichnet, daß die flammwidrig
ausgerüstete Epoxid-Diandicyanat-Kombination ein bromiertes Epoxidharz-Diandicyanat-
Kombination enthält.
7. Verfahren zur Herstellung eines elektrisch hochwertigen Basismaterials nach einem der
vorangegangenen Ansprüche dadurch gekennzeichnet, die Prepreglagen miteinander
und mit der Kupferfolie durch Verpressen verbunden werden.
8. Verfahren nach Anspruch 7 dadurch gekennzeichnet, daß abwechselnd mehrere Lagen
der verschiedenen Prepregs übereinander gelegt werden und miteinander und mit der
Kupferfolie verpreßt werden.
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|---|---|---|---|
| DE4224835A Withdrawn DE4224835A1 (de) | 1992-07-28 | 1992-07-28 | Elektrisch hochwertiges Basismaterial für Leiterplatten |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| DE (1) | DE4224835A1 (de) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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1992
- 1992-07-28 DE DE4224835A patent/DE4224835A1/de not_active Withdrawn
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