DE932724C

DE932724C - Process for the production of circuit boards

Info

Publication number: DE932724C
Application number: DEE920A
Authority: DE
Inventors: Paul-Guenther Erbsloeh
Original assignee: Julius and August Erbsloeh GmbH and Co
Current assignee: Erbsloeh Aluminium GmbH
Priority date: 1950-04-04
Filing date: 1950-04-04
Publication date: 1955-09-08

Description

Verfahren zur Herstellung von Platinen Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Platinen aus Gußblöcken, die insbesondere unter Anwendung einer Vorrichtung zum ununterbrochenen Gießen von Blöcken nach dem Stranggußprinzip hergestellt werden, wobei die Metallkristalle praktisch im ganzen Blockquerschnitt parallel zur Strangachse wachsen. Das Wesen der Erfindung besteht darin, daß der unbearbeitete Gußblock in der Walzbarrendicke entsprechende scheibenförmige Abschnitte aufgeteilt wird, daß diese Abschnitte (Walzbarren) senkrecht zur Gußblocklängsachse (also parallel zu den Trennflächen) ausgewalzt werden und daß die Gußhaut als Walzkanten nach Fertigstellung der Platine in üblicher Weise abgeschnitten wird. Im Rahmen der Erfindung wird der vornehmlich im Stranggußverfahren hergestellte Gußblock im unbearbeiteten Zustande mittels einer Band- oder Kreissäge zur Erzielung glatter Walzflächen in Walzbarrenabschnitte aufgeteilt. In diesem Sinne kann der Querschnitt des einzelnen Gußblockes wesentlich größer als beim üblichen Stranggußverfahren gewählt werden.Method for manufacturing circuit boards The invention relates to a Process for the production of blanks from cast blocks, in particular using a device for the continuous casting of blocks according to the continuous casting principle are produced, with the metal crystals practically in the entire block cross-section grow parallel to the strand axis. The essence of the invention is that the unprocessed ingot in the rolling ingot thickness corresponding disk-shaped sections is divided so that these sections (billets) perpendicular to the longitudinal axis of the cast block (So parallel to the parting surfaces) are rolled out and that the cast skin as rolled edges is cut off in the usual way after completion of the board. As part of of the invention, the ingot produced primarily in the continuous casting process in unprocessed condition using a band or circular saw to achieve smoother Rolling surfaces divided into billet sections. In this sense, the cross-section of the individual cast block is significantly larger than with the usual continuous casting process to get voted.

Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, daß es wesentlich vorteilhafter ist, die Platinen nicht dadurch herzustellen, daß die zu Barren hergerichteten Gußblöcke als Ganzes flach durch die Walzen geführt werden, sondern daß quer zur Gießrichtung ein Auswalzen bewirkt wird.The invention is based on the knowledge that it is much more advantageous is not to produce the blanks by the fact that the cast ingots prepared into bars be guided as a whole flat through the rollers, but that transversely to the casting direction rolling is effected.

Bisher wird in der Weise vorgegangen, daß der etwa 3 m lange Gußblock mit einem Querschnitt von 400 X r2o mm in Abschnitte von etwa 68o mm zersägt wird, woraufhin die Gußhaut allseitig abgefräst und der Barren mit der Schmalfront durch die Walzen geführt wird.So far, the procedure is that the approximately 3 m long cast block with a cross-section of 400 X r2o mm in sections of about 68o mm sawed up whereupon the cast skin is milled off on all sides and the bar with the narrow front is passed through the rollers.

Die Beseitigung der Gußhaut ist erforderlich, da diese rauh und leicht wellig ist und da die bei Legierungsguß unvermeidlichen Ausseigerungen an der Oberfläche beseitigt werden müssen. Bei der Entfernung der Gußhaut fallen Späne bis zu ¢ mm Dicke an. Es entstehen daher nicht unbeträchtliche Metallmengen in Späneform, wodurch beim Wiedereinschmelzen ein hoher Abbrand bedingt ist. Die Bearbeitung erfordert erhebliche Maschinenarbeit und Lohnanfall und damit beträchtliche Kosten. Außerdem ergibt sich keine Sicherheit in bezug auf die restlose Beseitigung der in der Gußhaut enthaltenen Ausseigerungen und Unebenheiten.The removal of the cast skin is necessary because it is rough and light is wavy and there the unavoidable segregation on the surface in alloy casting need to be eliminated. When the casting skin is removed, chips of up to ¢ mm fall Thickness on. There are therefore not inconsiderable amounts of metal in the form of chips, which a high burn-up is required when remelting. Editing requires considerable machine work and wages and thus considerable costs. aside from that there is no certainty with regard to the complete elimination of the in the cast skin contained separations and bumps.

Nachteilig ist ferner der Umstand, daß im Interesse der Materialeinsparung (Verminderung des Abbrandes beim Wiedereinschmelzen der Frässpäne) die Gußhaut nur in geringer Stärke abgenommen wird, zufolge der sackartigen Ausbildung der Erstarrungsfront während des Gießvorganges die Metallkristalle aber senkrecht zur Erstarrungsfront wachsen, so daß die Metallkristalle im Barrenrandbereich anders gerichtet sind als im Innern. Dieser Umstand erweist sich bei der Weiterverarbeitung der Platinen in vielen Fällen, insbesondere durch die Zipfelbildung beim Tiefziehen, als sehr nachteilig.Another disadvantage is the fact that in the interests of saving material (Reduction of the burn-off when remelting the milling chips) the casting skin only is decreased in low strength, due to the sack-like formation of the solidification front during the casting process, however, the metal crystals are perpendicular to the solidification front grow so that the metal crystals in the bar edge area are directed differently than at the inside. This fact proves itself in the further processing of the blanks in many cases, in particular due to the formation of ears during deep drawing, as very disadvantageous.

Diese zahlreichen Nachteile werden durch die Erfindung dadurch beseitigt, daß die möglichst großquerschnittigen Gußblöcke ohne jede Vorbearbeitung in Abschnitte aufgeteilt werden, deren Dicke derjenigen der bisher üblichen allseitig bearbeiteten Barren entspricht (beispielsweise i2o mm). Es ist ohne weiteres möglich, mit im Querschnitt erheblich größeren Stranggußringkokillen zu arbeiten, beispielsweise 400 X 68o mm Innenquerschnitt, wodurch überdies der Vorteil des größeren Gießereiausstoßes gewonnen wird, denn die Länge dieses Großstranggußblockes kann dieselbe wie bisher sein (z. B. 3 m). Die Aufteilung dieser großen unbearbeiteten Gußblöcke in Barrenabschnitte von je i--,o mm kann durch entsprechend große Metallsägen leicht und, verglichen mit der Fräsarbeit bei viermaligem Umspannen des Werkstückes, mit viel geringerer Maschinenarbeit bei erheblich kleinerem Lohnanteil durchgeführt werden.These numerous disadvantages are eliminated by the invention in that that the largest possible cross-sectional cast blocks without any preprocessing in sections are divided, the thickness of which is that of the previously common machined on all sides Bar (e.g. i2o mm). It is easily possible to use im Cross-section to work much larger continuous casting ring molds, for example 400 X 68o mm internal cross-section, which also has the advantage of a larger foundry output is obtained, because the length of this large continuous casting block can be the same as before be (e.g. 3 m). The division of these large unprocessed cast ingots into ingot sections of i -, o mm each can easily be compared with correspondingly large hacksaws with the milling work with four times reclamping of the workpiece, with much less Machine work can be carried out with a significantly lower wage share.

Die so gewonnenen Barren sind an den beiden künftigen Platinenoberflächen durch die Sägeschnitte glatt. Die durch den Trennvorgang anfallenden Späne stellen mengenmäßig nur einen Bruchteil der beim Fräsen entstehenden Späne dar, so daß ein erheblich kleinerer Materialverlust durch Abbrand beim Wiedereinschmelzen eintritt. Wichtig ist, daß durch einen Sägeschnitt jeweils zwei bearbeitete Flächen entstehen, die die späteren Platinenoberflächen darstellen.The ingots obtained in this way are on the two future surface of the blank thanks to the saw cuts smooth. Place the chips produced by the cutting process in terms of quantity only represents a fraction of the chips produced during milling, so that a Significantly less material loss occurs due to burn-off when remelting. It is important that each saw cut creates two machined surfaces, which represent the later board surfaces.

Sehr wesentlich ist der Umstand, daß die so gewonnenen Wälz- und Platinenoberflächen aus dem Innern des Gießblockes stammen. Lediglich die Ränder der Platinen sind die ursprüngliche Gußhaut. Diese Ränder müssen aber in jedem Falle zwecks Schaffung geradkantiger Platinen durch Besäumung entfernt werden. Während beim bisherigen Herstellungsverfahren die Platinenränder zufolge der Gußblockoberflächenbearbeitung durch Fräsen bereits entfernt waren und beim Besäumen von Ausseigerungen weitgehend freies Gußmaterial abgeschnitten werden muß, erfolgt im Rahmen der Erfindung lediglich ein Abtrennen der ehemaligen Gußhaut.The fact that the rolling and sinker surfaces obtained in this way is very important come from inside the casting block. Only the edges of the boards are the original cast skin. However, these edges must in any case for the purpose of creation straight-edged blanks can be removed by trimming. While with the previous Manufacturing process of the board edges according to the ingot surfacing were already removed by milling and largely when trimming outsourcing free casting material has to be cut off, only takes place within the scope of the invention a separation of the former cast skin.

Während bei den bisherigen Platinenherstellungs- bzw. -bearbeitungsverfahren die Metallkristalle in Walzrichtung liegen und -beim Walzen in Walzrichtung verlängert werden, wirkt der Walzdruck erfindungsgemäß in Richtung der Kristallachsen, wodurch metallurgisch eine richtige Kristallverformung eintritt. Die Neigung zur Zipfelbildung insbesondere beim Tiefziehen ist daher weitgehend verringert.While with the previous circuit board manufacturing and processing methods the metal crystals lie in the direction of rolling and are extended in the direction of rolling during rolling are, the rolling pressure acts according to the invention in the direction of the crystal axes, whereby a correct crystal deformation occurs metallurgically. The tendency towards earing is therefore largely reduced in particular during deep drawing.

Es ist anzustreben, bereits im Gießprozeß dafür zu sorgen, daß die Metallkristalle weitgehend parallel gerichtet sind. Es empfiehlt sich daher die Anwendung eines Stranggußverfahrens, das in der Weise gestaltet ist, daß an eine ring- oder rahmenförmige, ein Anfrieren des eingegossenen Metalls ausschließende Kokille im Bereich der beginnenden Schrumpfung des am Umfang bereits erstarrten Gießblockes sich eine Zone anschließt, in der ein seitlicher Wärmeentzug weitgehend ausgeschlossen ist, mit der Maßgabe, daß im Zusammenwirken mit einer sich daran anschließenden Einwirkung von Kühlmitteln, die einen vornehmlich in Blockachse verlaufenden Wärmeentzug bewirken, eine weitgehend verflachte Erstarrungsfront sich ausbildet.It is desirable to ensure that the casting process takes place Metal crystals are directed largely parallel. It is therefore recommended to use the Use of a continuous casting process, which is designed in such a way that to a ring-shaped or frame-shaped, preventing the cast metal from freezing on Mold in the area of the beginning shrinkage of the already solidified on the circumference Cast block is followed by a zone in which a lateral heat extraction is largely possible is excluded, with the proviso that in cooperation with one it is subsequent action of coolants, which primarily run along the axis of the block Cause heat removal, a largely flattened solidification front is formed.

Im besonderen soll die Gießvorrichtung so ausgebildet sein, daß die der direkten Kühlung des erstarrten Gießblockes und zusammen mit dieser die Verflachung der Erstarrungsfront bildende vorgelagerte Wärmehaltungs- bzw. Erwärmungszone einerseits so schmal ist, daß ein Aufschmelzen der in der Kokille zur Erstarrung gelangten Blockschale bzw. eine Ausschwitzung aus dieser nicht eintritt und andererseits so breit ist, daß der durch Wärmeleitung in dem bereits erstarrten Metall verursachte Wärmeentzug der Blockschale in deren Bereich durch die Wärmezone verhindert und damit ein Stärkerwerden der Blockschale weitgehend-ausgeschlossen bzw. die Verflachung und damit eine Verbreiterung der Erstarrungsfront erreicht wird. Diese Gießvorrichtung selbst ist nicht Gegenstand der vorliegenden Erfindung.In particular, the casting device should be designed so that the the direct cooling of the solidified casting block and together with this the flattening the upstream heat retention or heating zone forming the solidification front on the one hand is so narrow that melting that solidified in the mold Block shell or exudation from this does not occur and on the other hand so is wide that the caused by thermal conduction in the already solidified metal Heat removal of the block shell in its area by the heat zone is prevented and thus a strengthening of the block shell is largely excluded or the flattening and thus a broadening of the solidification front is achieved. This pouring device itself is not the subject of the present invention.

Zusammenfassend ergeben sich bei der Erfindung folgende Vorteile: i. bedeutend geringerer Späneabfall bei der Herstellung der Blöcke, Verringerung der Arbeitszeit und der Maschinenarbeit; 2. die Oberflächen der aus den Blöcken zu walzenden Bleche enthalten keine Ausseigerungen, da die Oberflächen aus dem Blockinnern stammen; 3. die Ausseigerungen liegen in den Rändern der Platinen, die in jedem Fall abgeschnitten werden müssen; 4. die beim Strangguß vertikal zur Erstarrung gelangenden Metallkristalle, die beim bisherigen üblichen Walzverfahren parallel zur Walzrichtung liegen und dadurch noch stärker verlängert und gestreckt werden, werden. bei dem erfindungsgemäßen Verfahren plattgedrückt, da senkrecht zur Gießrichtung gewalzt wird.In summary, the invention has the following advantages: i. Significantly less chip waste in the production of the blocks, reduction the working hours and machine work; 2. the surfaces of the blocks The sheets to be rolled do not contain any segregation, as the surfaces come from the inside of the block come; 3. The segregations lie in the edges of the sinkers that are in each Case must be cut off; 4. The vertical in continuous casting solidified metal crystals that were produced in the conventional rolling process lie parallel to the direction of rolling and thereby lengthened and stretched even more will, will. flattened in the method according to the invention because it is vertical is rolled to the casting direction.

Die Zeichnung dient der ergänzenden Erläuterung, und es bedeutet Fig. i die Vorrichtung zur Herstellung von Gußblöcken nach dem Stranggußprinzip in einer für die Erfindung vorteilhaften Ringkokille, Fig.2 ein Großstranggußblock mit Andeutung der Sägeschnitte, Fig.3 aus einem Barrenabschnitt gewonnene Platine.The drawing serves as a supplementary explanation, and it means Fig. i the device for the production of ingots according to the continuous casting principle in one Ring mold advantageous for the invention, FIG. 2 shows a large continuous casting block with a hint the saw cuts, FIG. 3 blank obtained from a section of ingot.

Gemäß Fig. i besteht die Gießkokille i aus einem gegebenenfalls wassergekühlten Ring, an den sich ein eine thermische Gegenwirkung auslösender Mantel 2 anschließt, in dem eine Heizspirale od. dgl. zusätzlich Wärme erzeugen kann. Die thermische Gegenwirkung ist durch die Pfeile 3 angedeutet. Unterhalb des Mantels 2 befindet sich ein Ringkanal 4, der Düsen besitzen kann, aus denen das Kühlmittel 5 (Wasser) austritt und den erstarrten Block 6 kühlt.According to FIG. I, the casting mold i consists of an optionally water-cooled one Ring, to which a jacket 2, which triggers a thermal counteraction, is connected, in which a heating coil or the like can generate additional heat. The thermal Counteraction is indicated by the arrows 3. Located below the shell 2 an annular channel 4, which can have nozzles from which the coolant 5 (water) exits and cools the solidified block 6.

Fig. i läßt erkennen, daß die Wärmeableitung im Gegensatz zum bisher üblichen Stranggußverfahren im Bereiche der Erstarrung praktisch axial gerichtet ist. Der Grund liegt darin, daß im Bereiche der möglichst ungekühlten Kokille i zufolge der unterhalb derselben durch den Mantel 2 bewirkten und durch die Pfeile 3 angedeuteten thermischen Gegenwirkung die Gußschale7 sehr schmal ist und die Erstarrungsfront 8, die die Begrenzung für das noch flüssige Metall 9 bildet, sich flach ausbildet. Zufolge der thermischen Gegenwirkung verlaufen die symbolisch eingetragenen Wärmeableitlinien io im oberen Bereich fast parallel zur Gußblockachse.Fig. I shows that the heat dissipation in contrast to the previous usual continuous casting process in the area of solidification practically axially directed is. The reason is that i according to the effect caused by the jacket 2 underneath the same and by the arrows 3 indicated thermal counteraction the casting shell7 is very narrow and the solidification front 8, which forms the boundary for the metal 9 that is still liquid, is flat. As a result of the thermal counteraction, the symbolically entered heat dissipation lines run io in the upper area almost parallel to the cast block axis.

Der vornehmlich in einer Gießvorrichtung gemäß Fig. i gewonnene Gußblock 6 wird entsprechend Fig.2 ohne Vorbereitungsarbeit in einzelne Abschnitte 6', 6", 6"' . . . zerlegt, so daß sich Einzelbarren von den Abmessungen beispielsweise a = 68o mm, b = 40o mm, c = i 2o mm ergeben. Diese Einzelbarren 6', 6" . . . werden entsprechend Fig. 3 zu Platinen 6° ausgewalzt, so daß die Längsseite ä der ursprünglichen Barrenbreite a und die Schmalseite b' der ursprünglichen Barrentiefe b entspricht. Die Barrendicke c stellt nunmehr die Dicke der Platine 6° dar. Die Platinenränder i i entsprechen der ursprünglichen Gußhaut und werden beim Besäumen abgeschnitten.The ingot 6 obtained primarily in a casting device according to FIG. 1 is converted into individual sections 6 ', 6 ", 6"' according to FIG. 2 without any preparatory work. . . dismantled, so that individual bars of dimensions, for example, a = 68o mm, b = 40o mm, c = i 20 mm result. These individual bars 6 ', 6 "... Are rolled into blanks 6 ° as shown in FIG. 3, so that the long side ä corresponds to the original bar width a and the narrow side b' corresponds to the original bar depth b . The bar thickness c now represents the thickness of the blank 6 °. The plate edges ii correspond to the original cast skin and are cut off during trimming.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Process for the production of printed circuit boards from sections of ingots, in particular using a device for uninterrupted Casting of blocks according to the continuous casting principle are produced, with the metal crystals grow practically in the entire block cross-section parallel to the strand axis, characterized in that that the unprocessed ingot (6) is disk-shaped in the rolling billet thickness Sections (6 ', 6 ", 6"'. ..) are divided so that these sections (rolling ingots) Rolled out perpendicular to the longitudinal axis of the cast block (i.e. parallel to the parting surfaces) and that the cast skin as rolled edges (i i) after completion of the plate (6 °) is cut off in the usual way.

2. Cast block for carrying out the process according to claim i, characterized in that the cross section of the individual cast block (6) is much larger than in the usual continuous casting process.

3. Device for processing the ingot according to claim 2, characterized in that the unprocessed ingot (6) is divided by means of a band or circular saw to achieve smooth rolling surfaces in billet sections (6 ', 6 ", 6"' ...). Cited pamphlets: German Patent Nos. 751 428, 624 495, 92 0 362, 869 ooi; Journal "Aluminum", Issue 4, 1943, p. 17o.