FR2527956A1

FR2527956A1 - Laminated printed circuit board drilling guide plate - has mineral-loaded thermo-setting layer and aluminium layer to dissipate frictional heat

Info

Publication number: FR2527956A1
Application number: FR8209966A
Authority: FR
Inventors: Jean-Pierre Pompel
Original assignee: LIMOURS CONST MECA ELECT ELECT
Current assignee: LIMOURS CONST MECA ELECT ELECT
Priority date: 1982-06-08
Filing date: 1982-06-08
Publication date: 1983-12-09

Abstract

The guide-plate allows precise drilling of layered materials such as PCB's. Skewing of the drill bit is prevented and heat generated by friction is dissipated which allows a high drilling rate. The guide-plate is a laminate structure comprising a layer of thermosetting resin and at least one layer of aluminium. The resin layer is between 1mm. and 2mm. in thickness whilst the aluminium film thickness is between 0.02 and 0.1mm.. The aluminium layer is included to conduct away heat generated at the drilling face. The layers are stuck together by a glue with an adherence which prevents unsticking during drilling but allows the metal layer to be peeled off afterwards. A sheet of paper can be stuck with a low-adherence acrylic glue between the resin and metal layers. The laminate structure can be fabricated in continuous band-form using technology used to make reinforced polyester layers.

Description

Contreplaque de perçage stratifiée et procédé de fabrication et d'utilisation de celle-ci
La présente invention a pour objet une contreplaque de perçage destinée à permettre de percer rapidement et avec précision des trous dans un matériau non homogène en feuille. Elle trouve une application particulièrement importante dans le perçage des plaques de circuits imprimés, généralement constituées par un stratifié à base de résine chargée.Laminated drilling plywood and method of making and using the same
The present invention relates to a drilling counterplate intended to allow rapid and precise drilling of holes in a non-homogeneous sheet material. It finds a particularly important application in the drilling of printed circuit boards, generally constituted by a laminate based on charged resin.

De façon générale, on doit souvent, dans l'industrie, percer des trous de petit diamètre dans des feuilles cons tituées d'un agglomérat de matériaux de duretés différentes. In general, it is often necessary, in industry, to drill holes of small diameter in sheets made up of an agglomerate of materials of different hardnesses.

La pointe du foret tournant à grande vitesse risque de dévier lors de l'attaque, d'où un manque de précision dans l'emplacement du trou et un risque de rupture du foret, surtout s'il est de petit diamètre.The tip of the drill rotating at high speed may deviate during the attack, resulting in a lack of precision in the location of the hole and a risk of breakage of the drill, especially if it is of small diameter.

De plus, le frottement entre matériau et foret génère de la chaleur. Si le matériau à percer est un isolant thermique, ce qui est fréquent, le temps requis pour disperser la chaleur limite la cadence de perçage. In addition, the friction between material and drill generates heat. If the material to be drilled is a thermal insulator, which is frequent, the time required to disperse the heat limits the drilling rate.

On a déjà réalisé des contreplaques de guidage du foret de perçage. Parmi les contreplaques connues, on peut citer
- un stratifié de papier résiné, dont la texture fine permet de conserver une bonne précision au point d'attaque du foret ; mais cette contreplaque, étant isolante, ne resoud pas le problème thermique et elle est une source de pollution pour les traitements chimiques ultérieurs éventuels
- un aggloméré de bois recouvert d'un métal tel que l'aluminium, qui favorise la dispersion thermique ; mais 1 'épaisseur d'aggloméré nécessaire limite cette dispersion et les particules cellulosiques entraînées par le foret lors du perçage peuvent contaminer la paroi des trous et imposer un nettoyage difficile.Guide plates for the drilling drill have already been produced. Among the known plywoods, we can cite
- a laminate of resin paper, the fine texture of which allows good accuracy to be maintained at the point of attack of the drill; but this plywood, being insulating, does not solve the thermal problem and it is a source of pollution for possible subsequent chemical treatments
- an agglomerate of wood covered with a metal such as aluminum, which promotes thermal dispersion; but the thickness of the agglomerate necessary limits this dispersion and the cellulosic particles entrained by the drill during drilling can contaminate the wall of the holes and impose difficult cleaning.

L'invention vise à fournir une contreplaque de per çage répondant mieux que celles antérieurement connues aux exigences de la pratique, notamment en ce que, tout à la fois, elle assure une précision satisfaisante et la dispersion de la chaleur (ce qui autorise une cadence de perçage élevée) et permet de récupérer facilement le métal qu'elle comporte. The invention aims to provide a drilling counterplate that better meets those previously known to the requirements of practice, in particular in that, at the same time, it ensures satisfactory precision and the dispersion of heat (which allows a rate high drilling capacity) and allows easy recovery of the metal it contains.

Dans ce but, l'invention propose notamment une contreplaque de perçage comprenant au moins une couche de résine thermodurcissable revêtue, sur au moins une face, d'une pellicule d'aluminium solidarisée de la couche de résine par une colle dont l'adhérence est inférieure au seuil de déchirure de la pellicule d'aluminium pour permettre d'arracher cette dernière. To this end, the invention proposes in particular a drilling counterplate comprising at least one layer of thermosetting resin coated, on at least one face, with an aluminum film secured to the resin layer by an adhesive whose adhesion is below the tear threshold of the aluminum film to allow the latter to be torn off.

L'épaisseur de la couche (typiquement 1 à 2 mm) et celle de la pellicule (typiquement 0,02 à 0,1 mm) dépendront de l'application envisagée. Pour percer un circuit imprimé courant, on utilisera habituellement une contreplaque ayant une couche de résine thermodurcissable de 1,5 mm d'épaisseur environ revêtue sur au moins une face, et généralement les deux, d'une pellicule d'aluminium de 0,05 mm. The thickness of the layer (typically 1 to 2 mm) and that of the film (typically 0.02 to 0.1 mm) will depend on the intended application. To pierce a common printed circuit, one will usually use a plywood having a layer of thermosetting resin approximately 1.5 mm thick coated on at least one side, and generally both, with an aluminum film of 0.05 mm.

De façon plus générale, la pellicule et la couche seront choisies pour que la poutre composite que constitue la contreplaque ait une rigidité en surface suffisante pour éviter la flexion locale de la pellicule métallique à l'endroit de la pénétration, afin que les trous aient une position précise, et pour que la production de chaleur par frottement dans la contreplaque soit minimum tandis que la dissipation thermique est élevée. More generally, the film and the layer will be chosen so that the composite beam which constitutes the plywood has sufficient surface rigidity to avoid local bending of the metal film at the point of penetration, so that the holes have a precise position, and so that the production of heat by friction in the plywood is minimum while the heat dissipation is high.

Une telle contreplaque peut -- contrairement à un matériau contenant des fibres cellulosiques -- être découpée avec précision à la meule diamantée, éventuellement en même temps que des plaques de circuits imprimés. Such a plywood can - unlike a material containing cellulosic fibers - be precisely cut with a diamond wheel, possibly together with printed circuit boards.

L'aluminium utilisé peut être pur ou allié, le choix étant fait pour assurer tout à la fois la précision de perçage requise (conditionnée notamment par le coefficient de frottement), la facilité de pénétration (qui impose des contraintes sur la dureté et le coefficient d'élasticité) et une conductibilité thermique élevée. The aluminum used can be pure or alloyed, the choice being made to ensure at the same time the required drilling precision (conditioned in particular by the coefficient of friction), the ease of penetration (which imposes constraints on the hardness and the coefficient elasticity) and high thermal conductivity.

La couche de résine contiendra avantageusement des charges minérales ou organiques ; on peut notamment utiliser la fibre de verre. Toutefois, on peut prendre des charges différentes, destinées à accroître la conductibilité thermique de la couche. The resin layer will advantageously contain mineral or organic fillers; one can in particular use fiberglass. However, different charges can be taken, intended to increase the thermal conductivity of the layer.

Le mode de collage de la pellicule doit assurer une adhérence suffisante pour éviter le décollage pendant le perçage. Cette adhérence doit cependant rester suffisamment faible pour que l'on puisse arracher ultérieurement la pellicule pour récupérer le métal. The method of bonding the film must ensure sufficient adhesion to prevent peeling during drilling. This adhesion must however remain sufficiently weak so that the film can be torn off later to recover the metal.

Ce résultat peut notamment être atteint en plaçant, entre la couche et la pellicule, une feuille de papier fixée à la pellicule par une colle d'adhérence suffisamment faible. On peut en particulier utiliser une feuille de papier fibreux non tissé solidarisée de l'aluminium par une colle vinylique ou acrylique en phase aqueuse. This result can in particular be achieved by placing, between the layer and the film, a sheet of paper fixed to the film by a sufficiently weak adhesive glue. One can in particular use a sheet of nonwoven fibrous paper secured to the aluminum by a vinyl or acrylic adhesive in the aqueous phase.

La contreplaque peut être fabriquée par divers procédés. On choisira avantageusement un procédé permettant# de fabriquer de grandes longueurs déroulables et/ou découpables pour fournir des tronçons parfaitement plats superposables à la feuille à percer. The plywood can be manufactured by various methods. Advantageously, a method will be chosen allowing # to manufacture large unrollable and / or cutable lengths in order to provide perfectly flat sections superimposable on the sheet to be drilled.

On peut par exemple fabriquer des contreplaques à l'aide d'une machine de stratification du genre utilisé pour fabriquer des feuilles de polyester armé. Il est toutefois préférable d'utiliser un procédé de fabrication en continu dérivant de celui décrit dans la demande de brevet EP-A-0012094. You can for example make plywood using a laminating machine of the kind used to make sheets of reinforced polyester. However, it is preferable to use a continuous manufacturing process derived from that described in patent application EP-A-0012094.

En particulier, on peut utiliser un procédé suivant lequel : sur une bande d'aluminium en circulation revêtue par contre-collage d'une feuille de papier fibreux non tissé, on dépose au moins une bande constituée de résine thermodurcissable et, éventuellement, d'une charge, on essore sous faible pression le sandwich ainsi constitué, on recouvre d'une bande de couverture et on polymérise la résine dans un four en continu à travers lequel on fait circuler l'ensemble, avant de découper la longueur. En général, la bande de couverture sera également en aluminium. In particular, it is possible to use a method according to which: on a strip of circulating aluminum coated by laminating with a sheet of non-woven fibrous paper, at least one strip consisting of thermosetting resin and, optionally, a load, the sandwich thus formed is wrung out at low pressure, covered with a cover strip and the resin is polymerized in a continuous oven through which the whole is circulated before cutting the length. In general, the cover strip will also be made of aluminum.

La colle utilisée sera avantageusement une colle vinylique ou acrylique en phase aqueuse (une résine époxy n'adhérant pas à l'aluminium et le polyuréthane ayant l'inconvénient d'être de coût élevé). On peut évidemment prévoir un composite à plusieurs couches de résine et même à plusieurs pellicules d'aluminium. La fabrication peut être effectuée en utilisant une bande d'aluminium sur laquelle est déjà contre-collé le papier destiné à faciliter l'arrachement.The glue used will advantageously be a vinyl or acrylic glue in the aqueous phase (an epoxy resin that does not adhere to aluminum and polyurethane having the disadvantage of being high cost). It is obviously possible to provide a composite with several layers of resin and even with several aluminum films. Manufacturing can be carried out using an aluminum strip on which the paper intended to facilitate tearing is already laminated.

On voit qu'après utilisation de la feuille il suffit, pour récupérer l'aluminium, de l'arracher de la couche dont le papier reste en majeure partie solidaire. We see that after using the sheet it is enough, to recover the aluminum, to tear it from the layer of which the paper remains for the most part integral.

L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui suit d'un nlode particulier de réalisation, donné à titre d'exemple non limitatif, constitué par une contreplaque de perçage de circuit imprimé. The invention will be better understood on reading the description which follows of a particular embodiment, given by way of nonlimiting example, constituted by a drilling plate for a printed circuit.

On peut notamment utiliser dans ce cas une contreplaque constituée par un stratifié de polyester armé de fibre de verre de 1,5 mm d'épaisseur environ revêtu de deux pellicules d'aluminium de 0,05 mm d'épaisseur. Entre l'aluminium et le stratifié est interposée une feuille de papier fibreux non tissé adhérant à l'aluminium par un adhésif approprié, qui sera généralement une colle vinylique ou acrylique en phase aqueuse. In particular, it is possible to use in this case a plywood consisting of a polyester laminate reinforced with glass fiber about 1.5 mm thick coated with two aluminum films of 0.05 mm thick. Between the aluminum and the laminate is interposed a sheet of non-woven fibrous paper adhering to the aluminum by an appropriate adhesive, which will generally be a vinyl or acrylic adhesive in the aqueous phase.

Le procédé de fabrication, dérivant de celui décrit dans la demande de brevet européen déjà mentionnée (à laquelle on pourra se reporter) peut alors être le suivant. The manufacturing process, derived from that described in the European patent application already mentioned (to which reference may be made) can then be as follows.

On prépare tout d'abord une bande d'aluminium d'épaisseur appropriée en y contre-collant le papier fibreux non tissé de faible épaisseur. First of all, an aluminum strip of suitable thickness is prepared by pasting the thin nonwoven fibrous paper thereon.

Cette feuille est ensuite déroulée en continu horizontalement, papier au-dessus,et on dépose, par des moyens qui peuvent être ceux de la demande de brevet déjà mentionnée, une couche de résine thermodurcissable, typiquement de résine polyester armée de fibres minérales ou organiques, en général de fibres de verre coupées. On essore ensuite sous faible pression le produit constitué par l'aluminium, le papier et la couche de résine. Et on dépose sur ce produit, en amont ou, plus généralement, en aval des moyens d'essorage, une bande d'aluminium également revêtue de papier contre-collé. Enfin, on polymérise la résine en continu dans un four. Le papier se solidarise ainsi complètement de la résine dont il s'imprègne.This sheet is then continuously unrolled horizontally, paper above, and a layer of thermosetting resin, typically polyester resin reinforced with mineral or organic fibers, is deposited by means which may be those of the patent application already mentioned. usually cut glass fibers. The product consisting of aluminum, paper and the resin layer is then filtered under low pressure. And an aluminum strip also coated with laminated paper is deposited on this product, upstream or, more generally, downstream of the wringing means. Finally, the resin is polymerized continuously in an oven. The paper thus completely solidifies with the resin with which it is impregnated.

Le produit ainsi obtenu peut être découpé sans difficultés en feuilles plates de dimensions correspondant à celles des panneaux qui doivent ultérieurement être découpés au format des cartes de circuit imprimé. The product thus obtained can be easily cut into flat sheets of dimensions corresponding to those of the panels which must subsequently be cut to the format of printed circuit boards.

Cette découpe en cartes peut s'effectuer en utilisant les contreplaques de perçage : dans ce cas, on superpose, sur la machine de découpe, une feuille de contreplaque servant de protection au plateau de la machine, une feuille de contreplaque inférieure, une ou généralement plusieurs feuilles de circuits imprimés, et une feuille de contreplaque supérieure. On peut ensuite découper, puis percer, l'ensemble. This cutting into cards can be carried out using the drilling counterplates: in this case, on the cutting machine, a sheet of plywood serving as protection for the plate of the machine is superimposed, a sheet of lower plywood, one or generally several printed circuit sheets, and a top plywood sheet. We can then cut, then drill, the whole.

A titre d'exemple, on peut indiquer que l'on a sans difficulté percé des trous ayant un diamètre variant de 0,4 à 6,35 mm avec une avance par tour de foret de 0,05 à 0,2 mm. L'écart moyen entre la position théorique et la position réelle de perçage était inférieur à 80 microns. By way of example, it can be indicated that holes having a diameter varying from 0.4 to 6.35 mm have been drilled without difficulty with an advance per drill turn from 0.05 to 0.2 mm. The average deviation between the theoretical position and the actual drilling position was less than 80 microns.

Claims

1. Laminated plywood for drilling non-homogeneous sheet materials, characterized in that it comprises at least one layer of thermosetting resin coated, on at least one side, with an aluminum film of thickness between 0.02 and 0.1 mm secured to the resin sheet by an adhesive causing adhesion below the tear threshold of the aluminum sheet to allow the latter to be torn off.

2. Counterplate according to claim 1, characterized in that it comprises a sheet of paper interposed between each aluminum film and the layer, fixed to the aluminum by bonding.

3. Plywood according to claim 2, characterized in that the sheet is made of non-woven fibrous paper secured to aluminum by an aqueous vinyl or acrylic layer.

4. Counterplate according to any one of the preceding claims, characterized in that the resin contains a reinforcing filler.

5. Plywood according to any one of the preceding claims intended for cutting and drilling printed circuits, characterized in that the resin layer has a thickness of between 1 and 2 mm, advantageously of the order of 1.5 mm .

6. A method of manufacturing drilling counterplates of non-homogeneous sheet materials, characterized in that, on a strip of circulating aluminum coated by laminating with a sheet of fibrous nonwoven paper, at least one strip made of thermosetting resin and, optionally, of a filler, the sandwich thus formed is wrung under low pressure, covered with a covering strip and the resin is polymerized in a continuous oven through which the together, before cutting the length.