專利名稱：改進的防護導(dǎo)電箔層組件和用靜電力制備這個層組的方法
本申請是1989年5月5日同案未決共同受讓申請(序號為07/347，841)的部分繼續(xù)。這里特以此申請公開的全文為參考。
本發(fā)明涉及于制備印刷電路板有用的可蝕導(dǎo)電箔。更具體地，它涉及一種保護可蝕箔在箔的處理和進一步加工一直到刻蝕過程期間免于受損的裝置和方法，而在這些處理過程中，箔被加工為構(gòu)成印刷電路板導(dǎo)電通路的線路和元件。更具體地，本發(fā)明提供了一種用靜電力把一層保護膜和箔片可除去地聯(lián)合在一起的高效率和高效益的方法。
印刷電路板元件越來越廣泛地用于無線電電視，計算機等的各個應(yīng)用領(lǐng)域。其中特別受歡迎的是多層印刷電路板層，這種電路板層是為滿足電子元件小型化的需求和具有高密度電子互連和電路的印刷電路板的需要而研制成的。在制造印刷電路板的過程中，包括導(dǎo)電箔(一般是銅箔)在內(nèi)的原材料和包含有機樹脂以及合適的增強劑在內(nèi)的介電載體被裝在一起并在一定溫度和壓力下進行處理，產(chǎn)品稱為層板。這種層板然后被用來制造印刷電路板元件。在這一過程中，把部分導(dǎo)電箔從層板表面腐蝕掉而在層板表面留下清晰的導(dǎo)線和成形元件圖案。然后可以進一步把層板和/或?qū)影宀牧虾臀g刻過的產(chǎn)品裝在一起構(gòu)成多層電路板插件。通過鉆眼和安裝元件等進一步加工，最終成為印刷電路板產(chǎn)品。隨著印刷電路板技術(shù)的發(fā)展提供了印刷電路線路更細的高密板，原材料產(chǎn)品的表面污染已成為成功的商業(yè)應(yīng)用中一般不能容忍的值得注意的問題。
雖然許多印刷電路板的制造和處理過程都是潛在的表面污染源，但是問題主要出現(xiàn)在制備層壓制品的構(gòu)造和層壓過程中。有關(guān)這方面總的說來，層板的構(gòu)造包括鋪置將要在層壓壓機里相互粘在一起的導(dǎo)電箔片和介電襯底(聚酯膠片)。在這種材料的處理中，殘余粉粒，特別是聚酯膠片原材料層壓后散發(fā)的殘余粉粒會留在堆置環(huán)境里。這種粉粒最終可能污染粘在層板上的導(dǎo)電箔表面。
目前，人們企圖通過空氣過濾，強化清理技術(shù)等來維持鋪置環(huán)境的清潔以解決這種污染問題。另外，經(jīng)常簡單地局部清洗層板的導(dǎo)電箔表面。但是，局部清洗不一定為具有所謂的雙面處理電鍍銅箔的敷箔板所接受。雙面處理銅箔是對銅箔的無光面和磨光(鼓)面都進行處理以增強粘到聚酯膠片時的粘合力和撕裂強度的銅箔。關(guān)于這一點，必須注意，因為經(jīng)過雙面處理的銅箔可以取消化學(xué)氧化弄糙步驟，即黑氧化處理;而經(jīng)過單面處理的銅箔還需要在刻蝕后對線路的磨光面進行黑氧化處理以增強其粘合力和撕裂強度，所以對制備多層層板來說，雙面處理銅箔比單面處理銅箔理論上更理想。但是，雙面處理銅箔不能進行局部清洗以清除污物，因為在制造多層板時，這種清洗也會除掉上述處理效果并妨礙，或至少影響導(dǎo)線與另一聚酯膠片的后續(xù)粘合。
因此，過去在印刷電路板的生產(chǎn)中，特別是在具有高密度多層印刷電路板產(chǎn)品的生產(chǎn)中，表面污染一直是主要的經(jīng)濟損失所在。況且，即使采取了諸如對于堆置的周圍環(huán)境控制這一類的措施，還是不能有效地防止印刷電路板生產(chǎn)中出現(xiàn)的表面污染，除非在生產(chǎn)過程中承受巨大的代價和效率損失。層板表面的局部清洗的確貴而無效，并且如上所述，是在采用雙面處理箔的應(yīng)用中所不能容忍的。
在所述同案未決′841申請中列舉了幾點建議在箔片上可分離或可除去地附合一層膜，這層膜至少與箔片的一面有著可移開，疊置，覆蓋和保護的關(guān)系。本發(fā)明提供了一種把保護膜和箔片可除去地附合在一起的高效率和高效益方法。
應(yīng)用本發(fā)明的概念和原則，可將上面討論的先前處理技術(shù)及應(yīng)用中所出現(xiàn)的問題和缺限減至最少，如果不是完全根除的話。因此本發(fā)明提供了一種在表面污染可能產(chǎn)生問題和困難的印刷電路板生產(chǎn)的全部過程中保護導(dǎo)電箔面的有效裝置。這種保護來自于構(gòu)造了一種防護導(dǎo)電箔層組，它包括具有兩個面的導(dǎo)電金屬箔。此箔片的一面通常經(jīng)過化學(xué)處理以適于在涉及層壓壓機板沖壓的層壓中與介電載體粘合。防護層組還包括疊置在此箔片另一面上的介電塑料膜，覆蓋和保護此箔片。塑料膜與箔層可除去地接合或附合在一起足以允許移動和進一步加工箔片，而膜層仍然覆蓋和保護箔片的另一面。根據(jù)本發(fā)明，塑料膜與箔面之所以能可除去地接合或附合在一起是因為在塑料膜與箔片的所述另一面之間基本上無氣體物質(zhì)。由此，塑料膜能與箔片的另一面的輪廓和外形完全整合，并貼于其上緊得足以允許移動和進一步加工箔片，而膜層仍然覆蓋和保護這個箔面。塑料膜可以從箔面上揭去。在層壓處理的溫度和壓力條件下，塑料膜具有足夠的抵抗力不會粘到層壓壓機板上并在箔片敷在介電載體上后保持其從箔片上的可除去性。
本發(fā)明在商用方面特別優(yōu)越的是，防護箔片層組可包括具有無光面和磨光面的電鍍箔片。此箔片進一步還可以是雙面處理的導(dǎo)電金屬箔片，其中箔片的無光面和磨光面都進行處理以增強箔面與介電載體的層疊粘合力和撕裂強度。根據(jù)本發(fā)明的這方面優(yōu)點，塑料膜在層壓后可較好地除去而不影響對磨光面的處理。
本發(fā)明的另一重要方面是，塑料膜層足夠透明，可以對膜層所覆蓋，保護的金屬箔磨光面進行目檢。這是本發(fā)明與雙面處理箔有關(guān)的一個非常有價值的方面在膜層保持覆蓋，保護金屬箔磨光面的同時，可以對其上的處理進行目檢。
根據(jù)本發(fā)明，防護層組包括各呈細長條狀的箔和膜層，箔和膜層可以一起卷成卷筒。本發(fā)明的另一方式是箔和塑料膜呈大小相同的片狀。防護層組包括靠著箔片無光面置放的大小相同的含有可固化樹脂的介電載體。
本發(fā)明的一個較佳且較詳細的方面是，塑料膜層的厚度范圍大約為0.5到5.0密耳，最好小于或等于2.0密耳。商用塑料膜厚度大約是0.92密耳。另外，塑料膜層最好由能在暴露于層壓壓機的條件下不釋放可污染箔片的化學(xué)成分的介電材料制成。
本發(fā)明的特別優(yōu)越的方面是，箔片可由銅片和含聚酯(最好是諸如聚乙烯三酞這樣的聚酯)的塑料膜層組成。
本發(fā)明的一個不同但有關(guān)的方面是，在進一步處理期間，提供一種保護導(dǎo)電金屬箔的方法并用于層板和印刷板元件的制備中。這個方法由下列步驟組成提供一片具有兩面的導(dǎo)電箔，一面可經(jīng)過層壓壓機板沖壓的層壓處理后與介電載體粘合;還提供一層介電塑料膜，它與所述金屬箔片的另一面有著疊置、覆蓋和保護的關(guān)系;然后把膜層與金屬箔片可除去地附合在一起緊得足以允許移動和進一步加工此箔片，而膜層仍然覆蓋此金屬箔的所述另一面。根據(jù)本發(fā)明，膜層與箔片的另一面是通過在膜層和箔片上施加均勻分布的力型，從膜與箔片之間驅(qū)出或擠出氣體而可除去地附合在一起的，并使膜和箔片另一面之間基本上無氣體(或真空)，從而塑料膜層與箔面的輪廓和外形完全整合，并貼于其上緊得足以允許移動和進一步加工此箔片，而膜層仍然覆蓋、保護此箔面。塑料膜可以從箔面上揭去。在層壓處理的溫度和壓力條件下，塑料膜具有足夠的抵抗力不會在箔片敷在介電載體上后粘到層壓壓機板并保持其從箔片上的可除去性。根據(jù)本發(fā)明的較佳方式，可以通過對所述膜和所述箔進行反向靜電充電來建立均勻分布的力型。
非常明顯，在一般導(dǎo)電箔，特別在具有電鍍箔和上述各種塑料膜層的情況下，都可應(yīng)用本發(fā)明方法。進一步地，本發(fā)明可用于下述這些情況其中電鍍箔的磨光面已進行過處理以增加磨光面和介電載體的層疊粘合力;其中塑料膜在層壓后可除去而不影響這一處理;其中塑料膜層非常透明足以對金屬箔的磨光面和/或其上的處理進行目檢，而膜層仍然覆蓋、保護此箔片;其中箔和膜層呈細長條狀并一起卷成卷筒;其中箔片和塑料膜層大小相同且在箔片的無光面鋪置了一層同樣大小的含有可固化層壓樹脂的介電載體;其中塑料膜層的厚度范圍大約為0.5到5.0密耳，最好小于或等于2.0密耳;其中塑料膜層可以在暴露于層壓壓機的條件下不釋放可能污染箔片的化學(xué)成分;其中箔片包含銅;和/或其中塑料膜層包含聚酯，最好是聚乙烯三酞聚酯。
本發(fā)明還提供了一種把一層保護、覆蓋介電膜層可分離地附合到將在層壓處理時與一個介電載體粘合的導(dǎo)電金屬箔片某一面的方法。在本發(fā)明的這一方式中，此方法包括的一個步驟是提供一片具有兩面的導(dǎo)電箔，此箔片的一面在經(jīng)過層壓壓機板沖壓的層壓處理后與一個介電載體粘合。此方法還提供了一層介電膜，它對層壓處理的溫度和壓力有足夠的抵抗力，不會因暴露在層壓條件下而粘到層壓板或箔片上。這層膜置放于所述箔片的另一面上，覆蓋、保護這個箔面。根據(jù)本發(fā)明，此方法還包括這樣的步驟在膜和箔片上進行反向靜電充電使得膜層和箔片相互吸引，其上的吸引力足以驅(qū)出膜與箔面間的氣體，使得其間基本上無氣體。因此，塑料膜層能與箔面的輪廓和外形完全整合并貼于其上緊得足以允許箔片移動和進一步加工，而膜層仍然覆蓋和保護箔面。塑料膜可以從箔面上揭去。
根據(jù)本發(fā)明的方法，在膜和箔片上的靜電荷在各自表面呈均勻分布，因而膜和箔片是通過一種均勻分布的力線型式相吸的。本發(fā)明的優(yōu)先方式是，靜電充電步驟包括讓箔片和其上的膜層穿過一個電勢梯度場。
在本發(fā)明的特別優(yōu)越的形式中，電勢梯度場是這樣形成的提供一條充正電的基本上為直線的電線電極，使箔片成為充負電的電極。這根電線橫向置放，基本上與箔片的主平面平行，箔片和其上的膜以與箔片平面基本平行且相對于所述電線的縱軸基本上是垂直的方向移動。在這種移動中，膜置放于電線和箔片之間。
在箔片和其上的膜層運動期間，箔片最好與一個旋轉(zhuǎn)、導(dǎo)電、帶負電的滾筒導(dǎo)電接觸，且滾筒是繞著一個基本上與所述電線縱軸平行的軸旋轉(zhuǎn)的。
在本發(fā)明的這個特別優(yōu)越形式中，電線可以是不銹鋼的，其直徑大約為0.008英寸，電線和滾筒之間的距離大約為3/8英寸，所述滾筒和所述電線間的電壓大約為15KV。
在本發(fā)明的另一方面，該方法包括這樣的步驟在箔片與其上的膜層穿過電勢梯度場以后，讓膜層與接地元件接觸。關(guān)于這一點，可以提供一個長條靜電接地元件，它是橫向置放的，基本上與所述電線平行，該元件放置的位置，使箔片在箔片與其上的膜層穿過所述電場以后與之接觸并接地。接地元件最好處于這樣的位置，在所述膜以所述方向移動時，整個橫向?qū)挾鹊哪つ芡瑫r接觸這個接地元件。
在本發(fā)明的另一方式中，同樣提供了一種防護導(dǎo)電箔層板，它由上述導(dǎo)電金屬箔片，疊置其上且可除去地覆蓋、保護這個金屬箔片的塑料膜層和一個介電載體組成。根據(jù)本發(fā)明，在塑料膜層和箔面之間基本上無氣體，因而塑料膜層能與箔片的輪廓和外形完全整合并貼于其上緊得足以允許箔片移動和進一步加工，而塑料膜層仍然覆蓋和保護所述箔面。塑料膜層可以從箔面上揭去。在本發(fā)明的這一方式中，箔片的另一面經(jīng)過層壓壓機板間沖壓的層壓處理后與載體粘合。塑料膜層與箔片保持可除去地附合，緊得足以允許箔片移動和進一步加工，而塑料膜層仍然覆蓋和保護這個箔面。就此而論，塑料膜層從一開始，在層壓處理之前，就對層壓處理的溫度和壓力條件有足夠的抗力不會在敷到介電載體以后粘到層壓壓機板上并且保持其從箔片上的可除去性。


圖1是一個原理圖，它圖示了根據(jù)本發(fā)明制備防護導(dǎo)電箔層組的方法;
圖2是沿圖1中線2-2所得的本發(fā)明防護導(dǎo)電箔層組的截面圖。
圖3是一立體圖，它圖示了本發(fā)明的機構(gòu)和方法。據(jù)此，塑料膜和箔片相互吸引，擠出其間的氣體，使得膜層與箔片可除去地接合在一起。
圖4是圖3機構(gòu)的放大側(cè)視圖，它進一步圖示了本發(fā)明的方法。
圖5是一個立體圖，它圖示了膜層與箔片可除去地貼合以后接地的機構(gòu)。
圖6是一個透視分解圖，它圖示了實施本發(fā)明原理和概念的一個防護導(dǎo)電箔層組;
圖7是一個透視分解圖，它圖示了實施本發(fā)明原理和概念的另一個防護導(dǎo)電箔層組。
圖8是實施本發(fā)明原理和概念的一個防護導(dǎo)電箔板層，它是應(yīng)用圖7所示層組來制備的。
如上所述，本發(fā)明涉及箔材料的保護，這種材料最終被加工成印刷電路。因此，本發(fā)明一般可適用于所有導(dǎo)電箔，而制備和/或生產(chǎn)導(dǎo)電箔的方法并不是本發(fā)明的要點。例如，本發(fā)明可用來對電鍍箔，軋制(鍛制)箔，多層箔，鍍箔片提供保護。另外，用于制造箔片的特殊導(dǎo)電金屬不是本發(fā)明的要點，本發(fā)明一般可用銅，鎳，鉻或其它導(dǎo)電金屬。但是，總的說來，本發(fā)明用于采用常規(guī)電鍍方法制備的銅箔時具有特殊的優(yōu)勢，此時，銅箔具有一個平滑磨光面和一個粗糙無光面。常規(guī)地，這種箔片然后粘到一個介電襯底上以提供尺寸和結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性。關(guān)于這一點，一般把電鍍箔的無光面粘到襯底上，因而箔片的磨光面朝層板的外面。
襯底的特殊性能也不是本發(fā)明的要點。同行專家都很熟悉各種各樣的襯底。從商用觀點來看，可用漬制紡織玻璃增強材料和半固化樹脂，通常是環(huán)氧樹脂來制備有用的介電襯底。這種介電襯底通常稱為聚酯膠片。
在制備層板中，聚酯膠片材料和電鍍銅箔材料一般都呈長條狀，卷成滾筒。從滾筒上拉出材料，并剪成長方型薄板。這些長方形薄板鋪置或組成層組。每個層組可包含一層聚酯膠片，在其上的兩面各有一層箔片，而且任何時候，都是銅箔的無光面和聚酯膠片相鄰，磨光面朝層組外。
層組一般可以放在層壓壓機板間，在常規(guī)層壓溫度和壓力下制成由兩片銅箔夾一層樹脂膠片的三明治組成的層板。雖然在常規(guī)商用中，所提供的層板是兩片銅箔夾一層樹脂膠片，但是本發(fā)明同樣考慮了層板是由僅在樹脂膠片的一面粘上一片銅箔組成的這種情形。
如上所述，常規(guī)方法制造的樹脂膠片一般由浸漬在半固化雙級樹脂的紡織玻璃增強纖維組成。在熱度和壓力下，銅箔的無光面被緊緊地壓在樹脂膠片上，而且在層組所處的溫度下，樹脂被激活固化，即樹脂交聯(lián)，因而把銅箔和樹脂膠片的介電襯底緊緊粘在一起?？偟恼f來，層壓工序中的壓力范圍大約為250到750 Psi(每平方英寸磅)，溫度范圍大約為350到450 F，層壓周期大約為40分鐘到2小時。然后制成層板可用以制備印刷電路板。
如上所述有關(guān)先前技術(shù)的描述，印刷電路板制造廠家尋求生產(chǎn)較細電路線路的方法或?qū)で筇岣唠娐访芏鹊姆椒?。隨著線路越來越細，對銅箔表面污染的容忍力迅速減小。這種污染可能來自數(shù)個不同的因素。
為了提高印刷電路的密度，上述單襯底層板結(jié)合或聯(lián)合在一起形成多層印刷板結(jié)構(gòu)。這種聯(lián)合或接合是在刻蝕銅箔即去掉不需要的銅箔留下清晰的線路等以后實行的。那時，為了把一個具有刻蝕圖案(內(nèi)層)的層板和另一個具有刻蝕圖案的層板聯(lián)合在一起形成多層層板，必須把包含銅箔磨光面的銅內(nèi)層外表弄糙和/或?qū)ζ溥M行處理以增強成品結(jié)構(gòu)的層疊粘合力和撕裂強度。對印刷銅箔電路的磨光面進行處理的傳統(tǒng)辦法是進行化學(xué)氧化處理以增強后續(xù)粘合。為了不用這種一般必須在印刷電路制備好了以后才進行的處理，在箔片兩面都進行增強其層疊粘合力和撕裂強度的處理的箔片，至少對某些應(yīng)用來說，越來越受歡迎。這種箔片稱為雙面處理箔片。關(guān)于這一點必須指出，常規(guī)地，只對導(dǎo)電箔的無光面進行處理以增強無光面和樹脂膠片之間的層疊粘合力和撕裂強度。
典型地，對箔片處理包括銅/氧化銅粘合材料處理以增加表面面積并因而增強了粘合力和斯裂強度。還可對箔片進行處理以增加一隔熱層(可以是黃銅)，防止撕裂強度在高溫下減弱。最后，還可用穩(wěn)定劑對箔片進行處理以防止箔片氧化。這些處理眾所周知，沒有必要在這里解釋了。
當(dāng)對箔片進行雙面處理時，箔片的兩面都受到了增強粘性，改善撕裂強度和穩(wěn)定化的處理。使用雙面處理箔片時，不用進行化學(xué)氧化弄糙步驟。但是，雙面處理箔片磨光面的處理非常脆弱，如果不對處理過的磨光面進行保護，可能會破壞這種處理。這至少在處理受損處將導(dǎo)致粘合力下降，撕裂強度下降，而對氧化的敏感增強了。
本發(fā)明通過提供一種包括疊置在箔片上，對其進行覆蓋、保護的塑料膜層的層組來保護處理過或未處理過的箔片。根據(jù)本發(fā)明的概念和原則，這層塑料膜可除去地(可分開地)與箔片貼合，緊得足以允許箔片移動和進一步加工，而塑料膜層仍然覆蓋和保護這片箔。塑料膜必須對層壓處理的溫度和壓力條件有足夠的抵抗力，從而不會粘到層壓壓機板上并且在箔敷到介電載體上后仍然保持其從箔片上的可除去性。然后可用常規(guī)方法刻蝕箔層形成印刷電路。
實施本發(fā)明概念和原理的一個防護導(dǎo)電箔層組的制備方法如圖1所示。在圖1中，從卷筒26上拉出一條導(dǎo)電金屬箔材料20，從卷筒22上拉出一條塑料膜材料24。來自卷26的箔帶20和來自卷22的塑料膜帶24在點28匯合，為了便于貯存，這個夾層組被卷到卷筒30。
箔20可由任何對制備印刷電路板材料有用的導(dǎo)電材料組成。例如箔20可包括導(dǎo)電銅、或鎳、或鉻、或其它任何可構(gòu)成箔片的材料，然后刻蝕成PCB電路的材料。例如箔20可由軋制的鍛制箔，或具有兩層或多層金屬的鍍箔組成。所有這些導(dǎo)電箔片至少有一面是專門處理過的以增強與一種介電載體的粘合力，而另一面可能在貯存、運輸和進一步加工期間受到污染和潛在的危害。本發(fā)明對箔片的這個裸露面提供保護。但是，箔20最好是電鍍、雙面處理的導(dǎo)電銅箔。雖然對本發(fā)明的目的來說，箔片的厚度不是至關(guān)重要，但是商用箔片的厚度一般為3/8英寸到10英寸。關(guān)于這一點，所需箔片厚度一般隨最終的商業(yè)應(yīng)用而定，這大概只有最終的印刷電路板制造廠家知道。
至于塑料膜層24，同樣只是為了用于保護箔層的外表裸露面不受污染。如上所述，這種外表面一般包含處理過或未處理過的電鍍箔片的磨光面。塑料膜必須能夠保護箔片而且還必須在不需保護時可以除去。另外，塑料膜必須對層壓處理的溫度和壓力條件有足夠的抵抗力，從而不會粘到層壓壓機板上并在完成層壓處理以后仍然能從箔片上除掉。因此，塑料膜必須具有足夠的耐高溫性，以防止其在層壓處理時熔化，而熔化可能引起塑料材料的熔解導(dǎo)致塑料膜或者粘到層壓壓機板或者粘到箔片上。此外，塑料膜最好能抗收縮并能在層壓壓機的溫度和壓力條件下不釋放可能污染箔片的化學(xué)成分。
塑料膜最好能經(jīng)得住2個小時的約475 F和10個小時的大約325 F的溫度，大小基本上無變化，這種性能可用常規(guī)方法鑒定。此外塑料膜應(yīng)當(dāng)基本上不揮發(fā)或不含在層壓期間可能釋放污染銅箔的有機材料。用于保護導(dǎo)電銅箔的材料在層壓條件下最好是透明或半透明的以便在繼續(xù)保護箔片的同時還能檢查其下的箔片和/或箔片上的處理。對本發(fā)明來說，塑料膜應(yīng)當(dāng)具有介電特性。
為商用起見，應(yīng)提供各種寬度的膜材料，最寬達80英寸。況且，目前商用箔片的標(biāo)稱寬度一般都超過40英寸。塑料層的厚度可大約為0.5密耳到5.0密耳，最好小于或等于2.0密耳以避免層組體積過大。塑料膜還應(yīng)當(dāng)在室溫下足夠柔軟以把它卷在卷筒，用于圖1所示的交插過程。最后，塑料材料在大約-50 F到500 F的溫度下仍然可用，以便于在冬天貯存和在層壓壓機條件下的使用。不用說，許多上述理想的性能可隨著處理和最終的使用參數(shù)變化而變化?？偟膩碚f，本發(fā)明有關(guān)的同行意識到，需要靠經(jīng)驗積累來確定適于任何應(yīng)用的最優(yōu)材料。
本發(fā)明所用的商用上理想的雙面處理銅箔材料目前可從Gould公司，箔片部購得，商品型號為TC/TC。這種材料可用于多層印刷電路板的應(yīng)用并且對其磨光面和無光面一律進行了處理以增強粘合力，增加撕裂強度以及形成抗熱，抗化學(xué)和抗氧化剝蝕的特性。
保護處理過的TC/TC箔片磨光面的一種理想的塑料膜材料是聚酯膜，可從Du Pont公司購得，商品型號為Mylar 92 DB，這種材料的標(biāo)稱厚度大約為0.92密耳;密度大約為1.395g/cc，(由ASTM Spec D-1505確定);抗拉強度為30，000MD Psi，(由ASTM Spec D-862方法A確定);伸度為100 MD%，(由ASTM Spec D-882方法A確定);張力模數(shù)為547，000 MDPsi，(由ASTM Spec D-882方法A確定);15，500MDPsi的F-5，(由ASTM Spec D-882方法A確定);熔點為225℃，(由ASTM Spec D-3417確定);在105℃下的收縮系數(shù)各為0.5 MD%和0.5 TD%，(每個都由ASTM Spec D-1204確定);熱膨脹系數(shù)以1.7×10英寸/英寸/℃，由TalglorHobson Talysurf Spec 5確定的Talysurf表面特征為0.031 Talysurf RA、0.264 Talysurf RZ和38Talysurf NP。這種優(yōu)質(zhì)材料非常純，每100sq/cm只有大約0.5個大于1.47微米(μ)的雜質(zhì)，關(guān)于最后這一點，最理想的是，此塑料膜按照MilB類材料的Mil Spec13949是足夠透明的以允許對其下的箔片磨光面進行目檢。
進一步參看圖1，理想的帶20和24的寬度大約為42英寸。由于用于制備印刷電路板材料的流行商用寬度為39英寸，因此在帶的兩邊各有一個半英寸的邊。
參看圖1，該裝置包括一個機構(gòu)32，用于把膜24和箔片20在其匯合點28可移去地結(jié)合在一起。在圖3、4和5中更細地描述了機構(gòu)32可操作機構(gòu)32通過有足夠力量的均勻分布靜電力場讓膜24和箔20相互吸引，以擠出在膜24和箔20間的空氣和其它氣體。因此，在箔20和膜24之間基本上無氣體(或真空)。結(jié)果，塑料膜24與箔20表面的輪廓和外形完全整合，并緊貼于其上，足于允許箔片移動和進一步加工，而膜24仍然覆蓋和保護箔20。另一方面，膜24可從箔20上揭去。
帶20和24在點28匯合并形成圖2所示的層組。關(guān)于這一點必須注意，圖2是沿圖1中線2-2截取的橫截面圖，圖示了由箔20和塑料膜24組成的層組，由于機構(gòu)32的工作，塑料膜現(xiàn)已可移去地與箔片接合，因而它緊密覆蓋、保護箔的磨光面20a。
圖3大略地圖示了機構(gòu)32，它包括由絕緣體36支撐的電線電極34，圍繞軸46旋轉(zhuǎn)的卷筒38，靜電接地帶48和一個dc電源50。
電線電極34的直徑可大約為0.004到0.025英寸，可由任何合適的導(dǎo)電材料制成。但是，電極34最好是一根不銹鋼電線，其直徑大約為0.008英寸。
卷筒38可以是一種廣泛用于箔片加工技術(shù)的常規(guī)卷筒。例如，在美國專利第4，022，648和第3，589，975號中描述了這種卷筒。卷筒38的唯一真正重要的標(biāo)準(zhǔn)是其表面最好由導(dǎo)電材料制成。如圖3所示，卷筒38按箭頭所指方向繞軸46旋轉(zhuǎn)。卷筒38最好具有金屬導(dǎo)電表面，長大約為65英寸，直徑大約為3英寸。
電極34最好如此安裝它延伸于絕緣體36之間，基本上與卷筒38的軸46平行。電極34與卷筒38的表面有一段距離g，g大約為1/4到1/2英寸。但是，在這里所述的優(yōu)選實施例中，距離g應(yīng)當(dāng)大約為3/8英寸。關(guān)于這一點，距離g只不過需要小到在膜層24中建立梯度場，大到避免起火花就行。
電源50在卷筒38和電極電線34之間提供了一個dc電壓。為此目的，電源50最好是Universal Voltronics BPA-22-10-D3型dc發(fā)電機，它是可調(diào)節(jié)的，能提供0到22KV的dc電壓。如圖3所示，電線34接電源50的正極52，而38接電源50的負極54。地線56按常規(guī)理解的方式提供。
操作時，膜24和箔片20按圖3中箭頭方向移向一起并在卷筒38附近的點28處匯合。圖4詳細圖示了這一點。理想地，電源50可調(diào)到提供大約15KV的電壓，在上述范圍和條件下，工作電流大約為2.5毫安數(shù)量級，同行都知道，由于箔片20是由導(dǎo)電材料所制，因此當(dāng)它與卷筒38表面接觸時，箔片變成了負電極。一般說來，電壓只需要足以在膜層24中建立一個靜電梯度場就夠了，應(yīng)當(dāng)最好大約為5KV到20KV。
因此，在充電極電線34與充負電的電極銅箔20之間建立了一個靜電梯度場。電線是橫向置防的，大概與箔片的主平面平行，而箔片和其上的膜層，至少在卷筒38的頂點處，以與箔片平面大概平行且與電線34的縱軸大概橫截的方向移動。在上述條件下，電線34和箔片20間的電壓沿電線34的延伸方向均勻分布，膜24和箔20以勻速移動使得在膜24穿過電子梯度場時梯度場力均勻地施于膜24上。由于膜24由一種介電材料制成，上述行動產(chǎn)生了均勻地施于膜24上的均勻的靜電荷。
參見圖4，可以認為在介電膜48上的靜電呈梯度地分布，使得當(dāng)膜和箔接近匯合點28時鄰近于箔20的膜表面上積累了正電荷，膜24底面的正電荷和箔20上的負電荷相吸產(chǎn)生匯合，并通過一個絕緣分布的力型拉或迫使它們在一起使得膜和箔之間的空氣或其它氣體被擠出或驅(qū)出，因而在箔和膜之間基本上無氣體材料(或真空)。
所以上述過程在膜層上還留有許多靜電荷。這種電荷可能干涉箔片的進一步加工。因此，在本發(fā)明的理想形式中，提供了一種接地機構(gòu)，靜電帶48用以接地并從膜24上移走靜電荷。帶48相對電線34橫向置放，距電線34足夠遠使得它不干涉驅(qū)逐箔和膜之間空氣的吸引工作。這個距離可為幾英寸到幾英尺。
圖5大略描述了帶48，它包含一根長條電線或棒58(長過膜24的寬度)和許多導(dǎo)電箔片條60。條60系在電線58上，最好是金屬絲。條60最好是柔性的使得膜24按箭頭所指方向移經(jīng)時，其自由端能摩擦膜24。在整個電線58上布滿了條60使得膜從電極34移開時整個橫向?qū)挾鹊哪?4同時能為條60所接觸。元件58與地線56相接。因此，靜電荷基本上有效地從膜24上移走。
這個處理的最后結(jié)果是，在膜24和箔20之間基本上無空氣或其它氣體材料。無空氣就形成真空，這樣結(jié)合殘留靜電荷可使得膜與箔片的輪廓與外形完全整合并緊貼于其上，覆蓋和保護箔片。因此，箔片可以移動和進一步加工，而膜層仍處在覆蓋和保護位置。當(dāng)需要時，膜24可很容易地從箔20上除去，只要掀開膜的一角，用手把膜從這一角揭去即可。
箔帶20和塑料膜24按圖3和4中箭頭所指方向移經(jīng)電極34的線速度可以變化以適于其它處理參數(shù)。理論上，這個速度可大約為每分鐘80到200英尺。但是，帶20和膜24間的可除去粘合力根本不受帶20和膜24移經(jīng)電極34時的線性速度的影響。
可用Instronl130型通用測試機來測量可除去的粘合力。當(dāng)這臺機器使用500克的壓力件來拉開2英寸寬的材料條時，可除去的粘合力隨電壓變化。這種關(guān)系基本上可視作上述電壓區(qū)域的線性函數(shù)。因此，施加8KV的電壓時，所測量的粘合力大約為0.68g/in;在12KV的電壓下，粘合力大約為1.36g/in;在16KV時，粘合力大約為2.04g/in。這種關(guān)系可由下列方程表示粘合力;g/in＝(0.1)·KV)-0.68
為了使用卷繞到30上的材料，從卷上松開材料，并把帶狀材料剪成單個的片狀材料。在本發(fā)明的情形里，當(dāng)材料從卷30上松開并剪下來后，剪下來的材料就是圖6所示的防護導(dǎo)電箔層組40。層組40由一片具有面120b和面120a的導(dǎo)電金屬箔片120組成。如圖6所示，用塑料膜層124覆蓋面120a(因而除邊外看不見膜層124)。箔片120的面120b適于在包括層壓壓機板之間沖壓的層壓處理期間與一個介電載體粘合。因而面120b已經(jīng)預(yù)先處理過以增強粘合力，改進了撕裂強度，增加其耐熱性、抗化學(xué)腐蝕性和提高了抗氧化性。塑料膜層124疊置于面120a，覆蓋、保護120a。如先前所解釋的，塑料膜層124可除去地與箔片聯(lián)合足以允許箔片的移動和進一步加工，而膜層仍然覆蓋、保護箔片的面120a，這是由于在膜和箔之間基本上無氣體這一事實而得，因而膜與箔片120的面120a表面的輪廓與外形完全整合并緊貼于其上。
在從卷30拉出的材料被剪成層組40以后，層組40上敷置了一層同樣大小的介電載體層42。層42最好是如上所述的聚酯膠片，它包含一種可固化的層壓樹脂。在敷置期間，只是讓聚酯膠片42接觸箔片120的面120b。因而，為層壓處理備好敷置材料。在層壓處理期間，聚酯膠片42與箔片120的面120b粘合，而塑料膜124仍然覆蓋，保護箔片的面120a。
圖6給出一個包含一層聚酯膠片介電載體42和一片防護箔的防護導(dǎo)電箔層組。但是對其它應(yīng)用來說，更為理想的是在聚酯膠片的每一面都放上一個防護層。如圖7所示，其中在聚酯膠片42的兩邊各有一層箔片120。每個箔片120上都由相應(yīng)的塑料膜層124保護。在敷置并層壓后，圖7的層組形成圖8中的層板44。層板44包含聚酯膠片42、其中有一面與聚酯膠片42相粘的金屬箔片120，和放在箔層另一面(朝外的面)覆蓋、保護箔層的塑料膜層124。
在上述優(yōu)選實施例的情形里，通過一個均勻分布的力型，把膜與箔片間的氣體材料擠出去因而在膜與箔之間基本上無氣體(或真空)來迫使膜層和箔片合在一起。通過這種均勻分布的靜電力把塑料膜層和箔片可除去地聯(lián)合起來。這個真空因而使得膜層與箔面的輪廓與外形完全整合使得膜緊緊貼在箔片上足以允許箔片的移動和進一步加工，而防護膜仍然處在覆蓋、保護這箔片的位置上。這一點比所述同案未決申請(序號為07/347，841)中所用的方法要好，在那里箔片的邊被刷上了一種粘性材料。在那種情形里，箔和膜層可人工地拉開或只需把層組的邊切掉就很容易地從箔片上拉開或除掉塑料膜了。這是一個有價值的方法。但是，刷膠水所添的步驟和切邊所引起的浪費都導(dǎo)致這個方法比本發(fā)明所推薦的方法效率和效益要低。同樣，對膜層加熱而使其與箔片的外形整合和/或使其邊緣粘合的方法也比本發(fā)明的效率低，在本發(fā)明方法中，只用靜電力把膜和箔帖在一起，并且在靜電力擠出箔片防護膜間的空氣后，由于其間沒有氣體材料(或真空)，膜和箔片保持這種附合。
權(quán)利要求
1.一種防護導(dǎo)電箔層組包括一個具有兩面的導(dǎo)電金屬箔片，此箔片的一面適于在包括層壓壓機板之間沖壓的層壓處理期間與一個介電載體粘合；和一疊置于此箔片另一面上的，覆蓋、保護此箔面的介電塑料膜層，在塑料膜層與所述箔片的另一面之間基本上無氣體材料，因而塑料膜層與箔片另一面的輪闊與形狀完全整合，并緊貼于其上足以允許箔片運動和進一步加工，而膜層仍然翻蓋、保護所述箔片的另一面，所述塑料膜層可從箔片上揭去，所述塑料膜對層壓處理期間出現(xiàn)的溫度和壓力條件有足夠的抵抗力，因而不會粘到層壓機板上，并在箔片敷在介電載體上后保持其從箔片另一面上的可除去性。
2.一種權(quán)利要求1中所述的防護膜層組，其中所述箔是一種具有無光面和磨光面的電鍍箔，所述箔片的一面是無光面，所述箔片的另一面是磨光面。
3.權(quán)利要求2中所述的防護膜層組，其中所述磨光面已經(jīng)處理以增強在磨光面和介電載體間的貼合力，所述塑料膜層壓后可以除去而不影響所述處理。
4.權(quán)利要求3中所述的防護箔層組，其中所述塑料膜層足夠透明，可以對金屬箔磨光面上的處理進行目檢，而所述膜層仍然覆蓋、保護這層磨光面。
5.權(quán)利要求1中所述的防護箔層組，其中所述塑料膜層足夠透明，可以對金屬箔片的另一面進行目檢，而所述膜層仍然覆蓋、保護所述箔的另一面。
6.權(quán)利要求1中所述的防護箔層組，其中所述箔和所述膜層呈帶狀并一起卷成一個卷筒。
7.權(quán)利要求1中所述的防護箔層組，其中所述箔和所述膜層大小相同，并且所述層組包括一層大小相同的，在所述箔的一面包含固化層壓樹脂的介電載體。
8.權(quán)利要求1中所述的防護箔層組，其中所述塑料膜層的厚度大約為0.5密耳到5.0密耳。
9.權(quán)利要求8中所述的防護箔層組，其中所述塑料膜層的厚度大約為2.0密耳或更薄。
10.權(quán)利要求1中所述的防護箔層組，其中所述塑料膜層可在暴露于層壓壓機內(nèi)所產(chǎn)生的條件下不會釋放污染箔片的化學(xué)成份。
11.權(quán)利要求1中所述的防護箔層組，其中所述塑料膜層包含一種聚酯。
12.權(quán)利要求12中所述的防護箔層組，其中所述聚酯包含一種聚乙烯三酞。
13.權(quán)利要求1中所述的防護箔層組，其中所述塑料膜層包含一種聚酯。
14.權(quán)利要求14中所述的防護箔層組，其中所述聚酯包含一種聚乙烯三酞。
15.在進一步處理期間的一種保護電鍍導(dǎo)電金屬箔的方法包括提供一片具有兩面的導(dǎo)電箔，箔片的一面適于在包括層壓壓機板之間沖壓的層壓處理期間與一個介電載體貼合;提供一層介電塑料膜;把所述膜層置于所述金屬箔片的另一面上，覆蓋、保護所述另一面;和通過在所述膜層和所述箔片上施加一種均勻分布的力型，驅(qū)出膜與箔片的另一面間的氣體，使其間基本上無氣體以迫使所述膜層和所述箔片附在一起，從而塑料膜層與箔片另一面的輪闊與形狀完全整合并緊貼于其上足以允許箔片運動和進一步加工，而膜層仍然覆蓋、保護所述箔片的另一面，所述塑料膜層可從箔片上揭去，所述塑料膜對層壓處理期間出現(xiàn)的溫度和壓力條件有足夠的抵抗力，因而不會粘到層壓機板上，并在箔片敷在介電載體上后保持其從箔片另一面上的可除去性。
16.權(quán)利要求16中所述方法，其中所述均勻分布力型是通過在所述膜和所述箔片上進行反向靜電充電而建立的。
17.一種把保護、覆蓋介電膜層與適于在層壓處理期間和一個介電載體貼合的導(dǎo)電金屬箔片的一面可分離地附合在一起的方法，所述方法包括以下步驟提供一片具有兩面的導(dǎo)電箔，此箔片的一面適于經(jīng)過一個包括層壓壓機板之間沖壓的層壓處理與一個介電載體貼合;提供一層介電膜對層壓處理期間所遇溫度和壓力條件有足夠的抵抗力，從而不會因裸露在層壓條件下而粘到層壓機板或箔片上。把所述膜層置于所述金屬箔片的另一面上，覆蓋、保護所述另一面;和對所述膜和所述箔上進行反向靜電充電使得所述膜和所述箔相互吸引，因而驅(qū)出在膜和箔片另一面之間的氣體物質(zhì)，使其間基本上無氣體物質(zhì)，從而塑料膜與箔片另一面的輪闊與外狀完全整合并緊貼于其上足以允許箔片運動和進一步加工，而膜層仍然覆蓋、保護所述箔片的另一面，所述塑料膜層可從箔片上揭去。
18.權(quán)利要求18中所述方法，其中在所述膜和所述箔上的靜電荷各自在其面上均勻分布，從而膜和箔片是通過一種均勻分布的力的構(gòu)型相互吸引在一起。
19.權(quán)利要求19中所述方法，其中所述充電步驟包括讓所述箔片和其上的膜層一起穿過一個電勢梯度場。
20.權(quán)利要求20中所述方法，其中所述電勢梯度場是這樣建立的提供一根基本上為直線的充以止電的電線電極，使所述箔片為充以負電的電極;所述電線橫向置放，大致與箔片的主平面平行，所述箔片與其上的膜一起以與箔片平面大致平行且與所述電線的縱軸大致垂直的方向移動，所述膜在所述移動期間置放于電線和箔片之間。
21.權(quán)利要求21中所述方法，其中所述箔片在箔片與其上的膜一起移動期間與一個旋轉(zhuǎn)的、導(dǎo)電的，帶負電荷的卷筒導(dǎo)電接觸。
22.權(quán)利要求22中所述方法，其中所述卷筒圍繞一個大致與所述電線縱軸平行的軸旋轉(zhuǎn)。
23.權(quán)利要求21中所述方法，其中所述電線的直徑大約為0.008英寸。
24.權(quán)利要求21中所述方法，其中所述電線是不銹鋼制的。
25.權(quán)利要求21中所述方法，其中所述電線與所述箔片間的橫向距離大約為3/8英寸。
26.權(quán)利要求21中所述方法，其中所述電線與所述箔片之間施加了15KU的電壓的電勢。
27.權(quán)利要求23中所述方法，其中所述電線是不銹鋼制的，其直徑大約為0.008英寸，其中所述電線與所述卷筒之間距離大約為3/8英寸，其中在所述卷筒和所述電線之間施加了15KU電壓的電勢。
28.權(quán)利要求20中所述方法，其中包括了一個使所述膜在所述箔片與其上的膜一起穿過了電勢梯度場后與一個接地元件接觸的步驟。
29.權(quán)利要求21中所述方法，其中包括了一個提供橫向置放，大致與所述電線平行的長條靜電接地元件，所述元件處于這樣一個位置，在箔片和膜穿過所述電場以后與箔片接觸并接地。
30.權(quán)利要求30中所述方法，其中所述元件這樣放置在所述膜以所述方向移動時，它與所述膜層的整個橫向?qū)挾韧瑫r接觸。
31.一種防護導(dǎo)電箔層板包括一種具有兩面的導(dǎo)電金屬箔;一層疊置于箔片的一面上，覆蓋、保護這一面的塑料膜，和一層與箔片另一面相貼合的介電載體，它是經(jīng)過所述包括層壓壓機板之間沖壓的層壓處理后與這個介電載體貼合的，在塑料膜層和所述箔片另一面之間基本上無氣體物質(zhì)，因而塑料膜層與箔片另一面的輪闊與外形完全整合并緊貼于其上足以允許箔片運動和進一步加工，而膜層仍然覆蓋、保護箔片的所述另一面，所述塑料膜層可從箔片上揭去，所述塑料膜的特征為，它開始就對層壓處理期間所遇溫度和壓力條件有足夠的抵抗力，從而在箔片敷在所述介電載體上以后不會粘到層壓壓機板上并且保持其從箔片另一面上可除去。
32.權(quán)利要求32中所述的防護箔層板，其中所述箔片是具有無光面和磨光面的電鍍箔片，所述的一面是無光面，所述另一面是磨光面。
33.權(quán)利要求33中所述防護箔層板，其中所述磨光面已經(jīng)過處理，增強了磨光面與第二個介電載體之間的層壓粘合力，并且所述塑料膜是可除去，并不影響所述處理。
34.權(quán)利要求34中所述的防護箔層組，其中所述塑料膜層足夠透明，可以對金屬箔片的磨光面及其上的處理進行目檢，而所述膜層對其覆蓋、保護。
35.權(quán)利要求32中所述的防護箔層組，其中所述塑料膜層足夠透明，可以對金屬箔片的磨光面及其上的處理進行目檢，而所述膜層對其覆蓋、保護。
全文摘要
通過用一層塑料膜覆蓋于一片制備印刷電路板所用導(dǎo)電銅箔的(至少)一面來防止此箔片在貯存、運輸和進一步加工期間受到損害。由于在膜與箔片之間基本上無氣體物質(zhì)，此膜可除去地與箔片結(jié)合。因此，膜層與箔面的輪廓與形狀完全整合并緊貼于其上足以允許箔片移動和進一步加工，而膜層仍然緊緊與之相貼。在膜與箔片之間空氣是通過在膜與箔片上反向靜電充電，迫使其貼在一起并把其間的空氣驅(qū)出而實現(xiàn)的。
文檔編號B32B7/06GK1055322SQ911019
公開日1991年10月16日 申請日期1991年3月29日 優(yōu)先權(quán)日1990年3月29日
發(fā)明者杰米·H·張伯倫, 羅蘭·D·薩維奇, 約翰·P·卡拉漢, 戴維·P·伯吉斯 申請人:古爾德有限公司