便于激光通路钻孔的微纤维介质 本发明涉及包含由树脂浸渍的无纺微纤维玻璃增强材料的预浸渍体。本发明也包含用本发明的电子衬底制造的电子产品,包括但不限于用本发明的预浸渍体制成的各层包括激光加工的通路的印刷线路板。
(2)现有技术的描述
基于无机编纺增强材料结合热固性或热塑性聚合物的电子衬底就是通常所说的编纺玻璃纤维增强的环氧基树脂体系。这种编纺纤维增强的衬底构成了常规印刷电路板衬底的基础。虽然这种衬底用于常规电路非常之好,但用它们来制造高密度电子电路就会有许多缺点。例如,用编纺玻璃制造具有所需均匀度的极薄结构(小于4密耳)可能会很困难,因为当纤维直径降到约5微米以下时,制造连续玻璃(硅石)纤维就越发困难。另外,控制电子衬底的热膨胀系数(CTE)的能力也受到编纺玻璃纤维的性质和玻璃密度的限制。因此常规的电子电路衬底技术应用在高密度电路的制造上就更加困难。
对于有微通路互联电路层的多层印刷电路板一直有不断增长的需求。制造微通路的主要技术途径之一是用激光从电路板的外面烧蚀成孔,穿过一层或多层绝缘层,一直通到另一电路层。编纺玻璃纤维增强的预浸渍体很难用激光钻孔,因为玻璃的烧蚀很慢,而且需要烧蚀的玻璃量也随与玻璃织物有关的通孔的位置而大不相同。
树脂涂覆箔(RCC
TM)一直用来制造有激光加工的通路的高密度多层电路板。但RCC
TM既昂贵,又只能用于通过蚀刻铜建立电路图案的去掉法电路制造方法。而且,用RCC
TM形成的介质层未被增强,内在强度小,热膨胀系数高,且尺寸稳定性差。如果在烧蚀通孔后再想镀覆电路,用树脂覆铜产品就很难作到了。
有机纤维增强体可作为编纺玻璃可增强材料的一种选择。但有机纤维增强材料很昂贵,而且它们会有很强的吸湿性(芳族聚酰胺增强体)。
虽然在增强电子衬底的质量方面已有不少进步,但仍需改进。具体地说,仍需要能清洁地用激光烧蚀以制造出高质量的通孔或通路的增强电子衬底。而且也需要尺寸稳定性更好,且热膨胀系数(CTE)能与电路层的CTE更相匹配的增强型可用激光烧蚀的电子衬底。
发明概述
本发明包括用于制造带激光钻孔通路的多层组合印刷线路板(PWB)的增强型预浸渍体材料。
本发明也包括在改变的例如温度和湿度的环境条件下具有高度尺寸稳定性和均一性的预浸渍体。
本发明的另一个方面是非常薄因而便于制造激光微通路的预浸渍体。
本发明的再一个方面是适宜于激光微通路制造的介质材料。
本发明的又一个方面是一种在具有均一介质间隔的印刷线路板制造中有用的介质材料。
本发明的再一个方面是在铜箔表面上制作激光可烧蚀预浸渍体,构成增强型树脂覆铜(RRCC)材料。
本发明的再一个方面是利用本发明的介质材料制造印刷线路板的方法,其中通路可用激光均匀一致地加工到介质材料中,方便了多层电路的制作。
本发明包括用于制造多层印刷线路板的可用激光加工的预浸渍体。此预浸渍体包括主要由微纤维玻璃和一种部分固化的聚合物构成的无纺增强材料。
本发明还包括制造RRCC材料的方法,其中首先将树脂涂层涂覆在铜箔上,再将增强体涂在树脂覆铜箔板上,然后使此组合的增强树脂覆铜箔板通过加热器,使树脂部分固化。
本发明也包括带多个激光制作通路的多层电子电路的制造方法。此方法包括将具有第一和第二表面并且包括主要由用部分固化聚合物浸渍的微纤维玻璃组成的无纺增强材料的预浸渍体涂在由位于衬底表面的由至少一层电路构成的衬底上,这样预浸渍体最先接触电路层,形成部分固化的叠层板。该部分固化的叠层板然后在高温和高压下被固化足够的一段时间,以使部分固化叠层板完全固化。最后,用激光在固化地叠层板中形成多个通路。
【附图说明】
图1为含微通路的多层印刷线路板的侧剖视图;
图2为包括连接电路各层的激光加工的通路的多层线路板的侧剖视图;
图3是按现有技术用编纺玻璃增强材料制造的介质衬底的照片,该衬底上有多个激光加工的通路,其中许多含有不合格的热损坏微通路;
图4是本发明的介质层,其上包括了按实例5用激光以8KHZ频率的80个脉冲制作的微通路;
图5是本发明的介质层,其上有按例实5用激光以6KHZ频率的35个脉冲制作的微通路;
图6是本发明的介质层,其上有按实例4用激光以8KHZ频率的40个脉冲制作的微通路;
图7是本发明的介质层,其上有按实例5用激光以4KHZ频率的45个脉冲制作的微通路。
当前实施例的描述
本发明涉及包括无纺微纤维玻璃增强材料和聚合材料的电子衬底,它们适用于制造带激光钻孔微通路的组合多层线路板(BUM)。本发明的另一方面是用可激光钻孔的电子衬底制作的BUM。
本发明的一个方面是用微纤维玻璃制成的无纺增强体制造的预浸渍体。本发明的预浸渍体是用微纤维制作的,此微纤维的直径比编纺玻璃纤维中的微纤维直径约小5到10倍。用微纤维玻璃增强体制出的预浸渍体空间均一。空间的均一性和直径小使预浸渍体适宜于激光烧蚀。
本发明的预浸渍体可用于制造有微通路的组合多层(BUM)印刷电路板。预浸渍体和铜箔一起或单独压到至少包括一层,典型情况是两层或更多层用标准印刷电路板制造技术制成的铜电路的核心叠层板上。这样,按照本发明的一个方面,将价格低廉且易于激光烧蚀的介质层加在核心电路板上,并且可用于在加成法或去掉法的电路制造工艺中在各个连续组合层上添加另外的电路层。这种分层加工可以重覆进行,即将制出的电路用作新的核心层,在其上添加包含本发明的预浸渍体的附加组合层,以获得另外的电路层。
术语“微纤维玻璃”此处是指标称直径约小于2微米,最好是约小于1微米的玻璃纤维。无纺微纤维玻璃最好“基本上全部”是微纤维玻璃,也就是说,至少80%的微纤维玻璃具有上述直径。
本发明的预浸渍体也可选用包括含有不同于微纤维玻璃的无纺增强材料。增强材料可以仅是微纤维玻璃,也可与任何纤维材料共同构成。可用的纤维材料的例子包括玻璃,聚合物,陶瓷,二氧化硅,以及如液晶聚合物(LCP)纤维,天然纤维,聚合物纤维,及其混合物的有机物。
这些可选用的纤维增强材料应易于激光烧蚀。首选的补充纤维增强材料包括有机聚合物人造纤维或浆料。这些添加的增强材料只能为获得所需的如撕裂强度,加工能力,较好的CTE控制等预浸渍体特性而少量添加。
本发明的预浸渍体应含有相当数量的增强材料,既足以产生良好的CTE及尺寸稳定性,又能在预浸渍体压到电路层上时仍有足够聚合物流动。预浸渍体中的聚合物必须能在电路线条周围流动并完全填满电路线条间的空间以便在固化后形成固态无孔隙的薄层。也就是说,本发明的预浸渍体应含有约5至60wt%(重量百分比)的增强材料和约40至95wt%的聚合物,最好是约15至50wt%的增强材料和约50至85wt%的聚合物。
玻璃微纤维增强材料可以是任一种类型的无纺玻璃微纤维材料。这里的术语“玻璃”是指含有E-玻璃,B-玻璃,D-玻璃,M-玻璃及其混合物等纤维的二氧化硅。玻璃微纤维通常制成薄片并绕成卷。有用的无纺玻璃微纤维材料包括,但不限于Johns Manville制造的AAAAA-100,AAAA-102,AAA-104,和AA-108微纤维玻璃以及Evanite制造的608M和700B微纤维玻璃。
制造含织物的无纺微纤维玻璃时可不用粘合剂,但最好是用吸湿性低的树脂粘合剂制造以增加织物的撕裂强度以及提高织物作预浸和浸渍处理的容易程度。常用的树脂粘合剂包括:环氧醋酸乙烯酯粘合剂,环氧树脂类的水分散体等。可选粘合剂的用量应足在使织物制造中提供改进了的织物处理,而预浸渍体的用量以增强材料重量为基础,从约0.1到20wt%,最好是从约5.0到15wt%的范围。
本发明的预浸渍体是利用已知的制造湿法(wet-laid)织物的制造工艺(造纸工艺),利用已经被制成主要含微纤维玻璃的无纺织物材料的无纺微纤维玻璃制成。用于制造无纺织物的纤维包括玻璃微纤维(直径小于2微米,最好小于1微米)。增强材料最好“主要”包括无纺玻璃微纤维的意思是增强材料至少应有50wt%的微纤维玻璃。最好有75wt%以上按重量计算的微纤维玻璃,其余为补充增强材料。
含增强材料的微纤维玻璃可含有偶联剂,以利于将增强材料粘着到聚合物上。通常在现有技术中用于增强材料粘接并便于聚合物粘接到增强材料的任何偶联剂均可使用。较好的偶联剂是硅烷基偶联剂,有用的硅烷基偶联剂包括Clark Schwebel公司制造的CS718。其它有用的硅烷基偶联剂包括也是由Clark-Schwebel制造的CS767和CS440。若使用硅烷基偶联剂,一般应在树脂浸渍以前将其涂在增强材料上。偶联剂的用量应足以基本涂覆全部增强材料纤维。通常对应的偶联剂以增强材料重量为基础,大约从0.05到3.0wt%的范围内,最好是从约0.125到1.5wt%。
本发明的预浸渍体是用适当的聚合物浸渍所选增强材料而制成的。聚合物通常由至少一种聚合物加上本技术领域所熟知的其它材料构成,所谓其它材料应能用于电子衬底且能对由树脂制造的材料提供所需强度,耐久性,抗热性,防水性等等。树脂添加剂的一些实例包括:增链剂,固化剂,催化剂,反应性控制剂,染料等等。本发明中使用的树脂成分包括热塑性或热固性树脂的组合,例如但不限于环氧树脂,氰酸酯,硅酮,聚酰胺,双马来酰亚胺三嗪,或尿烷树脂体系。其它可用于制造电子衬底的树脂体系的例子已在美国专利No.5,508,328,No.5,620,789,No.5,534,565及顺序号No.60/019,853的美国临时申请中作了描述,在此附上供参考。在PCT/EP97/05308中提出了另一种树脂体系的例子,在此也附上供参考。其它可用的树脂体系包括例如环氧树脂体系的热固性聚合物树脂体系,例如:基于聚降冰片烯,苯并环丁烷,聚茚-环氧树脂及其混合物的脂环树脂的热塑性树脂体系,其它可用的树脂还包括高温工程热塑性聚合物,例如聚醚醚酮(PEEK),聚亚苯基硫(PPS),热塑性聚酰亚胺,ULTEM
,1,2-二氢化茚环氧树脂及其混合物。
预浸渍体的厚度可以通过调节树脂含量或增强材料织物的厚度控制。预浸渍体的厚度根据其最终用途而各不相同,预浸渍体厚度的范围约在0.25到18密耳之间,最好约在0.5到4.0密耳之间。包括激光微通路的预浸渍体的厚度在没有金属层时至少应为0.5密耳厚,在没有金属层时最好是至少约为6.0到12密耳。为提供最佳厚度约为2.0到8.0密耳的均匀电子衬底,电子衬底制成片状,并含有大约10到80wt%的树脂。
将无纺微纤维玻璃织物通过用树脂浸渍制成预浸渍体,并且若选用的树脂是热固性的,就部分固化衬底。树脂浸渍的增强材料最好是b阶段(b-staged)的,固化的程度应足以在以后用预浸渍体制作PWB的电路板制造中获得所需的流量。这种浸渍和部分固化(处理)的步骤最好一卷一卷地执行,和现用的制造基于编纺玻璃织物的PWB预浸渍体的过程相同。树脂的固化程度一般在10%到50%之间。树脂量和固化程度依据预浸渍体的最终用途调节以得到所需的树脂流量。在将预浸渍体压入PWB的内部核心层时预浸渍体中应有足够的树脂流动并覆盖电路迹线。若所用的树脂是热塑性而不是热固性时,可用加热板或压带机从一侧,最好是从两侧,将树脂压到织物上。
本发明的预浸渍体可通过把有铜箔,或无铜箔的预浸渍体压到已制作好的印刷电路板上的方法用于在已制造好的印刷电路板之上制作带激光钻孔微通路的附加电路层。本发明包括的预浸渍体和介质层价格低廉,可用激光烧蚀,并且大量的各种加成法或去掉法的电路加工技术都可使用。本发明的电子介质预浸渍体层对制作含有激光钻孔微通路的电路板特别有用。
本发明的含微纤维玻璃增强体的预浸渍体对用标准的加成法或去掉法技术制造带微通路的PWB很有用。参见图1,包括两个电路层12和14的核心10是用本发明的预浸渍体构建电路层的起始点。在一个实施例中,本发明的预浸渍体16和18被置于核心10的电路层12和14上。然后分别在预浸渍体16和18上覆盖导电金属箔,例如铜箔,再将这一叠材料在一定压力和温度下压制,使预浸渍体中的聚合物充分固化。典型的条件是温度为160℃至250℃之间,压力为100至500磅/平方英寸(psi)之间。在预浸渍体固化过程中聚合物应有足够的流量以完全覆盖板核心上已形成图案的电路层12和14。若树脂是热塑性的,则需加温加压使之熔化,把材料层压在一起,然后显著地降低压力。
叠层板制备好以后,可利用激光在叠层板上钻微通路。叠层板中的微通路可在叠层板表面上电路形成之前或之后制作。有一种方法是,在需要微通路(电路层间的连接)的金属箔上制孔,这些孔可用PWB产业的铜箔标准平版印刷和刻蚀技术制成。铜箔中的孔制成后,孔下方已固化的预浸渍体材料用激光器烧蚀“钻孔”,一般用CO
2,或三倍频Nd∶yag(钇铝石榴石)或准分子激光器。或者,如果能够烧蚀金属箔,则可用激光器来形成这些孔。
用激光作好微通孔后,可以用化学法或等离子处理清洁微通路。常用的技术是将电路板浸入高锰酸盐腐蚀池中。如果激光作出的通孔很清洁,这一步可省去。清洁通孔后,可用无电镀或电镀行业中各种标准技术中任何一种技术来形成微通路20,后者以导电的方式连接相邻的电路层。或者也可在通路内放入如导电性胶或导电墨水的导电材料,使各电路层导电连接。再用标准行业技术在导电金属箔上作图案,作出两个新的外电路层24和26。此时该过程可根据需要反覆进行多次,以在PWB上作成更多的组合层,或者,如果制作的电路层已足够多,制板结束。
另外,利用本发明的预浸渍体,也可用加成法制造连续组合电路层。在加成法中,预浸渍体叠放在一个或多个外露电路的核心层上,以制成通过充分固化本发明的预浸渍层准备的一个外露介质层的叠层板。其次,用溅射技术或其他任何在衬底上加薄导电金属层的已知技术在介质层表面加一个薄导电金属层。在溅射步骤之前或之后用激光再介质层中钻出微通路。若在溅射之前钻出微通路,可同时在微通路内壁上溅射一极薄的导电金属层。溅射步骤完成后,用抗蚀层覆盖已溅射的金属表面并显影,这样可以把需作电路线路的已溅射金属部分暴露出来,把不需作电路线路的已溅射金属部分保护起来。再次,为了制作电路线路,在暴露的溅射金属部分表面上形成一个导电金属层。在形成步骤中,导电金属也充填到微通路中,把核心层中的一个或多个电路层和所形成的电路连接起来。一旦电路形成步骤完成,则去掉保护性抗蚀层,露出已溅射金属的被保护部分,并通过腐蚀从介质层表面去除露出的溅射金属。
激光制作的通路可以是电子衬底中使用的任何尺寸的通路。但通路最好是直径小于约0.5到约8密耳,最好小于约0.5到约6微米的微通路。另外,激光制作的通路最好不要穿透整个叠层板,相反,激光制作的通路一般使其连接两个相邻的电路层。但是,如果非邻近电路层是在核心的最外表面,或是在用本发明的预浸渍体制备的组合介质层的表面时,则激光制作的通路也可能连接该非邻近电路层。
用本发明的预浸渍体形成的可用激光加工的介质层可采用均匀的激光设置在多处进行激光加工,不会产生不合格的热损坏通路。最好,本发明的激光加工的介质可以用调到恒定值的激光,比如至少使80%,最好95%或以上的激光加工的通路都合格,即通路没有不合格的热损坏。不合格的热损坏有几种表现迹象。一种迹象是树脂流动远离通路,暴露出大于5微米的增强体。另一种迹象是烧焦或变黑的树脂从通孔边缘延伸大于2或3微米。观察到的另一种迹象是树脂沿增强体的一条纤维熔融或褪色,远离孔的距离为2微米到25或50微米。
在如图2所示的另一实施例中,按图1描述的核心30,包括标准PWB材料上的两个电路层,组合电路任一侧的一层被用作形成另一组组合层的起始点。本发明的预浸渍体36和38被设置在核心层30的电路层32和34上。在预浸渍体36和38上分别覆盖如铜箔的导电金属箔,给这一叠材料加温加压使预浸渍体36和38中的聚合物充分固化。典型的固化条件是温度为160℃至250℃之间,压力在100至500磅/平方英寸(psi)之间。在预浸渍体固化过程中聚合物应有足够的流量以完全覆盖板核心上已形成图案的电路层32和34。若用的是热塑性树脂,则需加温加压使之熔化,把材料层压在一起,然后显著地降低压力。
叠层板制备好以后,可利用激光器在叠层板上钻微通路。微通路可向下延伸一层,如通路40向下延伸到第一组合层34。例如微通路42的微通路,也可穿过第一组合层中的固化预浸渍体36和36’,向下通到电路层32下面与之相邻的电路层44。例如微通路46的微通路,也可穿过外面可激光加工的固化预浸渍体36,并在可激光加工的预浸渍体36的顶部连接作为核心层30一部分的多个电路层32和44。通路46通常被称为叠层通路。通路可用导电材料填充而外部电路层由印刷电路行业的标准技术定义。
本发明包括制造RRCC的方法。用例如缝模涂料器或反向凹版涂料器(reverse gravure coater)的液体涂料器将树脂溶液涂覆在一卷铜箔上。把第二卷无纺增强材料展开并且铺在铜箔和增强材料上面湿的树脂中,使之被树脂浸透。然后此增强体、树脂和铜箔一起通过一个烘箱,在其中溶剂被蒸发而树脂被固化到10%至50%以形成增强型树脂覆铜预浸渍体。铜箔涂覆树脂的量最好超过使增强材料饱和所需的量。这样最终的RRCC产品就会有一个与铜箔表面相对的富含树脂的第一表面。
本发明还包括用RRCC材料制造包括多个激光成型通路的多层电子电路的方法。所用的RRCC最好包括主要由位于富含树脂的第一表面和铜的第二表面的之间浸渍了部分固化树脂的微纤维玻璃构成的无纺增强材料。此方法包括将RRCC富含树脂的表面向下放到至少由一层位于衬底表面的电路组成的衬底上,形成部分固化的叠层板。固化此部分固化的叠层板,然后在把铜层从叠层板去除之前或之后,在叠层板表面中形成通路。
实例1
用制造湿铺织物(造纸工艺)的标准工业操作方法制成无纺微纤维玻璃织物。在此过程中,把纤维浆料涂在移动的网上(形成线),使纤维形成缠结的薄片,再干燥成织物。制造织物所用的浆料中的纤维主要包括来自Evanite公司的微纤维玻璃。用含甲基乙基酮(按重量计占60份),Ciba Arocy B-10(按重量计占40份)和辛酸锰(100ppm锰(Mn))的氰酸酯溶液浸渍此织物,在90℃的烘箱中干燥5分钟,获得树脂重量约占70%的预浸渍体。
预浸渍体叠放在印刷线路板上,在压力机内170℃,350psi压力下固化3小时。在SEM(扫描电子显微镜)下预浸渍体层的玻璃纤维分布看上去很均匀。用紫外和CO
2激光器在预浸渍体层中钻直径为1-6密耳的微通孔。对于充分固化的预浸渍体层,玻璃的转变温度是230℃,在85℃和85%相对湿度条件下饱和湿气约为1.2%。
实例2
用制造湿铺织物(造纸工艺)的标准工业常操作方法成无纺微纤维玻璃织物。制造织物用的浆料含直径小于2微米的硅石微纤维。用含Dow Chemical XUR-1544-55284-24环氧树脂混合物(按重量计占200份),elf Autochem SMA EF-30苯乙烯马来酸酐(按重量计占150份),N,N’-二甲基甲酰胺(按重量计占150份),以及2-乙基-4-甲基咪唑(EMI,按重量计占0.15份)的环氧树脂溶液浸渍此织物,在165℃烘箱中干燥并部分固化3分钟,获得树脂按重量计占70%的预浸渍体。
预浸渍体叠放在印刷电路板上,在压力机内200℃下固化90分钟。在SEM(扫描电子显微镜)下预浸渍体层的玻璃纤维分布看上去很均匀。用紫外和CO
2激光器在预浸渍体层中钻直径为1-6密耳的合格微通孔。对于充分固化的预浸渍体层,玻璃的转变温度是180℃而饱和湿气约为0.5%。
实例3
此例证明了微纤维无纺玻璃增强体相对编纺玻璃增强体在激光加工应用中的优点。树脂混合物制备如下:称378.20克的Dow环氧树脂DER 592-A80,放入混合用烧杯中。其次,加入92.50克二甲荃甲酰胺(DMF)溶剂,把混合物盖上,用气动搅拌器搅拌。待树脂完全溶解后,加入17.45克Shell环氧树脂EPON-1031-A70,再把混合物盖上并搅拌,直至所有树脂溶解。最后,加入1.20克硼酸,1.05克2-甲基咪唑和9.4克Dicy。把混合物盖上并搅拌,直至均匀。此基本树脂混合物再用聚甲基丙烯酸酯(PMA)稀释,稀释比率为:24克树脂溶液对8.0克PMA。
使用从Hollingsworth & Vose Corporation得到的型号为BMG03310的无纺微纤维玻璃织物。此织物完全用标称直径为0.8微米的M-玻璃微纤维制作。把样品切成13英寸乘12英寸的薄片。一片13英寸乘12英寸的织物重约3.7克。两条薄铜条(0.032英寸厚,12英寸长,半英寸宽)被插入织物一边约1/4到1/2英寸。它们沿一边从12英寸长的一侧跨至另一侧。这样,余下未被覆盖的织物面积至少有12英寸宽乘12英寸长。用三个小粘合夹把织物夹在铜条之间。
把一片FEP(氟化乙丙烯)膜放在一个平的表面上。把夹在铜条间的织物放在FEP膜上,使夹住的边沿离制样品人最远。从Gardner & Co购得的#12 Meyer棒放在相邻于邻近铜条的织物上。把一张薄的吸墨纸放在FEP膜上,要正好在无纺织物下面,这样就可在Meyer棒拉过织物片后吸收所有多余的树脂。将上述配方的树脂从一小容器倒在织物上,形成在Meyer棒前方聚集成池,与Meyer棒接触的液体树脂溶液小珠。慢慢朝向制样品的人滚动Meyer棒,把树脂向前推,让树脂填充无纺织物。Meyer棒要移动得足够慢,以便Meyer棒拉过织物时树脂池能使织物变湿。树脂被无纺织物片吸收后,再倒一些树脂在织物上,以保持Meyer棒前有一池树脂。当Meyer棒到达织物片的末端时,它就把多余的树脂推离薄片末端,掉到吸墨水纸上。
用铜条和夹子提起浸有树脂和溶剂的无纺片,挂在温度设为171℃的对流烘箱中。湿的织物挂在烘箱中2.5分钟。这2.5分钟的烘烤使溶剂蒸发以及环氧树脂部分固化(b-阶段)。从烘箱中取出织物片。打开夹子,从织物片上剥离铜条。这样就构成了无纺微纤维玻璃增强预浸渍体(NW-PP)。把NW-PP修整成12英寸乘12英寸,再次称重。总重量现约为9.66克,其相应的树脂含量约为65%。
同样工艺可用来制造编纺玻璃预浸渍体,只不过是用一层编纺玻璃代替无纺织物。使用Clark Schwebel的101型编纺玻璃织物。这种织物是可利用的重量最轻的编纺玻璃织物。单根纤维的直径约在5.0到6.0微米之间。把这些纤维排成n束或n支纱,再把它们编纺到一起形成织物。故其单根玻璃纤维比在NW-PP中用的微纤维大得多。另外,纤维在织物中的分布极不均匀。树脂浓度也要调节到在预浸渍体干燥和部分固化后生产样品中有50%到70%的树脂。
实例4
在此实例中,用激光钻孔试验来评估在实例3中制备的预浸渍体。使用着的预浸渍体将被压到作有图案的电路板上。然后树脂被充分固化。用激光器烧孔作通路(穿过各层的电连接)。固化的预浸渍体用激光加工,上覆铜箔或无铜箔均可。一般说来,铜箔可使激光打孔更容易,因为铜箔起了热导体作用,降低了孔附近地方热损坏的倾向。
本实例描述了模拟没有铜箔覆盖的已固化预浸渍体材料中激光打孔的过程。预浸渍体被压在铜释放薄膜之间,在高温下使之充分固化。铜箔发光或平滑的一面对着预浸渍体。把该铜-预浸渍体-铜的叠层板放在1/8英寸厚的不锈钢板之间。把薄的纸板放在该铜-预浸渍体-铜的叠层板上面和下面。现在将叠层板放入预热到180°F的热压力机开口中。关上压力机,在叠层板上加450磅/平方英寸的压力。温度升至350°F,样品在此温度下加压1.5小时。1.5小时后,停止加热,让预浸渍体冷却至室温。然后从压力机中取出样品。
ESI Inc的Nd∶yag激光器系统是专门设计用来在印刷电路板上用激光制作通路的,调节其光波长为355nm时可钻144孔的阵列。此激光器可被设置为向同一点发出一连串脉冲而成孔,或将其编程使激光束按一定方式移动而钻出孔。要快速制作小孔(直径1密耳),最好设定成使激光器用一连串脉冲对准同一点。在此情况下,激光器的重覆频率可在2KHz到20KHz间调节。制作每个孔所用的脉冲数也可设定。激光器的时间平均输出功率设为570毫瓦。制作一系列144孔的阵列。用每个孔的重覆频率和脉冲数的一次调整制作144孔阵列。这些参数对各个阵列各不不同。作完后,用显微镜观察这些阵列,以确定对该材料钻孔的最佳参数。没有能在WG-PP中对所有孔阵列都好的参数组。要把参数设置成有足够的能量能够在编纺玻璃中相互交错的纱处(铰接处)的位置钻通孔,造成如图3所示的这些区域的树脂有实质性的热损坏。若将激光器的参数设定到使热损坏降低到某一可接受的程度,激光器就不能形成足够宽的孔通过玻璃铰接处。对比之下,较宽范围的设定在如图4-7所示的固化NW-PP材料中可产生144非常好的孔。本实例说明了本发明的微纤维无纺玻璃增强材料实质性地提高了激光加工的可能性。