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Dokumentenidentifikation DE19963452A1 19.07.2001
Titel Bohrdecklage aus oder im wesentlichen aus einer Metallfolie
Anmelder Cimatec GmbH Produkte für Leiterplatten, 67292 Kirchheimbolanden, DE
Erfinder Freund, Reinhard, 67294 Orbis, DE
Vertreter Patentanwälte Dr. Boeters, Bauer, Dr. Forstmeyer, 81541 München
DE-Anmeldedatum 28.12.1999
DE-Aktenzeichen 19963452
Offenlegungstag 19.07.2001
Veröffentlichungstag im Patentblatt 19.07.2001
IPC-Hauptklasse B23B 49/00
IPC-Nebenklasse B23B 41/14   H05K 3/00   
Zusammenfassung Eine Bohrdecklage (2) aus oder im wesentlichen aus einer Metallfolie (8) zum mechanischen Bohren mikrofeiner Löcher, insbesondere in der Leiterplattenfertigung, kennzeichnet sich dadurch, daß die Metallfolie auf mindestens einer außenliegenden ihrer Oberflächen eine im wesentlichen richtungsunabhängige Mikrotopographie (10) mit einer Rauhttiefe (16) zwischen 1 und 5 µm, vorzugsweise zwischen 2 und 4 µm und am zweckmäßigsten von etwa 3 µm, aufweist. Diese Mikrotopographie erlaubt ein Verlaufen des Bohrers um maximal eine Strecke in der Größenanordnung dieser Rauhtiefe. Sie kann durch Walzen, Prägen, Sandstrahlen, Mikroätzen, Elektropolieren oder dgl. hergestellt werden. Gewünschtenfalls kann die betreffende Metallfolie (8) auf eine Folie (20) aus weicherem Material aufkaschiert sein.

Beschreibung[de]

Die Erfindung betrifft eine Bohrdecklage aus oder im wesentlichen aus einer Metallfolie zum mechanischen Bohren mikrofeiner Löcher, insbesondere in der Leiterplattenfertigung.

Bohrdecklagen dienen bekanntermaßen dazu, Bohrgrat und Bohrerverlauf zu reduzieren, Druckmarken seitens eines Niederhalters zu vermeiden sowie die Schneiden und Spiralnuten des Bohrers sauber zu halten.

Bekannte Bohrdecklagen der eingangs angegebenen Art besitzen den Nachteil, daß der Bohrer (mittlerweile finden mechanische Bohrer bereits bis herab zu einem Durchmesser von 0,1 mm Anwendung) leicht verläuft. Dies ist darauf zurückzuführen, daß die betreffende Oberfläche der Bohrdecklage entweder verhältnismäßig glatt oder aber ungleichmäßig strukturiert ist. Die betreffenden Metallfolien werden regelmäßig gewalzt, was zwar in der Walzrichtung zu einer ziemlich gleichmäßigen, quer zur Walzrichtung jedoch zu einer unregelmäßig riefenförmigen Mikrotopographie führt.

Der Erfindung liegt von daher die Aufgabe zugrunde, eine an sich bewährte Bohrdecklage aus einer Metallfolie zu schaffen, bei welcher ein Verlaufen selbst feinster mechanischer Bohrer weitestgehend unterbleibt.

Diese Aufgabe ist gemäß Kennzeichen des Patentanspruchs 1 erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Bohrdecklage auf mindestens einer ihrer Oberflächen eine im wesentlichen richtungsunabhängige Mikrotopographie mit einer Rauhtiefe zwischen 1 und 5 µm aufweist. Diese richtungsunabhängige und einigermaßen regelmäßige Mikrotopographie bewirkt, daß der Bohrer maximal etwa die Hälfte eines Teilungsabstandes der die Mikrotopographie bildenden Erhebungen bzw. Vertiefungen verlaufen kann.

Die Ansprüche 2-6 geben vorteilhafte Ausgestaltungsmöglichkeiten der betreffenden Bohrdecklage an, während sich die Ansprüche 7 und 8 auf Verfahren zur Herstellung der betreffenden Mikrotopographie richten.

Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Bohrdecklage anhand der Zeichnung genauer beschrieben. Von dieser zeigt

Fig. 1 eine stark vergrößerte Draufsicht auf einen Ausschnitt einer idealen Bohrdecklage nach der Erfindung und

Fig. 2 einen stark vergrößerten Querschnitt durch eine erfindungsgemäße Bohrdecklage in einer praktischen Ausführung.

Wie aus Fig. 1 ersichtlich, weist die Mikrotopographie einer erfindungsgemäßen Bohrdecklage 2 im Idealfall ein Muster unmittelbar aneinandergrenzender gleichgroßer Pyramiden 4 mit einer Grundfläche in Gestalt eines regelmäßigen Polygons - hier in Gestalt eines gleichseitigen Dreiecks - auf. Durch diese Topographie wird eine darauf auftreffende Bohrerspitze, sofern sie nur klein genug ist, zwischen aneinandergrenzende Pyramiden einzudringen, auf kürzestem Weg in die nächste dazwischenliegende Vertiefung 6 geleitet. Mithin beträgt die größtmögliche Aberration etwa die Hälfte des Spitzenabstands der Pyramiden 4.

Die in Fig. 2 gezeigte Bohrdecklage 2 in einer praktischen Ausführubgsform besteht zumindest im wesentlichen aus einer Metallfolie 8, die auf einer ihrer Oberflächen eine Mikrotopographie 10 aus nach allen Seiten im wesentlichen regelmäßig aufeinanderfolgenden, mehr oder weniger pyramidenförmigen, konischen oder auch kalottenförmigen Erhebungen 12 mit dazwischenliegenden Vertiefungen 14 aufweist. Dabei beträgt die Rauhtiefe 16, d. h. die Höhe der Erhebungen 12 gegenüber den Vertiefungen 14, zwischen 1 und 5 µm, vorzugsweise zwischen 2 und 4 µm und am zweckmäßigsten etwa 3 µm. Der durchschnittliche Mittenabstand 18 der Erhebungen 12 bzw. Vertiefungen 14 in der Mikrotopographie 10 wird etwa das 1- bis 2-fache der Rauhtiefe 16, betragen.

Durch die mit einer erfindungsgemäßen Bohrdecklage verringerte Aberration beim Anbohren verbessert sich auch die Bohrerführung insgesamt, d. g. die Löcher werden mit höherer Präzision gebohrt, da der Bohrer nur allenfalls eine sehr geringe Biegung erfährt. Daher ist es in der Regel möglich, unter Verwendung einer erfindungsgemäßen Bohrdecklage mehrere Materiallagen aufeinanderliegend zu bohren und so die Produktivität zu erhöhen. Andererseits können Multilayer-Leiterplatten mit kleinsten Bohrern punktgenau gebohrt werden.

Zweckmäßigerweise besteht die Bohrdecklage 2 aus einer Aluminiumlegierung, am zweckmäßigsten einer Aluminium-Magnesium- oder Aluminium-Mangan-Legierung, die bei in bezug auf den Bohrerverschleiß wünschenswert geringer Härte und guter Zerspanbarkeit doch die zu fordernden Bohrerführungseigenschaften aufweist und darüber hinaus ein Ansetzten langer Späne an dem Bohrer verhindert.

Die Mikrotopographie 10 kann auf verschiedene Weise hergestellt werden. So kann bereits beim Fertigwalzen der betreffenden Metallfolie eine entsprechend strukturierte Walzenoberfläche Verwendung finden. Andererseits kann die Mikrostruktur 4 nachträglich durch Prägen, Sandstrahlen - am zweckmäßigsten mittels Bimsmehl ("Bimsen") -, Mikroätzen, Elektropolieren oder dergl. hergestellt werden. Entsprechende Verfahren sind dem Metallbearbeitungsfachmann geläufig.

Zweckmäßigerweise besitzt die Metallfolie 8 eine Dicke zwischen 0,05 und 0,6 mm, vorzugsweise zwischen 0,1 und 0,4 mm und am besten von etwa 0,2 mm. Nicht zuletzt wegen der verbesserten Bohrerführung kann die Metallfolie 8 einer erfindungsgemäßen Bohrdecklage 2 jedoch, wie in Fig. 2 gestrichelt angedeutet, gewünschtenfalls auf eine weitere Folie, 20, aus weicherem Material. wie z. B. einem Polyethylen, aufkaschiert sein, um so mit noch größerer Zuverlässigkeit Druckmarken seitens eines Niederhalters zu vermeiden.


Anspruch[de]
  1. 1. Bohrdecklage (2) aus oder im wesentlichen aus einer Metallfolie (8) zum mechanischen Bohren mikrofeiner Löcher, insbesondere in der Leiterplattenfertigung, dadurch gekennzeichnet, daß die Metallfolie (8) auf mindestens einer außenliegenden ihrer Oberflächen eine im wesentlichen richtungsunabhängige Mikrotopographie (10) mit einer Rauhtiefe (16) im Bereich zwischen 1 und 5 µm aufweist.
  2. 2. Bohrdecklage (2) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Rauhtiefe (16) zwischen 2 und 4 µm und vorzugsweise etwa 3 µm beträgt.
  3. 3. Bohrdecklage (2) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Mikrotopographie (10) von im wesentlichen pyramidenförmigen, konischen und/oder kalottenförmigen Erhebungen (12) oder Vertiefungen (14) gebildet wird.
  4. 4. Bohrdecklage (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Metallfolie (8) aus einer Aluminiumlegierung, vorzugsweise einer Aluminium-Magnesium- oder einer Aluminium-Mangan-Legierung, besteht.
  5. 5. Bohrdecklage (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Metallfolie (8) eine Dicke zwischen 0,05 mm und 0,6 mm, vorzugsweise zwischen 0,1 mm und 0,4 mm und am zweckmäßigsten von etwa 0,2 mm besitzt.
  6. 6. Bohrdecklage (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Metallfolie (8) auf eine Folie (20) aus weicherem Material, wie z. B. einem Polyethylen, aufkaschiert ist.
  7. 7. Verfahren zur Herstellung der Mikrotopographie (10) einer Bohrdecklage (2) nach einem der Ansprüche 1-6, dadurch gekennzeichnet, daß die Mikrotopographie (10) durch Walzen mit entsprechend strukturierter Walzenoberfläche hergestellt wird.
  8. 8. Verfahren zur Herstellung der Mikrotopographie (10) einer Bohrdecklage (2) nach einem der Ansprüche 1-6, dadurch gekennzeichnet, daß die Mikrotopographie (10) durch Prägen, Sandstrahlen - zweckmäßigerweise mittels Bimsmehl -, Mikroätzen oder Elektropolieren hergestellt wird.






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