[19]
中华人民共和国国家知识产权局
[12]发明专利申请公开说明书
[11]公开号CN 1217964A [43]公开日1999年6月2日
[21]申请号98106400.0[21]申请号98106400.0[22]申请日98.4.17[30]优先权
[32]97.04.17 [33]US [31]838,272
[71]申请人三井金属矿业株式会社
地址日本东京都
[72]发明人布赖恩K·费希尔 阿尔伯特R·费希尔
[74]专利代理机构中国国际贸易促进委员会专利商标
事务所
代理人马浩[51]Int.CI 6B23K 20/10
权利要求书 2 页 说明书 6 页 附图 1 页
[54]发明名称
[57]摘要
将铜箔带焊接到第二金属带上，第二金属最好是具
有比铜箔厚的厚度的铝或者不锈钢。焊接后的带随
后被剪切成在制造印刷电路板中使用的板。
98106400.0权 利 要 求 书第1/2页 1、一种用于将一个铜箔带连续超声波焊接到一个第二金属支撑带上的方法，包括：
(a)将所述铜箔带从铜箔卷中拉出；
(b)将所述第二金属带从所述第二金属卷中拉出；
(c)将所述铜箔带的一个表面置于与所述第二金属带的一个表面临近，使所述带的两个边缘对齐；
(d)使对齐的铜箔带和第二金属带在位于对齐的带的每个边缘处的至少一起声波焊站之间通过，所述超声波焊站包括一个与所述铜箔接触的超声波焊头；
(e)用所述超声波焊头，将超声波能量施加到所述铜箔和第二金属上，使之足以将所述铜箔焊接到所述第二金属上。
2、权利要求1的方法还包括，使(e)中的焊接后的铜箔和第二金属带通过位于对齐的带的每个边缘处至少一个的第二超声波焊站，将所述铜箔和第二金属至少第二次被焊接。
3、权利要求1的方法，其中超声波焊头在所述铜箔带上，一个支撑金属惰轮在所述第二金属下。
4、权利要求1的方法，其中所述超声波焊头以10-50kHz的频率施加能量。
5、权利要求1的方法还包括横向于焊缝将所述焊接后的铜箔带剪切，从而形成将铜箔在两边缘焊接到所述第二金属上的板。
6、权利要求1的方法，其中所述第二金属是铝。
7、权利要求1的方法，其中所述第二金属是钢。
8、权利要求7的方法，其中所述钢是不锈钢。
9、权利要求1的方法，其中所述的超声波焊头将一个约为20lbs.
(4.45N)的力施加到所述铜箔和第二金属带上。
10、权利要求1的方法，其中所述超声波焊头接触的时间约为0.1到2秒。
98106400.0权 利 要 求 书 第2/2页
11、权利要求1的方法，其中张力被施加到所述铜箔上，其方向横向于
(d)中铜箔和第二金属带通过的方向。
12、在制造覆铜板中采用的板，其中所述板包括：
(a)一个铜箔片；
(b)一个具有与所述铜箔片相等边缘的第二金属片；
(c)一个与所述两个片的边缘临近的直线超声波焊缝，该焊缝将所述铜箔片紧紧固定到所述第二金属片上。
13、权利要求12的方法，其中所述第二金属是铝。
14、权利要求13的方法，其中所述第二金属是钢。
15、权利要求14的方法，其中所述钢是不锈钢。
16、权利要求12的方法，其中所述的铜片和第二金属片都是长方形，只有两个边缘被超声波焊接。
98106400.0说 明 书第1/6页
铜箔的超声波焊接
本发明一般涉及在制造印刷电路板时采用的铜箔。具体地，它涉及将铜箔附到其他金属片上，对铜箔提供物理支撑，并便于将它们与绝缘基片叠合，诸如玻璃纤维加固的树脂聚酯胶片，例如环氧树脂，或者诸如聚酰胺的聚合物薄膜。
现有技术中已经知道采用金属片作为铜箔的承载部件。为了得到很薄的铜层，已经提出铜在金属片上的电解沉淀，否则不可行。在制造印刷电路板中采用的典型的铜箔约为9到35μm厚，但通过在另一种金属支撑片上电解沉淀，就可能采用更薄的铜层。铜与一个基片叠合，然后支撑片被剥落，在基片上留下一薄层铜层，以其制作电路线。
在美国专利5,153,050中Johnston公开了一种将常规厚铜箔支撑在较重铝片上，并将铜箔的边缘用粘结剂焊封到铝片上，避免外来微粒渗透进两片之间，引起在随后形成的电路线中出现缺陷的方法。也已经提出一种不是用铝片，而是用另一张铜箔的类似方法。例如，通过在薄片边缘应用粘结剂或者机械连接薄片的边缘。
虽然Johnston的方法得到商业成功，但它具有一定的缺点。由于所有的铝片和部分铜箔在铜箔被与基片叠合后，将被重新使用，粘结剂对铜箔和或铝片的污染可能是一个问题。(铝片被分离，一部分叠合的板被剪切，以去掉粘结剂区域)。应用粘结剂和组装金属片都很困难，并且为了以商用的尺度实施，涉及复杂的机械。而且，铜和铝具有不同的热膨胀系数，所以在加热和加压之下叠合时，可能由于铝的热膨胀较大引起铜的扭曲，在铜包层中引入不需要的应力。
本发明者已经发现一种将铜箔和铝片或者其他金属片结合的改进的方法，它更简单，更便宜，并且避免了上面讨论的一些问题。该方法涉及连续的铜箔带和第二金属带的对齐，和使用超声波焊接两个金属带
的边缘。该结合足以允许处理被连接的片，但当分开时，没有残余粘结剂或者多余金属遗留而污染铜和铝。
98106400.0说 明 书 第2/6页
本发明的方法，用超声波焊接铜箔和第二金属，例如铝的连续带的边缘，它们被从轧机中取出，对齐，然后通过在对齐的金属带的每个边缘至少一个的焊站。为了避免当相对较薄的铜箔在其通过焊站时翘曲，对铜箔施加张力，其张力所在方向与其移动方向交叉。只将金属片的边缘用超声波焊接。焊接后的金属带被切成需要的板尺寸，切割边缘未焊封。得到的板使一个铜箔平铺在第二金属片上，未焊封端充分相互靠近，以避免大部分外来微粒进入。
超声波焊头与铜箔接触，并按压在一个与第二金属接触的支撑惰轮上，这使得可能调整加在焊头上的力。操作条件的选择提供金属的充分焊接。在一个实施例中，一个约20l b s.(4.45N)的力加在铜箔上。焊头以约10-50kHz的频率振动，与铜箔接触约0.1到2秒钟。尽管能采用更普通的粗糙表面，焊头最好用光滑表面与铜箔接触。
在另一方面，本发明是一个板，其中铜箔在两个边缘被超声波焊接到第二金属片，例如铝上，板的剩余两个边缘未被超声波焊接焊封，最好根本不焊封。这样，该板在四个边缘形成长方形，但只用超声波焊接其中两个边缘。
图1是一个根据本发明的一个板的透视图。
图2是一个用超声波在其边缘焊接的两条金属带的部分透视图。 附图形成本说明书的一部分，并且被用来进一步说明本发明的某些方面。通过参考一个或多个附图，并结合此处给出的具体实施例的描述，本发明可以更好地被理解。
在制作印刷电路板中采用的铜箔一般从铜溶液中电解沉淀在一个转动鼓上，然后从鼓上取下，给予进一步的处理，然后被轧制用于装运。另外，在一些应用中，所用的铜箔通过将铜棍机械地轧制成薄片状而得到。这两种铜箔中的任一个都可在本发明的方法中采用，本发明的方法并不限于采用的铜箔类型。铜箔已经被制成多种厚度。最常用于印刷电路板的是较薄铜箔，通常在12-35μm(3/8到1oz/ft2)范围内。可以使用更薄铜箔，尽管它们更难制造和处理。对于大多数印刷电路板应用，较厚铜箔一般被认为是不经济的。
已经发现本发明的一个优点是处理较薄铜箔的能力的提高。当铜箔被与
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