DE2411988A1 - Metallisierungspaste und ihre verwendung fuer die herstellung von nicht unterbrochenen mustern auf unterlagen - Google Patents

Description

Metallisierungspaste und ihre Verwendung für die Herstellung von nicht unterbrochenen Mustern auf Unterlagen.

Die Erfindung betrifft Metallisierungspasten, die besonders vorteilhaft für die Herstellung von gedruckten Schaltungen sind.

Die Herstellung von gedruckten Schaltungen nach der sub- . traktiven Methode, bei der leitfähiges Material, das nicht von einem Resist -bedeckt ist, weggeätzt wird, hat die Nachteile, daß sie sehr aufwendig in Bezug auf leitfähiges Material und Ätzmittel ist und ein Problem der Abfallbeseitigung mit .sich bringt. Es wurden bereits additive Verfahren vorgeschlagen, bei denen leitfähiges Material auf eine Unterlage aus Isoliermaterial nur in den Bereichen des gewünschten Schaltungsbildes aufgebracht wird, jedoch haben diese Verfahren den Nachteil, daß die hierbei angewandten stromlosen Plattierungsmethoden sehr zeitraubend sind und beispielsweise bis zu 36 Stunden sowie komplizierte Sensibilisierungsstufen erfordern, um Schaltungen von ausreichender Dicke, Haftfestigkeit und Gleichmäßigkeit zu erhalten.

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Die USA-Patentschrift 2 441 960 "beschreibt zahlreiche additive Verfahren zur Herstellung von gedruckten Schaltungen. Hierbei wird ein Aufdruck aus klebriger Druckfarbe auf Isoliermaterial gebildet und anschließend dieser Aufdruck mit Metallblättchen oder Metallpulver, z.B. Bronzepulver, bestäubt. Bei Verwendung von Metallpulver muß dieses verfestigt werden. Dies geschieht gemäß der Patentschrift durch a) Aufspritzen von geschmolzenem Metall auf den Metallpulveraufdruck, b) Einbeziehen eines niedrigsehmeI-zenden Metalls und eines Flußmittels in das Metallpulver oder anschließenden Auftrag dieses Metalls und Flußmittels mit anschließendem Erhitzen, c) Eintauchen des Hetallpulveraufdrucks in ein heißes Galvanisierbad oder d) Aufdampfen eines anderen Metalls auf den Aufdruck. Die USA-Patentschrift 2 441 960 beschreibt ferner die Verstärkung der innigen Verbindung der auf den Druckfarbenaufdruck zu stäubenden Metalle durch Vorbeschichten eines hochschmelzenden Metalls mit einem Metall mit niedrigerem Schmelzpunkt entweder unter Verwendung eines Elektrolytbades oder durch Rühren des hochschmelzenden Metalls (Pulver) im geschmolzenen niedrigschmelzenden Metall und anschließendes Mahlen der erhaltenen Masse. Entweder kann man das Metallpulver mit dem Flußmittel überziehen oder die metallbeschichteten Metallteilchen mit dem Flußmittel überziehen, oder man kann der Druckfarbe, die den klebrigen Aufdruck bildet, ein Flußmittel zusetzen. Als weitere Möglichkeit wird erwähnt, daß eines der Metalle oder beide Metalle das ■ Pigment der zur Bildung des Aufdrucks verwendeten klebrigen Druckfarbe bilden können. Diese Möglichkeit wird verwirklicht, indem man (a) eines der Metalle wahlweise mit einem Flußmittel umhüllt und das andere Metall nach den vorstehend genannten Methoden (a), (c) oder (d) zusetzt oder (b) die vorstehend beschriebenen metallumhüllten Metallteilchen, die gegebenenfalls mit einem Flußmittel umhüllt sind, als Pigment verwendet und anschließend den pigmentierten Aufdruck erhitzt, um ihn zu verfestigen.

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Diese Alternativen baten den Kachteil, daß sie entweder kostspielig in der Durchführung sind oder eine Schaltung mit schlechten elektrischen Charakteristiken ergehen oder beide Nachteile aufweisen. =

Vor kurzem wurde in der USA-Patentschrift 3 060 062 vorgeschlagen, eine Metallisierungspaste aus Kupferpulver, das in einen wässrigen Gemisch mit einem mehrwertigen Alkohol (oder dessen Derivat) dispergiert ist, für die Bildung der leitfähigen Elemente einer gedruckten Schaltung herzustellen. Nach diesem Vorschlag hergestellte gedruckte Schaltungen haben zunächst eine gute Leitfähigkeit, jedoch nimmt ihr spezifischer Widerstand während der Alterung zu.

Gegenstand der Erfindung ist eine Metallisierungspaste, die gute elektrische Eigenschaften und Wirtschaftlichkeit in sich vereinigt und in dieser Einsicht der Metallisierungspaste der USA-Patentschrift 3 060 062 und den zahlreichen Ausführungsformen der USA-Patentschrift 2 441 960 überlegen ist. · j

Die Metallisierungspaste gemäß der Erfindung besteht aus einem Gemisch von feinen Kupferteilchen, feinen Zinnteilchen und einem Flußmittel. Das Flußmittel allein oder zusammen mit einem Lösungsmittel für das Flußmittel verleiht der Masse den Charakter einer Paste, in der die Kupfer- und Zinnteilchen dispergiert sind. Diese spezielle Kombination von Metallpulvern ist erforderlich, um gute elektrische Eigenschaften zu erzielen. Da die Metallpulver als Gemisch vorliegen, ist es offensichtlich, daß die Paste : viel wirtschaftlicher ist als die in der USA-Patentschrift 2 441 960 vorgeschlagenen Methoden zur Bildung eines metallbeschichteten Metallpulvers vor dem Auftrag auf das Isoliermaterial oder der stufenweise Auftrag verschiedener Metalle auf das Isoliermaterial.

Das pastöse Gemisch wird angewendet durch (a) Auftrag der

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Paste auf eine Unterlage, (b) Erhitzen auf eine solche Temperatur und während einer solchen Zeit, daß das Zinn geschmolzen wird und um die Kupferteilchen fließt und Überzüge von intermetallischen Kupfer-Zinn-Verbindungen um die Kupferteilchen in der nachstehend näher erläuterten V/eise bildet, und (c) Kühlen. i

Das erhaltene Produkt kann auf Grund des dekorativen Charaters des Metallüberzuges auf dem Substrat vorteilhaft sein. Dieser Metallüberzug kann auch insofern vorteilhaft sein, als er sich anschließend mit anderen Metallen, die andernfalls nicht an der Unterlage haften würden, überziehen oder plattieren läßt. Eine besonders bevorzugte Anwendung der Metallisierungspaste ist die Herstellung von gedruckten Schaltungen. Bei dieser Anwendung ist das Substrat oder die Unterlage im allgemeinen ein Isoliermaterial,

Die hier gebrauchten Ausdrücke "Leiter", "leitfähig", "leitend" und "Widerstand" u.dgl. beziehen sich auf die elektrische Leitfähigkeit und den elektrischen Widerstand bzw. den spezifischen Widerstand. ι

Als Kupferteilche-n können vorteilhaft beliebige im Handel erhältliche Produkte in Form von Kupferpulver oder Kupferstaub verwendet werden. Im allgemeinen haben diese handelsüblichen Materialien eine hohe Reinheit (gewöhnlich von

wenigstens 99,55»), die für eine gute Leitfähigkeit erwünscht ist. Ein geringerer Reinheitsgrad kann in Kauf genommen werden, insbesondere für dekorative Anwendungen, jedoch auch für elektrische Anwendungen, besonders wenn die Verunreinigungen seiest leitfähig sind. Bevorzugt wird eine durchschnittliche Teilchengröße (Durchmesser) von etwa 0,01 bis 40 n, insbesondere von etwa 2 bis 12 ja. ■

Als feinteiliges Zinn können ebenfalls die im Handel erhältlichen Zinnpulver von hoher Reinheit (im allgemeinen wenigstens 99,80$) verwendet werden, wobei Teilchengrößen von etwa 0,01 bis 4Ou bevorzugt und Teilchengrößen von

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etwa 2 bis 12 ü besonders bevorzugt werden, ^einteiliges '■ Zinn von geringerer Reinheit, beispielsweise von nur ^: 20 Gew.-^, jedoch vorzugsweise von wenigstens 40 Gew.-fi ] Zinn, kann jedoch ebenso wie Pulver von verschiedenen Zinn-' legierungen und Gemische von Zinnpulver mit Pulvern anderer· niedrigschmelzender Metalle verwendet werden. Im allge- ■ meinen wird durch die mit dem Zinn gemischten oder legier- ' ten Bestandteile die Wirkung des Zinns abgeschwächt, so ; daß diese Komponenten nicht bevorzugt werden, es sei denn, : daß sie vom Kostenstandpunkt gerechtfertigt sind. Diese · Komponenten sind vorzugsweise leitfähig.

Im allgemeinen verleihen Kupfer- und Zinnpulver von geringer Teilchengröße der endgültigen £edruckten Schaltung eine dichtere Struktur und ein glatteres Aussehen, jedoch lassen sie sich schwieriger gleichmäßig in dem zur Bildung der Metallisierungspaste· verv/endeten Trägerinedi um 'dispergieren. Sie sind teurer und v/eniger leicht erhältlich und werden leichter zu nicht leitfähigen Verbindungen oxydiert,

Das Gewichtsverhältnis von Kupfer zu Zinn in den Metallisierungspasten gemäß der Erfindung liegt vorzugsweise im Bereich von 85:15 bis 25i75. Stärker bevorzugt wird ein Bereich von 80:20 bis'40:60,.und ein Bereich von 70:30 bis 50:50 wird besonders bevorzugt. Mit Gemischen, die für den weitesten Bereich repräsentativ sind, können Leitungen der fertigen Schaltung mit guter Leitfähigkeit und■niedrigem spezifischem Widerstand hergestellt werden, jedoch haben gedruckte- Schaltungen, die aus den Stoffgemischen in den engeren bevorzugten Bereichen von Mengenverhältnissen hergestellt worden sind, im allgemeinen die beste Beständigkeit der Leitfähigkeit nach der Alterung, die beste Haftfestigkeit an der Unterlage, den besten Abriebwide.rstand, die beste mechanische Festigkeit und Haltbarkeit.

Als Flußmittel- oder Schmelzmittelkomponente der Metallisierungspasten gemäß der Erfindung kommen alle Fluß- und

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Schmelzmittel in Frage, die auf dem Gebiet der gedruckten Schaltungen und des Lötens verwendet werden. Geeignet sind alle Materialien, die, wenn sie erhitzt werden, die nichtleitenden Oxyde, die normalerweise auf den Oberflächen der Metallteilchen, insbesondere der Kupferteilchen, vorhanden sind, reduzieren. Bevorzugt auf Grund seiner verhältnismäßig geringen Kosten und leichten Verfügbarkeit wird Kolophonium, das als aktiven reduzierenden Bestandteil ein Gemisch von Abietinsäure und Pimarsäure enthält. Geeignet sind natürliches Kolophonium sowie auch gereinigte und hydrierte Kolophoniumharze sowie jedes aktivierte Kolophonium, das allgemein in der Elektrotechnik und Elektronik verwendet wird. Gemische von 2 oder mehr Flußmitteln können ebenfalls verwendet werden. Ein besonders vorteilhafter Hilfsstoff ist Triäthanolaniin, ein bekanntes Reduktionsmittel, das durch seine Wirkung als Netzmittel und Dispergiermittel gleichzeitig zur gleichmäßigen Qualität und zu den guten Gebrauchseigenschaften der Paste beiträgt. Die Flußmittelkomponente wird im allgemeinen in einer Menge von 3 bis 20 Gew.-56, vorzugsweise von 10 bis 15 Gew.-$, bezogen auf das Gesamtgewicht der Metallteilchen, verwendet.

Wenn das Flußmittel selbst dem Gemisch nicht den Charakter einer Paste verleiht, was der Fall sein kann, wenn das Flußmittel unter Hormalbedingungen flüssig ist, ist außer- · dem ein Lösungsmittel für das Flußmittel vorhanden. Das Flußmittel oder die Flußmittellösung in einem Lösungsmittel . dient dann als Träger, in dem die Kupferteilchen und Zinnteilchen zur Bildung der Paste dispergiert werden. Das gegebenenfalls verwendete Lösungsmittel sollte vorzugsweise so flüchtig sein, daß es während des Erhitzens abgetrieben wird und keinen Rückstand hinterläßt, der die elektrisch einwandfreie Beschaffenheit der fertigen Schaltung nachteilig beeinflußt. Bei Verwendung eines Terpentinharzes als Flußmittel kann als Lösungsmittel ein Terpenkohlen-

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wasserstoff oder ein Terpenalkohol verwendet werden. Andere Kohlenwasserstoffe und substituierte (z.B. halogedierte) Kohlenwasserstoffe können ebenfalls als Lösungsmittel verwendet werden. Auch Gemische von Lösungsmitteln sind geeignet. Bevorzugt werden ferner Lösungsmittel, deren' flüchtige Produkte, die beim Erhitzen entstehen, ungiftig sind und keine Explosionsgefahr mit sich bringen. j

Das Lösungsmittel wird in einer genügenden Menge verwendet, um das Flußmittel zu lösen, wenn es von sich aus nicht genügend dünnflüssig ist. Abgesehen von dieser Voraussetzung hängt die Lösungsmittelmenge in erster Linie von der ; gewünschten Viskosität.der Metallisierungspaste ab, und in dieser Hinsicht sind die Bedingungen verschieden in Abhängigkeit von der Methode, die für den Auftrag der Paste auf die Unterlage zur Bildung einer ungeschmolzenen Schaltung von guter Kontinuität und im wesentlichen konstantem Volumen gewählt wird. Erwünscht ist die höchste Beladung mit Metallpulver und Flußmittel, die mit der Erzielung der gewünschten Viskosität im Einklang ist, weil sie die Zeit ■ des Erhitzens und Aushärtens verkürzt, zu einer dichteren und kompakteren endgültigen Struktur führt und die Möglichkeit von Hohlräumen und elektrischen Diskontinuitäten nach dem Trocknen weitgehend ausschaltet. Typischerweise kann eine Metallisierungspaste gemäß der Erfindung 90 bis i 95 Gevi.-fi Flußmittel und Feststoffe, d.h. Metallpulver, ^: und etwaige andere Zusätze enthalten. Der PasteηCharakter der Masse bedeutet, daß sie die Beschaffenheit einer ver- . dickten Flüssigkeit hat, die eine gewisse Fließfähigkeit zur Unterlage hin hat, jedoch genügend verdickt ist, um im wesentlichen dort zu bleiben, wo sie aufgetragen wird. ;

Die Metallisierungspasten gemäß der Erfindung können wahlweise andere Bestandteile für Zwecke wie Veränderung der Viskosität der Masse oder Steigerung der Haftfestigkeit der Masse an der Unterlage nach dem Trocknen enthalten. Beispielsweise können Harze verschiedener Art, z.B. Epoxy-

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harze, Phenoxyharze und Acrylharze, die als Bindemittel für die Ketallteilchen dienen, zugesetzt werden. Hitzehärtbare Harze können in ihrer teilweise gehärteten Form oder als Gemische ihrer' Ausgangsbestandteile zugesetzt werden, so daß durch das Erhitzen zum Schmelzen des Zinns und zur Bildung der intermetallischen Kupfer-Zinn-Überzüge um die Kupferteilchen auch das Harz in situ auf der Unterlage gehärtet wird, wodurch die Haftfestigkeit des Schaltungsschemas an der Unterlage gesteigert wird. Für elektrische Zwecke werden Art und Menge des Harzes so gewählt, daß die Leitfähigkeit des Sehaltungsbildes wenig oder nicht beeinträchtigt wird. Natürlich gilt diese Begrenzung nicht für dekorative Anwendungen.-

Die Unterlage, auf die die Metallisierungspaste aufgetragen wird, kann aus einem beliebigen Werkstoff bestehen, der dem Erhitzen widersteht. Für die Herstellung von gedruckten Schaltungen besteht wenigstens die Oberfläche des Substrats aus einem nicht-leitenden Werkstoff. Bei einer anderen Ausführun£sform, bei der additive und subtraktive Verfahren kombiniert werden, kann die Unterlage aus der dünn plattierten Platte bestehen, die auf ihrer gesamten Oberfläche einen sehr leichten Kupferüberzug aufweist, auf den die Metallisierungspaste gemäß der Erfindung im gewünschten Muster aufgetragen wird. !lach dem Erhitzen und Verfestigen der. Leitung kann der Kupferüberzug in den bildfreien Bereichen durch leichtes Ätzen, durch das das Schaltungsbild nicht wesentlich angegriffen wird, entfernt werden« Als repräsentative geeignete Werkstoffe für die Unterlage sind harzimprägnierte Papiere oder textile Stoffe und Keramikplatten zu nennen. Die Unterlage kann eine Schicht eines hitzehärtbaren Klebstoffs auf der Seite aufweisen, auf die die Leitungsanordnung aufgebracht wird, oder-die Harzimprägnierung des als Unterlage verwendeten textlien Stoffs oder Papiers kann teilweise gehärtet sein. In jedem Fall wird durch das Erhitzen, durch

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das die Verfestigung der leitfähigen Paste zur endgültigen : Leitung . bewirkt wird, der Klebstoff oder das Harz gehär- ^: tet, wodurch die Haftfestigkeit der Leitungsanordnung an der' Unterlage gesteigert wird. j

Die Metallisierungspas.te kann auf den Schaltungsträger nach ähnlichen Verfahren, wie sie zum Auftrag von Resistbildern bei der Herstellung von subtraktiven gedruckten Schaltungen' angewendet werden, z.B. durch Schablonendruck oder Siebdruck, aufgebracht werden. Durch richtige Einstellung der ; Viskosität kann die Metallisierungspaste als Druckfarbe : verwendet und entweder im Flachdruckverfahren oder Reliefdruckverfahren aufgetragen werden. Das jeweilige Druckverfahren ist nicht entscheidend wichtig, so lange die Paste glatt, gleichmäßig und ohne Unterbrechungen aufgebracht wird. · j

Geeignet ist auch der Offsetdruck, bei dem die Paste nach \ einem der vorstehend genannten Verfahren auf ein Metall- i blech mit glatter Oberfläche, z.B. chromplattierten Stahl,- oder eine gegen hohe Temperaturen beständige Polyraerfolie, z.B. eine Polyimidfolie, aufgetragen und dann erhitzt wird, um das Zinn zu schmelzen, Überzüge aus intermetallischen Kupfer/Zinn-Verbindungen um die Kupferteilchen zu bilden und die Schaltungselemente zu verfestigen. Anschließend kann das Metallblech oder die Polymerfolie in laminierende Berührung mit einem Substrat, das mit einem teilweise gehärteten Harz imprägniert ist, oder mit einem Substrat, das mit einem hitzehärtbaren Klebstoff beschichtet ist, gebracht werden. Nach weiterem Erhitzen zur Vollendung der Aushärtung des Harzes oder zur Härtung des Klebstoffs kann das Metallblech oder die Polymerfolie abgezogen werden, wobei das Schaltungsbild fest am Träger haften bleibt und die nunmehr freiliegende Oberfläche des Schaltungsbildes ein Gegenbild der glatten Oberfläche des Metallblechs oder der Polymerfolie ist. Dieses Verfahren läßt sich leicht an kontinuierlichen, automatisierten Betrieb anpassen, indem

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das Metallblech oder die Polymerfolie in Form eines endlosen Bandes oder einer Trommel an aufeinanderfolgenden Stationen zum Bedrucken, Erhitzen, Laminieren, Erhitzen und Delaminieren vorbeibewegt wird..

Das Erhitzen kann zuerst bei niedriger Temperatur von beispielsweise 85 bis 95°C zur Entfernung des Lösungsmittels und dann bei einer Temperatur, bei der das Zinn schmilzt, im allgemeinen bei wenigstens 232 G, während einer Zeit vorgenommen werden, die genügt, um das Flußmittel zur Entfernung von nicht leitfähigen Oxyden von der Oberfläche der Kupferteilchen zu aktivieren, die Zinnteilchen zu schmelzen, das geschmolzene Zinn um und zwischen die Kupferteilchen fließen zu lassen und Überzüge aus intermetallischen Kupfer-Zinn-Yerbindungen um die Kupferteilchen zu bilden. Dieser Vorgang muß wenigstens in einem solchen Ausmaß stattfinden, daß nach dem späteren Abkühlen der Masse die nunmehr umhüllten Kupferteilchen in wirksam leitfähiger Zusammeηlagerung zu einem dreidimensionalen Netzwerk in einer Einbettmasse aus Zinn verbunden sind. Häufig sind die Dauer und Temperatur des Erhitzens nicht durch die'Metallisierungspaste, sondern durch die Natur des Trägers begrenzt. Beispielsweise kann bei Schaltungsbildern auf Keramikplatten mit höheren Temperaturen und kürzeren Zeiten gearbeitet werden als bei Schaltungsbildern auf Platten aus Papier, das mit Phenolharz imprägniert ist. Die.Bedingungen des Erhitzens variieren auch mit der verwendeten Heizapparatur. Repräsentative Bedingungen sind beispielsweise a) 1,0 Minute in einem bei 260⁰C gehaltenen Ofen, b) 1,25 Minuten in einem auf 335°C eingestellten Ofen mit durchströmendem Stickstoffgas und c) 10 bis 20 Minuten bei Bestrahlung mit.einer 1000 W-Infrarotquarzlampe aus einem Abstand von 12,6 cm. Vorzugsweise wird in einem Inertgas, z.B. Stickstoff, erhitzt, um Oxydation der Kupferteilchen zu verhindern.

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Die Bildung der intermetallischen Kupfer-Zinn-Verbindungen als Überzüge um die Kupferteilchen kann im wesentlichen beim Schmelzpunkt des Zinns, d.h. bei 232⁰C, stattfinden, obwohl diese Verbindungen wesentlich höhere Schmelzpunkte als Zinn haben, wie beispielsweise das Zustandsdiagramm auf Seite 634 des Buchs "Constitution of Binary Alloys" von Hansen, McGraw-Hill, New York 1958, zeigt. Mikroskopische Untersuchungen und die Röntgenbeugungsbilder von Proben der Fietallisierungspasten gemäß der Erfindung nach dem'Erhitzen zeigen, daß ein dünner Überzug aus t Cu,Sn (Schmelzpunkt etwa 660°C) unmittelbar die Kupferteilchen umgibt und daß diese Phase ihrerseits von einer größeren Menge der 7JCugSn,--Phase (Schmelzpunkt 415°C) umhüllt ist. Die Bildung der intermetallischen Verbindungen scheint zu beginnen, sobald geschmolzenes Zinn um die Kupferteilchen fließt, die von oberflächlichen Oxyden durch die Einwirkung des Flußmittels frisch gereinigt worden sind. Die kupferreiche £-Phase bildet sich ars der Oberfläche des Kupfers, und die ^-Zwischenphase wächst heraus in die umgebende Masse aus geschmolzenem ß-Sn. Die hohen Schmelzpunkte der " intermetallischen Phasen steigern die strukturelle Festigkeit der Schaltungsleitungen beim späteren Löten und erneuten Löten, das bei der Verwendung von gedruckten Schaltungen üblich ist. Dies ist von wirtschaftlicher Bedeutung in der technischen Praxis, da die Möglichkeit der Anwendung höherer Temperaturen zum Löten und erneuten Löten die Lötzeit verkürzt, die Qualität und die elektrisch einwandfreie Beschaffenheit der Lötverbindungen verbessert und die Produktionsleistung steigert.

Die wesentlichen Stufen des Verfahrens werden von einer Kühlstufe abgeschlossen, die natürlich dem Erhitzen folgt. Die Temperatur der kühlenden Umgebung, die Kühldauer und die Kühlgeschwindigkeit sind nicht entscheidend wichtig.

Außer ihrer Verwendung in der hier beschriebenen Weise zur Herstellung vollständiger gedruckter Schaltungen können

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die Metallisierungspasten gemäß der Erfindung auch zur Herstellung von Verbindungen zwischen zwei oder mehr Schaltungsschemas, die doppelseitig auf die Isolierplatte aufgebracht sind, durch Löcher in der Platte verwendet werden. Die Leitungsanordnungen selbst können nach subtraktiven Verfahren oder additiven Verfahren (einschließlich der Verfahren, . "bei denen die Metallisierungspasten gemäß der Erfindung verwendet werden) hergestellt worden sein. An der: gewünschten Stellen können Löcher vor'oder nach dem Aufbringen der Schaltunssbilder auf die Oberflächen gebohrt werden. In beiden Fällen kann die Verbindung durch das Loch hergestellt werden, indem man a) Metallisierungspaste über dem '■ Loch auf einer Seite aufbringt, b) an der zweiten (gegenüberliegenden) Seite ein Vakuum an das Loch legt und hierdurch die Metallisierungspaste längs der Wände des Lochs ■ nach unten zieht, c) die Paste trocknet, d) Paste auf das Lo.ch an der zweiten Oberfläche aufbringt und Vakuum an das . Loch an der ersten Oberfläche legt und dann diesen zweiten ■ Pastenauftrag trocknet und e) die Paste in der bier beschriebenen Weise verfestigt.

Die aus den Pasten gemäß der Erfindung hergestellten verfestigten Stromkreisleitungen können als Unterlage für weitere Überzüge, die beispielsweise aus weiterem Kupfer oder anderen Metallen wie Silber oder Gold bestehen, durch Elektroplattierung oder durch stromloses Plattieren oder Plattieren im Tauchverfahren aufgebracht werden und den spezifischen Widerstand der Leitungen des Stromkreises weiter verringern» Auf diese Weise bietet sich ein einfaches und schnelles Verfahren für die Aufbringung von Stronikreisleitungen aus Metallen von hoher Leitfähigkeit an, die andernfalls schwierig aufzubringen wären oder als solche nur schlecht am Träger der Schaltung haften. ^:

Die Erfindung wird durch die folgenden Beispiele weiter erläutert. In diesen Beispielen beziehen sich die Mengenangaben in Teilen und Prozentsätzen auf das Gewicht, falls ..nicht anders angegeben. ... .

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Beispiel 1 ;

1) In einem Becherglas wurden a) 3 Teile feinteiliges Kupfer (im Handel erhältlicher elektrolytischer Staub, mittlere Teilchengröße etwa 10 u), b) 2 Teile Zinnpulver (handelsüblich, 74 n) und c) 0,5 Teile handelsübliches leicht aktiviertes Kolophonium (als ungefähr 50$ige Lösung in Terpentin) gemischt. Nach guter Vermischung wurde die erhaltene viskose Paste mit einer Schablone auf eine übliche Platte für gedruckte Schaltungen aus Papier, das mit einem Phenolharz imprägniert war, aufgebracht. Die Paste wurde etwa 10 Minuten bei etwa 85°C unter einem Wärmestrahler getrocknet, dann 1,0 Minute in einem bei 260 C gehaltenen Ofen erhitzt und gekühlt. Die endgültige verfestigte Stromkreisleitung hatte eine Länge von etwa 56 mm und eine Breite von 1,8 mm, d.h. eine Länge von ungefähr JO Quadraten· mit der Kantenlänge der Breite. Der über die gesamte Länge der Leitung gemessene elektrische Widerstand betrug weniger als 0,1 0hm oder weniger als J. Milliohm/Quadrat.

2) Der vorstehend beschriebene Versuch wurde wiederholt, wobei jedoch die Platte aus mit Phenolharz getränktem Papier mit einem hitzehärtbaren Kleber auf Basis von Phenolharz und Synthesekautschuk vorbeschichtet wurde. Die Stromkreisleitung zeigte gute Leitfähigkeit und gute Haftfestigkeit am Träger. Der Träger und die Leitung wurden

dann bei etwa 1687 kg/cm zu einer Leitung gepresst, die eine Länge von etwa 50 mm und eine Breite von 1,5 mm oder eine Länge von 32 Quadraten mit der Kantenlänge der Breite hatte. Der Widerstand betrug 0,3 0hm oder ca.10 mOhm/Quadrat.

3) Eine dritte Probe der gleichen Metallisierungspaste wurde mit einer Schablone als einzelne Linie auf eine Platte aus phenolharzgetränktem Papier aufgebracht, in der oben beschriebenen V/eise getrocknet und etwa 1,5 Minuten in strömendem Stickstoff in einem bei 25O⁰G gehaltenen Ofen getrocknet. Nach der Abkühlung wurde die verfestigte Leitung von der Platte entfernt, 3 bis 4 Minuten in

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Methylenchlorid getaucht und gemahlen. Die Röntgenanalyse ergab einen hohen Cu-Anteil, einen mäßigen ß-Sn-Anteil, einen mäßigen ^-CUgSn₁--Anteil und eine Spur von £Cu-zSn„ Die Anwesenheit dieser intermetallischen Phasen wurde durch Untersuchung von Teilchen der gemahlenen Leitung unter dem Mikroskop, nachdem sie etwa 15 Sekunden in HCl geätzt worden waren, "bestätigt. Die £Cu^Sn-Phase war als dünner Überzug, der die Kupferteilchen umhüllte, erkennbar und ihrerseits von einem stärkeren und wachsenden Überzug der CucSnc-Phase umgeben. Das verbleibende Volumen in den Zwischenräumen zwischen den umhüllten Kupferteilchen war mit der ß-Sn-Phase ausgefüllt. Es wurde angenommen, daß diese Phasen in den Stromkreisleitungen anwesend waren, die aus den Metallisierungspasten gemäß der Erfindung bei den in den folgenden Beispielen beschriebenen Versuchen hergestellt wurden.

Beispiel 2

Der in Absatz 2 von Beispiel 1 beschriebene Versuch wurde wiederholt mit dem Unterschied, daß die Paste durch ein Sieb aus nichtrostendem Stahl mit einer Maschenweite von 74 » aufgetragen und ein Zickzack-Schaltungsbild aus 1*3 Segmenten gebildet wurde. Das fertige Leitungselement hatte eine Breite von 1,02 mm, eine länge von 63,5 mm ent sprechend etwa 62 Quadraten der Kantenlänge 1,02 mim. Der über die gesamte Länge der Leitung gemessene elektrische Widerstand betrug 0,5 Ohm oder ungefähr 8 mOhm/Quadrat.

Diese Probe wurde dann in das in Beispiel 1 genannte Fluß mittel und dann 4 Sekunden bei 220⁰C in ein Lötmittel (Sn/Pb/Ag-62/36/2) getaucht. Die Stromkreisleitung nahm das Lötmittel gut an. Der Widerstand der Leitung nach dem Löten betrug 0,12 Ohm oder etwa 1,6 mOhm/Quadrat.

Dieses Beispiel zeigt, daß mit den Metallisierungspasten gemäß der Erfindung Schaltungen mit guter. Leitfähigkeit und Lötfähigkeit unter Verwendung einfacher und billiger Materialien und Verfahren einschließlich einer milden

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Wärmebehandlung, die die billigen Trägerplatte η aus mit ; Phenolharz getränktem Papier nicht zerstören, hergestellt werden können.

Beispiel 3 ;

Die folgenden Bestandteile wurden gemischt und in Gefäße gegeben, die 16 Stunden über Kopf gedreht wurden: a), 3 Teile Kupferteilchen (.im Handel erhältliches Pulver, Reinheit 99,5$, scheinbare Dichte 2,8 g/cm , mittlerer Teilchendurchmesser 11 u, passiert zu 99$ ein Sieb einer Maschenweite von 44 aO und b) 2 Teile Zinnpulver (handeis-' übliches Pulver, Reinheit 99,8$, Schüttgewicht 3,2 g/cm⁵, mittlere Teilchengröße 12 n, passiert zu 99,9$ ein Sieb einer Maschenweite von 44^u). Zu 10 Teilen der gut gemischten Pulver wurden dann c) 0,63 Teile hydriertes Kolophonium (1,62 Teile einer 50$igen Lösung in ß-Terpineol) und d) 0,5 Teile Triäthanolamin gegeben. Nach guter Vermischung wurde die erhaltene Paste im Siebdruck unter Verwendung des Siebes und der Isolierplatte, die in Beispiel 2 genannt sind, aufgedruckt. Nach Trocknung für etwa 5 Minu^· : ten bei etwa 85⁰C unter Verwendung einer Heizlampe wurden :

die Proben unter strömendem Stickstoff 1,25 Minuten in {

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einem bei etwa 330 C gehaltenen Ofen erhitzt. Nach der \ Abkühlung hatten die fertigen Leitungen der Schaltung ■ ' eine Breite von 1,17 mm und eine Länge von 65,4 mm entsprechend 56 Quadraten mit einer Kantenlänge von 1,17 mm.

Eine der Proben, die zu Beginn einen Widerstand von 0,3 0hm oder 5 mOhm/Quadrat hatte, wurde abwechselnd-in flüssigen Stickstoff getaucht, bis die Blasenbildung aufhörte, und dann in einen Ofen gelegt, bis ihre Temperatur 100⁰C erreichte. Dieser Zyklus wurde noch viermal wiederholt, ohne daß eine Änderung des Widerstandes und ein Anzeichen von mechanischem Versagen auftrat.

Weitere Proben, die einen Anfangswiderstand von 0,35 0hm oder 6 mOhm/Quadrat hatten, wurden einem Wärmeschocktest

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unterworfen, bei dem die Proben durch Temperaturen von -65°C bis 25O⁰C geführt wurden und hierbei unterschiedlich lange bei den beiden extremen Temperaturen und bei mehreren Zwischentemperaturen gehalten wurden. Einzelheiten dieses Tests werden in "Temperature Cycling", Methode 102A, U.S. Department of Defense Publication MIL-STD-202D vom 14.4.1969 mit dem Titel "Military Standard, Test Methods for Electronic and Electrical Component Parts" beschrieben. Der nach diesem Test gemessene V/iderstand hatte den ursprünglichen Wert von 0,35 Ohm oder 6 mOhm/Quadrat.

Eine weitere Probe wurde zehnmal jeweils 5 Sekunden in ein Lötmittel (Sn/Pb/Ag-60/38/2) bei 215⁰C getaucht, ohne daß Anzeichen einer Trennung der Leitung von der Isolierplatte erkennbar waren. Ein guter glatter Überzug aus Lötmittel wurde auf dem gesamten Bereich des Schaltungsschemas erhalten. \

Eine weitere Probe der gleichen Metallisierungspaste, die im Siebdruckverfahren im gleichen Schema und in der gleichen Weise auf die gleiche Isolierplatte aufgetragen wurde, würde zu Beginn nicht getrocknet und nicht in einem Ofen erhitzt. Stattdessen wurde die Platte mit der aus der nassen Paste bestehenden Leitungsanordnung 5 Sekunden in einem Abstand von 12,6 cm von einer linearen 1000 W-Infrarotquarzlampe gehalten, die in einem parabolischen Reflektor mit einer Brennweite von 51 mm befestigt war und einen Wärmefluß am Brennpunkt von 25,6 W/linearen cm hatte. Diese Behandlung allein genügte, um das Flußmittel zu aktivieren, das Zinn zu schmelzen und die Leitung der Schaltung zu verfestigen. Nach der Abkühlung hatte die Leitung, deren Länge 56 Quadraten mit der Kantenlänge ihrer Breite entsprach, einen Widerstand von 0,5 Ohm oder etwa 9 mOhm/Quadrat.

Dieses Beispiel veranschaulicht somit weitere brauchbare Bestandteile für die Herstellung der Metallisierungspasten

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gemäß der Erfindung sowie weitere Herstellungsverfahren, nach denen gedruckte Schaltungen mit ausgezeichneter leitfähigkeit und Haltbarkeit hergestellt werden können.

Beispiel 4 bis 10 |

Diese Beispiele veranschaulichen die Wirkung einer Ver- ; änderung des Gewichtsverhältnisses von Kupfer und Zinn in den Metallisierungspasten gemäß der Erfindung. Das i gleiche Kupferpulver, das gleiche Zinnpulver und das gleiche hydrierte Kolophonium (als 5Ofoige Lösung in \ ß-Ierpineol) wie in Beispiel 3 wurden verwendet. Auf die in Beispiel 3 beschriebene Weise wurden im Siebdruckverfahren Leiterbahnen, deren Länge 56 Quadraten mit der Kantenlänge ihrer Breite entsprach, auf vorbeschichtete Platten aus phenolharzgetränktem Papier aufgebracht, worauf die Pasten getrocknet wurden. Das Erhitzen wurde etwa 1,0 Minute in strömendem Stickstoff in einem bei J535°C gehaltenen Ofen vorgenommen. Das Verhalten der Paste während des Erhitzens wurde beobachtet. Proben mit einem sehr hohen Zinnanteil pflegten Perlen zu bilden, anstatt sich zu ununterbrochenen Leiterbahnen zu verfestigen. Der ; Widerstand der Proben wurde unmittelbar nach der Abkühlung, dann nach Alterung für 65 Stunden bei 125°C und abschließend erneut gemessen, nachdem .die Proben mit j leicht angedrückter Stahlwolle mit 20 bzw. 40 Strichen poliert worden waren. Die Proben wurden dann in der oben beschriebenen Weise in ein Lötmittelbad getaucht, um die Lötbarkeit im praktischen Gebrauch zu bewerten. Proben ^: mit sehr hohem Zinnanteil zeigten schlechte Haftfestigkeit. In gewissen Fällen wurden die Leitungen im Lötbad . '. von den Isolierplatten entfernt. Die Vergleichsprobe A in dieser Reihe enthielt kein Zinnpulver und war daher keine Metallisierungspaste gemäß der Erfindung. Die Einzelheiten der Zusammensetzung und die Prüfergebnisse sind nachstehend in Tabelle 1 genannt. ί

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Jf- O CD CX) co

OO O co co

	Gewicbtsteile	Cu	Sn	Kolo	Gew,-	Tabelle	1	Widerstand,	nach	mOhm/Quadrat	40	X	lötbar
Beispiel			phonium	Ve rh.	Perlen		Zu Be	65 Std bei 125 C	Poliert	co 03
	8,3 7., 5	0 0,8	0,85 0,95	CuiSn	während	ginn	125-536 25,0-35,	. 20 χ	35	,7	schlecht ja
	7,1	1,2	0,85	100:0 90:10	des Er- hitzens	89,2 28,5	14,2	35,7 7 25,0	16	»°	Il
A 4	6,6	1,7	0,85	85:15	nein ti	14,2	12,5	17,8	12	,5	Il
5	6,2	2,1	0,85	80:20	Il	14,2	8,9	10,7	7	,1	It
6	5,8	2,5	0,85	75:25	Il	8,9	■ 8,9	8,9	Werte		Il
7	5,0	3,3	0,85	70:30	U	8,9	8,9	7,1	Werte		It
8	4,25	4,.15	0,85	60:40	U	7,1	7,1	keine			Il
9		50:50	Il	7,1		keine
10 *	It

CO I

K)

CD OO OO

Die gleichen Gemische wurden hergestellt, wobei jedoch die Cu:Sn-Gewichtsverhältnisse 40:60, 30:70 und 25:75 "betrugen. Diese Pasten hatten zu Beginn einen Widerstand "von 7,1, 5,3 "bzw. 7,1 mOhm/Quadrat.

Außer der Vergleichsprobe A in der vorstehend beschriebenen Reihe wurden weitere Proben, die für den Stand der Technik repräsentativ sind,'hergestellt.

Yergleichsprobe B

7 Gew.-Teile des in Beispiel 3 genannten Kupferpulvers wurden in 2 Gew.-Teilen eines Bindemittels dispergiert, das aus gleichen Raumteilen von a) Lävulinsäure und b) einer 70$igen Lösung von Sorbit (mehrwertiger Alkohol) in Wasser bestand. Die erhaltene Paste wurde in der gleichen Weise wie die Metallisierungspaste' der USA-Patentschrift 3 060 062 mit einer Schablone auf eine Platte aus phenolharzgetränktem Papier als einzelne Leitung aufgetragen* Die Probe wurde 10 Minuten unter einer Heizlampe getrocknet und dann 10 Minuten in einem Ofen mit Luftzirkulation bei 15O⁰C gehalten. Die fertige Leitung hatte eine Breite von 1,27 mm und eine Länge von 17,78 mm, d.h. sie hatte eine "14-Quadrate"-I^lorm. Der Widerstand betfug 0,6 0hm über die Länge der Leitung oder 43 mOhm/Quadrat. Dieser Widerstand stieg auf 2150 mOhm/ Quadrat, wenn die Probe 140 Stunden bei 125°C gealtert

wurde· ' i

Vergleichsprobe C

Eine Probe von 10 g des in Beispiel 3 genannten Kupferpulvers wurde 15 Minuten in 15$ige H₂SO. bei Raumtemperatur aufgeschlämmt, zweimal mit Wasser gewaschen, erneut zweimal mit 100 ml 10biger HCl aufgeschlämmt und auf einem Filter gesammelt. Sie wurde dann mit einer im Handel erbältlichen Zinnplattierungsmasse für die stromlose Plattierung in destilliertem Wasser und konzentrierter HCl nach der dem Fachmann bekannten Tauchplattiermethode

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gemischt. Nach abschließendem Waschen und Trocknen wurden die erhaltenen, mit Zinn umhüllten Kupferteilchen für die Herstellung einer Metallisierungspaste der folgenden Zusammensetzung verwendet:

3 Teile zinnbeschichtetes Kupferpulver .0,85 Teile des in Beispiel 3 genannten hydrierten Kolophoniums (als 50#ige Lösung in ß-Terpineol) 0,36 Teile Triäthanolamin

Die Paste wurde im Siehdruckverfahren als Leitung der in Beispiel 3 genannten Porm mit einer Länge, die 56 Quadraten mit der Kantenlänge ihrer Breite entsprach, auf eine Isolierplatte aus phenolharzimprägniertem Papier aufgetragen. Die Probe wurde zunächst getrocknet und dann

2 Minuten unter strömendem Stickstoff in einem auf 330°C eingestellten Ofen erhitzt. Der Widerstand zu Beginn betrug 829 mOhm/Quadrat und stieg nach Alterung der Probe für 24 Stunden bei 125°C auf 1600 mObm/Quadrat. Nach dem Polieren mit Stahlwolle zeigte die Probe keinerlei Leitfähigkeit. Die Probe war schlecht lötbar.

Ein zweiter Teil der mit Zinn umhüllten Kupferteilchen . wurde zur Herstellung eines Gemisches der folgenden Zusammensetzung verwendet: ^;

3 Teile zinnbeschichtete Kupferteilchen und ^ 0,55 Teile des in Beispiel 1 genannten leicht aktivierten Kolophoniums (als ungefähr 50$Sige Lösung in Terpentin).

Diese Paste wurde im Siebdruckverfahren als Leitung einer Länge, die 56 Quadraten mit der Kantenlänge ihrer Breite entsprach, wie in Beispiel 3 aufgetragen, getrocknet und 75 Sekunden in strömendem Stickstoff auf 33O°C erhitzt. Der Widerstand zu Beginn betrug 232 mOhm/Quadrat und stieg auf 710 mOhm/Quadrat, nachdem die Probe 24 Stunden bei 125°C gealtert worden war, und auf 2080 mOhm/Quadrat, nachdem die Probe mit Stahlwolle poliert worden war.

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Wenn sie in ein Lötmittelbad getaucht wurde, löste sich die Probe auf*

Diese Proben lassen im Vergleich zu den vorherigen Beispielen deutlich den großen Vorteil der Verwendung von Gemischen von Kupferpulver und Zinnpulver gemäß der Erfindung an Stelle der in der USA-Patentschrift 2 441 beschriebenen metallumhüllten Metallpulver erkennen.

Beispiel 11 '

Eine Paste wurde aus folgenden Bestandteilen hergestellt:

3 Teile des gleichen Kupferpulvers wie in Beispiel 3

2 Teile handelsübliches Lötmittelpulver (60 Gew.-^ Sn, 40 Gew.-# Pb, SchUttgewicht 3,5 bis 5,0 g/cm5, passiert zu 90$ ein Sieb einer Maschenweite von 44 W) ' i

0,5 Teile des gleichen hydrierten Kolophoniums wie in Beispiel 3 (als 50$ige Lösung in ß-Terpineol)

0,5 Teile Triäthanolamin _:

Diese Paste wurde mit der Schablone auf eine Isolierplatte aus phenolharzgetränktem Papier als einfache Leitung mit einer Breite von etwa 1,8 mm und einer Länge von etwa 55 mm, d.h. etwa 30 Quadraten mit der Kantenlänge der Breite, aufgetragen. Nach Trocknung für etwa 5 Minuten bei etwa 85°C unter einer Heizlampe wurde die Probe 50 Sekunden in einem bei 260⁰C gehaltenen Ofen mit Luftzirkulation erhitzt. Der nach der Kühlung gemessene Wider-, stand betrug etwa 0,3 Ohm ouer etwa 10 mOhm/Quadrat. Es ist somit möglich, pulverförmige Zinnlegierungen an Stelle von reinem Zinn für die Herstellung der Metallisierungspasten gemäß der Erfindung zu verwenden, mit denen gedruckte Schaltungen mit vorteilhaftem niedrigem spezifischem Widerstand erhalten werden.

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Vergleichsproben D bis F

Handelsübliches Bleipulver wurde an Stelle von Zinn in den Gemischen der nachstehend genannten Zusammensetzung verwendet. Jedes Gemisch wurde im Siebdruckverfahren in Forin von leitungen der in Beispiel 3 beschriebenen Art mit einer Länge, die 56 Quadraten mit der Kantenlänge der Breite entsprach, auf Isolierpla-tten aus phenolharzimprägniertem Papier aufgetragen und 1,5 bis 2,0 Minuten in strömendem Stickstoff in einem bei 430⁰C gehaltenen Ofen erhitzt. Keine der fertigen Leitungen nahm das Lötmittel an. Die Zusammensetzungen und die Widerstandswerte sind nachstehend in Tabelle 2 genannt.

	Tabelle 2	D	E	5,0
Zusammensetzung	in Gew.-Teilen	6,6	5,8 ·	3,3
Kupferpulver wie in Beispiel 3	1,7	2,5	0,5
Bleipulver	1.2	1.3	0,5
	0,5	0,5
Hydriertes Kolophonium wie in Beispiel 3 (als 50$ige Lösung in ß-Terpineol)
Triethanolamin "

Gewichtsverhältnis Cu:Pb · 80:20 70:30 60:40 Widerstand, mOhm/Quadrat

Zu Beginn 64,2 107 304

Nach 16 Stunden bei 125°C 357 kein Wert 1035

Mit Stahlwolle poliert «> Q₀ ^

Die mit diesen Pasten hergestellten Leiterbahnen hatten einen hohen spezifischen Widerstand, der mit der Alterung höher wurde und nach dem Polieren auf unendlich (keine Leitfähigkeit) stieg.

Vergleichsprobe G

Eine Paste der in Beispiel 3 genannten Zusammensetzung wurde hergestellt, jedoch wurde Zinkpulver an Stelle des Zinnpulvers in einer Menge verwendet,, die einem Gewichtsverhältnis von Cu:Zn von etwa 70:30 entsprach. Die Paste

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wurde im Siebdruck auf eine Keramikplatte in Form der in Beispiel 3 genannten Leiterbahn aufgetragen und dann ; 45 Sekunden in einem bei 56O⁰C gehaltenen Ofen erhitzt. Die fertige Leitung zerbröckelte sehr leicht und haftete sehr schlecht an der Keramikunterlage. Der Widerstand betrug 5,6 bis 6,0 Ohm oder etwa 100 bis 196 mOhm/Quadrat. Proben, die 30 bis 60 Sekunden auf die gleiche Temperatur erhitzt wurden, waren-nichtleitend. Zink kann nicht als Ersatz für Zinn in den Pulvergemischen gemäß der Erfindung verwendet werden. !

Vergleichsprobe H j

Die gleichen Kupferteilchen wie in Beispiel 3 wurden stromlos mit Blei wie folgt umhüllt: ;

a) 25 g Kupferpulver wurde nacheinander mit 10biger HCl, destilliertem Wasser und Aceton gewaschen. · j

b) Das Pulver wurde in einem Bad aufgeschlämmt, das 35 g Bleinitrat, 35 g Thioharnstoff und 175 ml Dimethylsulfoxyd enthielt, filtriert und mit Dimethylsulfoxyd gewaschen, aber nicht getrocknet.

c) Die Stufe (b) wurde wiederholt, jedoch mit einem frischen Bad und einer abschließenden Wäsche mit Wasser und dann mit Aceton. ' ',

d) Die mit Blei umhüllten Kupferteilchen wurden 16 Stunden unter vermindertem Druck bei Raumtemperatur getrocknet.

Eine Paste wurde durch Mischen von 2,5 Teilen dieses ; Pulvers mit 0,33 Teilen des gleichen Kolophoniums wie in Beispiel 3 und 0,25 Teilen Triethanolamin hergestellt und auf die in Beispiel 3 beschriebene Weise als Leiterbahn auf die Isolierplatte aufgetragen. Die fertige Leitung, deren Lange 56 Quadraten mit der Kantenlänge ihrer Breite entsprach, zeigte die Leitfähigkeit Null.

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Bei einem weiteren Vergleichsversuch wurde unter Verwendung von Zinnpulver und Flußmittel eine Paste hergestellt, die Aluminiumpulver an Stelle von Kupferpulver enthielt. Die hergestellte fertige Leiterbahn mit einer Länge entsprechend 56 Quadraten mit der Kantenlänge der Breite war nichtleitend.

Die vorstehende Beschreibung zeigt, daß die speziellen Pulvergemische gemäß der Erfindung deutliche Vorteile gegenüber anderen Pasten auf Basis von Metallpulvern haben. Die Pasten gemäß der Erfindung ermöglichen die einfache, schnelle und billige Herstellung von gedruckten Schaltungen vom additiven Typ aus leicht erhältlichen billigen Ausgangsmaterialien. Diese gedruckten Schaltungen haben ausgezeichnete Leitfähigkeit, Haftfestigkeit an den Isolierplatten, Abriebfestigkeit, Beständigkeit der elektrischen Charakteristiken nach der Alterung, Biegefestigkeit, Lötbarkeit und Haltbarkeit unter extremen Temperaturbedingungen. Sie eignen sich für alle großen Gebiete der Anwendung von gedruckten Schaltungen in der Elektronik und in der Industrie elektrischer Bauelemente, z.B. für Radio- und Fernsehempfänger, in Rechenmaschinen.und .Datenverarbeitungsanlagen und in Steuerungen der verschiedensten Art. Die Pasten gemäß der Erfindung können auch als Ersatz für Silberpasten für Anwendungen wie Tantalkondensatoren und Hybridschaltungen sowie für die verschiedensten dekorativen Anwendungen verwendet werden.

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Claims (11)

Patentansprüche

1.)Metallisierungspaste für die Herstellung fest haftender

metallisierter Muster auf Unterlagen, enthaltend ein ;

Gemisch von feinteiligem Kupfer, feinteiligem Zinn und ,

einem Flußmittel. - i

2. Metallisierungspaste nach Anspruch 1, dadurch gekenn- " zeichnet, daß sie 80 bis 9? Gew.-$ feinteiliges Kupfer

und feinteiliges Zinn und 20 bis j5 Gew.-% Flußmittel j

enthält. j

5. Metallisierungspaste nach Ansprüchen 1 und 2, dadurch
gekennzeichnet, daß sie zusätzlich ein flüssiges Lösungsmittel enthält. !

4. Metallisierungspaste nach Ansprüchen 1 bis 3, dadurch : gekennzeichnet daß sie als Flußmittel Kolophonium j enthält. j

j 5· Metallisierungspaste nach Ansprüchen 1 bis 4, dadurch | gekennzeichnet, daß das feinteilige" Zinn zu wenigstens ■ etwa 40 Gew.-Ji aus Zinn besteht. !

6. Metallisierungspaste nach Ansprüchen 1 bis 5, dadurch . ^: gekennzeichnet, daß sie als feinteiliges Zinn ein
pulverförmiges Lötmittel enthält.

7. Metallisierungspaste nach Ansprüchen 1 bis 6> dadurch
gekennzeichnet, daß das feinteilige Zinn im wesentlichen
rein ist.

8. Metallisierungspaste nach Ansprüchen 1 bis 7> dadurch
gekennzeichnet daß sie zusätzlich ein Reduktionsmittel ; enthält. j

9. Metallisierungspaste nach Ansprüchen 1 bis 8, dadurch
gekennzeichnet, daß sie als Reduktionsmittel Triäthanolamin enthält. i

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10. Metallisierungspaste nach Ansprüchen 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet daß das feinteilige Kupfer und das feinteilige Zinn im Gewichtsverhältnis von 85:15 bis 50:50 vorliegen.

11. Verwendung der Metallisierungspaste nach Ansprüchen 1 bis 10 zur Herstellung von nicht unterbrochenen metallisierten Mustern auf Unterlagen, die gegebenenfalls mit einem hitzehärtbaren Kleber beschichtet sind, wobei man die Paste im Siebdruckverfahren oder durch Schablonendruck auf die Unterlage aufbringt, die Paste auf der Unterlage gegebenenfalls zur Entfernung von flüchtigen Bestandteilen aus der Paste vorerhitzt, die Paste auf der Unterlage zur Bildung von intermetallischen Kupfer-Zinn-Verbindungen um die Kupferteilchen erhitzt und dann kühlt.

12". Verwendung nach Anspruch 11 auf Unterlagen, die mit einem teilweise gehärteten, durch Erhitzen vollständig härtbaren Harz imprägniert sind.

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