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Die Erfindung betrifft ein neues und fortschrittliches Verfahren zum Herstellen eines mit einer entfernbaren Tragschicht versehenen Schichtpressstoffes, bestehend aus einer Basisschicht mit einer für die nachfolgende Metallisierung geeigneten Oberflächenschicht aus Harzen oder Kunststoffen bzw. Gemischen davon, welche gewünschtenfalls Füllstoffe enthalten.
Die Erfindung betrifft insbesondere die Herstellung eines Schichtpressstoffes mit einer Oberflächen- schicht, die geeignet ist, auf ihr Metallschichten mit hoher Haftfestigkeit aufzubauen und so insbesondere auch gedruckte Schaltungen von ausgezeichneter Qualität herzustellen.
In der Vergangenheit wurde bereits vorgeschlagen, bestimmte Oberflächeneigenschaften beispielsweise durch Überziehen der Oberflächen mit Lackschichten vermittels Sprühlackierens, Walzenlackierens oder anderer bekannter Lackiermethoden zu versehen.
Ein wesentlicher Nachteil der bekanntgewordenen Verfahren besteht nun darin, dass die beschichtete Oberfläche bis zur vollständigen Trocknung staubfrei gehalten werden muss ; es wurde auch bereits vorgeschlagen, bei der Herstellung von Schichtpressstoff die Decklagen aus dem gewünschten Harzgemisch in Form von mit diesem getränkten Papier oder Gewebe aufzubringen. Ein wesentlicher Nachteil dieses Verfahrens besteht darin, dass entweder die ungenügende Haftung der unterschiedlich getränkten Papier- und Gewebschichten Schwierigkeiten macht oder aber die Harzschicht durch die Gewebeschicht gepresst wird und damit weitgehend von der Oberfläche verschwindet.
Zum Beispiel bei der Herstellung von gedruckten Schaltungen nach dem Additiv-Verfahren muss zur Erzielung einer ausreichenden Haftfestigkeit des Metallniederschlages auf der Unterlage eine glatte und ebenmässige Oberflächenschicht bestimmter Eigenschaften und einer Mindestdicke von 20 ,am hergestellt werden.
Die Einhaltung der erforderlichen Dicke ebenso wie das Herstellen von einem glatten und völlig ebenmässigen Belag ist nach den bekannten Verfahren nur sehr schwierig, wenn überhaupt, zu erzielen.
Dieser und andere Nachteile werden durch das erfindungsgemässe Verfahren vermieden, das dadurch gekennzeichnet ist, dass eine Seite der als temporären Träger für die Oberflächenschicht dienenden Tragschicht mit dieser Oberflächenschicht in vorbestimmter Dicke versehen wird, die das Schichtmaterial im unpolymerisierten, viskosen Zustand enthält, und die so beschichtete Tragschicht sodann einer Behandlung unterworfen wird, die zu einem teilweisen Aushärten führt und ausreicht, das Material der Oberflächenschicht zu verfestigen und zu verhindern, dass seine Oberfläche bei Lagerung klebend ist, und dass die so beschichtete Tragschicht mit ihrer Oberflächenschicht auf die Basisschicht aufgelegt und die Oberflächenschicht mit der Basisschicht unter Aushärtung, vorzugsweise mittels Wärme und Druck,
fest verbunden wird und dass die Tragschicht vor dem Metallisiervorgang entfernt wird, vorzugsweise durch Abziehen.
Es zeigen : Fig. l eine Fabrikationseinrichtung für das Überziehen des als Unterlage für den Übertragungsvorgang dienenden Materials mit einem aushärtbaren Harz (das Beschichten dieser Tragschicht geschieht beispielsweise dergestalt, dass das Material zwischen Walzen geführt wird, wobei auf oder vor einer Walze die Harzmasse aufgegossen wird), die Fig. 2 bis 4 Querschnittdarstellungen, nämlich Fig. 2, die mit einer gehärteten Harzschicht bedeckte Basisschicht, wobei die Harzschicht noch mit dem als Tragschicht dienenden Material bedeckt ist, Fig. 3 die gleiche Basisschichtplatte nach dem Abziehen der Tragschicht und Fig. 4 schliesslich die bereits für das Aufbringen der Metallabscheidung aktivierte Oberflächenschicht.
Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zum Herstellen von Schichtpressstoffen, die mit einer harzreichen Oberflächenschicht von vorbestimmter Schichtdicke und dem Verwendungszweck angepassten Eigenschaften versehen ist, wobei diese Oberflächenschicht zunächst auf die Oberfläche einer Tragschicht aufgebracht und dort teilweise ausgehärtet wird, um sodann vorzugsweise zugleich mit dem Herstellen des Schichtpressstoffes auf dessen Oberfläche übertragen zu werden.
Nach der Erfindung wird zunächst die Oberfläche der Tragschicht mit dem gewünschten Harzgemisch geeigneter Viskosität bedeckt. Das Harz oder Harzgemisch gehört zur Gruppe der im unpolymerisierten Zustand flüssigen und durch Polymerisation aushärtbaren Materialien.
Das Material der Tragschicht wird so gewählt, dass das Harz im gehärteten Zustand an dieser nicht haftet und doch eine genügende Haftung in dem nicht- bzw. teil ausgehärteten Zustand aufweist. Im nächsten
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Oberfläche auf andern, mit ihr in Kontakt gebrachten Oberflächen nicht mehr ohne eine Wärmebehandlung haftet. Die so vorbereitete beschichtete Tragschicht kann dann beispielsweise zwecks Lagerung im aufgerollten Zustand aufbewahrt werden. In einem dritten Verfahrensschritt wird die Oberfläche der zu beschichtenden Basisschicht mit der Schichtseite der beschichteten Tragschicht in Kontakt gebracht und die Oberflächenschicht durch Wärme bzw. Wärme und Druck voll ausgehärtet und so mit der Basisschicht fest verbunden.
Nach einer Ausgestaltungsform der Erfindung wird die beschichtete Tragschicht auf die Oberfläche des Stapels aus imprägniertem Schichtmaterial für den Schichtpressstoff vor dem Verpressen aufgebracht, in einem gemeinsamen Press-Wärme-Härtevorgang der Schichtpressstoff gefertigt und mit der Oberflächen-
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schicht versehen.
Die aus der Tragschicht bestehende Deckschicht schützt die darunter liegende Oberflächenschicht vor mechanischen und chemischen Einflüssen, beispielsweise beim Transport oder bei Bohr- oder Stanzvorgängen u. dgl. m. Sie wird zweckmässig erst vor dem Vorbehandeln bzw. der Metallisierung entfernt.
Die aufgebrachte Oberflächenschicht wird nach einem der bekannten Verfahren weiterbehandelt, also beispielsweise durch chemische Mittel mikroporös und benetzbar gemacht, um sodann in bekannter Weise mit einem aus stromlos arbeitenden Bädern abgeschiedenen Metallbelag versehen zu werden. Letzterer kann, falls erwünscht, mittels galvanischer Abscheidung verstärkt werden.
Für die Herstellung festhaftender Metallisierungen hat sich die Verwendung von Oberflächenschichten als besonders geeignet erwiesen, welche feinverteilte Partikel, beispielsweise Gummi oder Kunstgummi enthalten, die durch chemische Einwirkung abgebaut werden können, wodurch eine mikroporöse Oberfläche gebildet wird. Die Zusammensetzung der Oberflächenschicht ist jedoch nicht auf derartige Gemische beschränkt, man kann beispielsweise auch monomere Mischungen verwenden bzw. Kunststoffgemische, die bereits einen die stromlose Metallabscheidung katalytisch bewirkenden Stoff enthalten. Eines der Harze oder Harzgemische kann zu der Gruppe der Phenol-, Epoxyd-, Melamin-, Polyakryl-, Polyester-oder Polystyrenharze gehören, diese können, aber müssen nicht mit Partikeln chemisch leicht abbaubarer Stoffe versehen sein, wie beispielsweise Butadien.
In einer weiteren erfindungsgemässen Ausgestaltungsform wird sowohl dem Harzgemisch der Oberflächenschicht als auch jenem der Basisschicht ein Stoff beigemischt, der katalytisch auf die stromlose Metallabscheidung wirkt. Solche Stoffe eignen sich besonders gut zur additiven Herstellung gedruckter Leiterplatten.
Im einzelnen zeigt Fig. 1 das Prinzip einer grossfabrikatorischen Herstellungseinrichtung gemäss der Erfindung. Hiebei ist die Tragschicht mit --2-- bezeichnet und das zur Herstellung der Oberflächenschicht dienende Harzmaterial mit --4--. Letzteres wird zwischen den Walzen --6 und 8-- auf die Tragschichtein- seitig aufgebracht.
Die auf der Tragschicht befindliche Harzschicht wird durch Wärmeeinwirkung beispielsweise mittels der Wärmequelle --16-- in den teilausgehärteten Zustand B gebracht und die beschichtete Tragschicht wird sodann auf die Rolle --10-- aufgewickelt und bis zur Weiterverwendung gelagert.
Für die Weiterverarbeitung werden geeignete Abschnitte der beschichteten Tragschicht auf den Stapel von getränkten Lagen eines Schichtpressstoffes mit der Schichtseite nach innen aufgelegt, und der ganze Stapel wird üblicherweise in geeigneten Pressen unter Druck- und Hitzeeinwirkung zu einem Schichtpress- stoff verpresst. Dieser besitzt eine Schicht geeigneter Dicke und eine Zusammensetzung aus zweckmässig gewählten Harzen. Seine Oberfläche ist durch die Tragschicht für die Lagerung, den Versand sowie für die Weiterverarbeitung geschützt.
Die Fig. 2 zeigt den Schichtpressstoff nach dem Verlassen der Laminierpresse, wobei der Schichtpress- stoff der Basisschicht mit --12-- und die im Übertragungsverfahren aufgebrachte Oberflächenschicht mit - und die Tragschicht für die Oberflächenschicht mit --2-- bezeichnet ist.
Die Fig. 3 zeigt das gleiche Material, jedoch nachdem die Tragschicht entfernt worden ist.
Die Fig. 4 ist eine schematische Querschnittsdarstellung, die den Zustand nach der Behandlung der Oberflächenschicht mit geeigneten chemischen Mitteln veranschaulichen soll, um in dieser die Mikroporen - -14--, die zur Verankerung der stromlos abgeschiedenen Metallschicht dienen, herzustellen.
Die besonderen Vorzüge des erfindungsgemässen Verfahrens beruhen unter anderem darin, dass Beschichtungsstärke und Beschichtungsmaterial in weiten Grenzen frei gewählt werden können und dass die Oberflächenqualität der nach diesem Verfahren aufgebrachten Schichten ohne weiteres auch für hochwertige Weiterverarbeitungsvorgänge wie z. B. den Photodruck, geeignet ist.
Das Verfahren eignet sich zur Serienfertigung besonders gut. Das Beschichten der Tragschicht geschieht in einem in seiner Technologie voll beherrschten und für die Grossfabrikation geeigneten Vorgang, z. B. im Durchlaufverfahren, und das Übertragen der Schicht auf die Basisschicht, beispielsweise den Schichtstoff, erfolgt in einfacher Weise vorzugsweise nach dem herkömmlichen Fabrikationsprozess für Schichtpressstoff.
Da das bei der Oberflächenschicht verwendete Harzgemisch auf einer Tragschicht und in einem entsprechend gehärteten Zustand auf das Basismaterial aufgebracht wird, wird auch völlig vermieden, dass das Harzgemisch des Basisschichtpressstoffes durch die Oberflächenschicht hindurchdringt bzw. sich mit dieser vermischt.
Die Tragschicht für die Oberflächenschicht kann nach der Erfindung derart ausgewählt werden, dass sie nicht nur als temporärer Schutz für die Harzschichtoberfläche während Lagerung und Transport sowie der nachfolgenden Fertigungsschritte dient, sondern auch die Durchführung bestimmter Fertigungsvorgänge erleichtert. Wenn beispielsweise als Tragschicht eine auf der Aussenseite metallkaschierte Kunststoffolie oder
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überhaupt eine Metallfolie verwendet wird, so wirkt diese während eines Bohrvorganges als Wärmefalle und dient zur schnellen Abfuhr der beim Bohrvorgang entstehenden Hitze von der Bohrstelle.
Im folgenden Teil der Beschreibung werden einige Beispiele für vorzugsweise Ausgestaltungsformen der Erfindung gegeben ; diese bedeuten aber in keiner Weise eine Einschränkung der nach dem erfindungsgemässen Verfahren bestehenden Möglichkeiten.
Beispiel l : Eine Tragschicht, bestehend aus Polyäthylen überzogenem Papier, wird in einem Aufwalzverfahren, das von einer Abspulrolle auf eineAufspulrolle arbeitet, mit einer härtbaren Kautschukmasse überzogen ; diese enthält :
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<tb>
<tb> Methyläthylketon <SEP> (a)
<tb> Celluloseacetat <SEP> (b)
<tb> Nitrilkautschuk <SEP> fl. <SEP> 350 <SEP> g <SEP>
<tb> Nitrilkautschuk <SEP> in
<tb> Stücken <SEP> 590 <SEP> g
<tb> Wärmeaushärtbares <SEP> öllösliches <SEP> Phenolharz <SEP> 350 <SEP> g
<tb> Epoxyharz <SEP> (Epichlorohydrinderivat) <SEP> 400 <SEP> g
<tb> geschäumtes <SEP> kolloidales
<tb> Si02 <SEP> 300 <SEP> g <SEP>
<tb> Butylkarbitol <SEP> (c),
<tb>
genügend Lösungsmittel, um eine Viskosität von 12 000 cPs zu ergeben, wobei das Verhältnis der Lösungmittel a : b : c sich wie 1 : 5, 7 :
4, 4 verhält.
Aus dem harzüberzogenen Trägermaterial werden nun Stücke, beispielsweise 7,5 x 10 cm, geschnitten, und diese werden nun auf einen Stapel von getränktem Schichtmaterial in der Weise aufgelegt, dass die Harzschicht dem Schichtmaterial zugewendet ist. Letzteres kann aus z. B. Phenolpapier oder Epoxyglas bestehen.
Diese werden nun unter den allgemein üblichen Bedingungen in einer Laminierpresse zum Laminat ver-
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ebenfalls 170 C, wobei die Laminierzeit für Phenolpapier 45 min beträgt, für die Epoxygrundlage nur 15 bis 30 min.
Die derart vorbereiteten Schichtstoffplatten, versehen mit einer harzreichen Oberflächenschicht, werden wie folgt zu gedruckten Schaltungen verarbeitet : (i) Herstellen des Lochungsmusters ; (ii) Entfernen der Überzugsträgerplatte, beispielsweise durch Abziehen ; (iii) Aktivieren der Oberfläche durch Behandeln in einer Lösung von
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<tb>
<tb> K2Cr2O7 <SEP> 37 <SEP> g
<tb> H2SO4 <SEP> 500 <SEP> ml
<tb> Wasser <SEP> 500 <SEP> ml
<tb>
für 30 min bei 23 bis 27 C ;
(iv) sodann wird die Oberfläche für die Metallabscheidung aus autokatalytischenMeta11abscheidungs- bädern sensibilisiert (hiezu wird diese zunächst in eine Lösung von 100 g SnC12 in 55 ml HC1 konz. und 1000 ml Wasser gebracht und nach dem Abspülen in ein Bad von 1 g PdCl und 40 HC1 konz. in 1000 ml Wasser getaucht) ; (v) nach dem Trocknen wird die übliche Untergrundwiderstandslackschicht aufgebracht ; (vi) aus einem der üblichen stromlos arbeitenden Kupferabscheidungsbäder wird in der gewünschten
Stärke das Leiterzugmuster abgeschieden ; (vii) die Widerstandslackschicht wird entfernt und (viii) das fertige Produkt 30 min lang bei etwa 1500C nachgehärtet.
Beispiel 2 : Für die Oberflächenschicht wird statt der Kautschuk- (Po1yacrylonitrilbutadien) eine Epoxygrundlage (beispielsweise [Epichlorhydrinbiphenol] mit Diäthylentriamin Zusatz) verwendet. Nach dem
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Härten der Schicht auf dem Entfernen der Tragschicht wird die Oberfläche permanent benetzend und polar gemacht, indem diese für 2 bis 5 min bei zirka 30 C in Dimethylformamid getaucht wird, mit Wasser gespült und anschliessend für etwa 1 min in eine Lösung aus 100 g/1 CrO und 250 ml/l konzentrierte H2 SO 4 gebracht wird und wieder daran anschliessend für 2 min in eine %ige NaHSO3-Lösung gebracht ; schliesslich wird die Oberfläche gründlich erst kalt und dann heiss gespült.
Die soweit vorbereitete Platte wird für die Metallabscheidung aus stromlos arbeitenden Bädern sensibilisiert, indem man sie beispielsweise mit einer PdCl-SnCi Losung behandelt. Eine negative Abdeckmaske wird aufgedruckt und vermittels stromloser Metallabscheidung das Leiterzugsmuster in gewünschter Stärke aufgebaut.
Beispiel 3 : Nach dem in Beispiel 1 beschriebenen Verfahren wird eine durchwegs katalytische Oberflächenschicht der folgenden Zusammensetzung benutzt
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<tb>
<tb> Epoxyharz <SEP> + <SEP> 15 <SEP> g <SEP>
<tb> Butadienacrylonitrilkautschuk <SEP> 15 <SEP> g
<tb> Toluol <SEP> 50 <SEP> g
<tb> Phenolformaldehydharz
<tb> (olloslich) <SEP> llg
<tb> Kupfer-I-Oxyd
<tb> (katalytisch <SEP> wirksame
<tb> Subst.) <SEP> 60 <SEP> g
<tb>
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