CS204545B1 - Thermosetting adhesive especially for printed connections - Google Patents

Description

POPIS VYNÁLEZU

REPUBLIKA K AUTORSKÉMU OSVĚDČENÍ 204545 (11) (B,)

(61) (23) Výstavní priorita(22) Přihlášeno 20 02 79(21) (PV 1131-79) (51) Int. Cl.'C 08 L 63/10C 08C 19/40

ÚŘAD PRO VYNÁLEZY

A OBJEVY (40) Zveřejněno 31 07 86(45) Vydáno 29 10 82 (75)

Autor vynálezu CÍFKOVÁ ZUZANA ing., KULA LEO ing., PRAHA,

VILÍM JINDŘICH ing. CSc., STREDOKLUKY, ŠPIČÁK FRANTIŠEK, ing..KOBYLÍ NA MORAVĚ, MÁČEL BOHUMIL ing., BRNO

a KÁLAL JAROSLAV prof. ing. DrSc., PRAHA (54)

Termosetické adhesivum zejména pro plošné spoje

Vynález se týká termosetického adbesiva ze-jména pro plošné spoje, které se vyznačuje vlast-nostmi umožňujícími jeho aplikaci pro všechnyprogresivní technologie zhotovování plošnýchspojů. V současné době nacházejí stále větší uplatně-ní semiaditivní a aditivní techniky výroby ploš-ných spojů, popsané v časopise Slaboproudýobzor 37,296(1976), popřípadě technologie drá-tových plošných spojů, například technologie„Multiwire", jež je předmětem U.S. pat. 3,646572, které.pro svou realizaci potřebují vhodnétermosetické adhesivum oproti klasické substrak-tivní technice výroby plošných spojů, jejíž po-užití je již v současné době limitováno jak ma-ximální hustotou vodivé sítě, tak i technickoua ekonomickou kvalitou výrobků. Vlastní složenívhodného adhesiva je předmětem řady patentů,a to U.S. pat. 3,956 041; U.S. pat. 3,646 572;Ger. Offen. 2,656 074; Japan Kokai 74 59,141;Japan Kokai 75 112,231; Japan Kokai 76 73,570;Japan Kokai 77 87,474. Přestože termosetickáadhesiva podle výše citovaných patentů vyhovujípožadavkům pro jejich aplikaci v progresivníchtechnologiích výroby plošných spojů, jejich slože-ní neumožňuje snadnou variabilitu parametrův rámci jednotlivých technologických operací.Tato nevýhoda je odstraněna složením termose-tického adhesiva podle vynálezu, přičemž totoadhesivum poskytuje některé specifické vlastnosti. Předmětem vynálezu je termosetické adhesi-vum zejména pro plošné spoje vyznačené tím,že sestává ze dvou funkčních celků, z nichž jedenje založen na bázi epoxidových pryskyřic zejmé-na dianového typu s výhodou o epoxiekviva-lentu 170—460 za použití běžných síťovacichčinidel jako anhydridů dikarbonových kyselin,nebo fenolformaldehydových kopolymeru a dru-hý je založen na bázi butadien-akrylonitrilovýchkaučuků, které jsou prostřednictvím funkčních skupin —OH, —COOH, —CH— CH2 chemickykompatibilní s epoxidovou složkou, přičemž ja-ko síťovacího činidla je použito kovových solínebo komplexů s výhodou mědnatých, přičemžpoměr obou složek je v rozmezí 20—80 % hmot-nostních.

Další význak vynálezu spočívá v tom, že obsahakrylonitrilového monomeru je v jednotlivýchkaučukových komponentách v mezích 10 80 hmotnostních.

Vynález je dále vyznačen tím, že kovový ka-talyzátor je použit ve formě solí nebo komplexůs výhodou mědnatých, např. kysličník tnědný,octan mědnalýapod. v množství 0,1 30 % hmot. vzhledem na kaučukovou složku. Výhodou termosetického adhesiva podle vyná-lezu je, že po zesítění, a to buď částečném neboúplném, je jeho povrch aktivovatelný běžnýmipostupy pro bezproudové pokovení, přičemž jeho 2 0 4 5 4 5 2 porozita zajišťuje dostatečnou adhesi k taktovyloučené kovové vrstvě. Dále je možné využítkombinaci jeho adhesních schopností v kombina-ci s následným bezproudovým pokovením, a tojak v nezesítěném stavu, tak i v částečně zesítě-ném stavu, přičemž iniciace jeho adhesníchvlastnosti například ke kovovým izolovaným vo-dičům je iniciována tlakem, tepelnou energií,ultrazvukovou energií, popřípadě jejich kombina-cemi. Přestože složení termosetického adhesiva podlevynálezu je popisováno ve vztahu k plošným spo-jům, není jeho využiti omezeno na plošné spoje,ale je obecně aplikovatelné v případě bezproudo-vého pokovení libovolných povrchů i v kombi-naci s využitím jeho fixačních a adhesních vlast-ností.

Vlastní složení termosetického adhesiva podlevynálezu je voleno tak, že adhesivum se skládáze dvou funkčních celků, přičemž jeden funkčnícelek, kterému lze přiřadit funkci adhesiva je tvo-řen na bázi epoxidů například dianového typus výhodou s epoxiekvivalentem 170—460, kdyje s výhodou použito síťovací činidlo na bázianhydridů dikarbonových kyselin, fenolformal-dehydových kopolymerů, popřípadě jejich kom-binací. Druhý funkční celek, který je odpovědnýza dobrou fixaci bezproudově vyloučené kovovévrstvy k povrchu termosetického adhesiva a do-dává mu některé vhodné mechanické vlastnosti,a to zejména s ohledem na jeho elastičnost, při-čemž je tvořen na bázi butadien-akrylonitrilovýchkaučuků. S výhodou lze použít kombinace kapal-ných kopolymerů butadien-akrylonitrilových,které jsou terminovány funkčními skupinami,které umožňují vazby chemické povahy s epo-xidovou složkou, například —OH, —COOH,

/°S —CH—CH2 a vysokomolekulárních kaučukůs výhodou o viskozitě 40—80 Mooney. Přičemžobsah akrylonitrilového monomeru se pohybujev mezích od 10 do 80 % hmotnostních a zastoupe-ní obou kaučukových složek, Ij. kapalné a vyso-komolekulární je voleno v závislosti na specific-kých požadavcích od 0 do 100 % hmotnostních,aniž by se měnily základní vlastnosti termosetic-kého adhesiva podle vynálezu. Síťovací činidlo kaučukové složky, které umož-ňuje v tomto systému termosetického adhesivasnadnou variabilitu parametrů v rámci jednotli-vých technologických operací, bylo zvoleno nabázi kovových solí nebo komplexů s výhodoumědnatých, které jsou buď dodávány jdo termo-setického adhesiva jako takové, a nebo jsou při-pravovány in šitu, přičemž dávkování katalyzáto-ru se pohybuje od 0,1 —30 % hmot. kovové složkykatalyzátoru na kaučukovou složku. Funkce to-hoto síťovacího činidla spočívá v katalýze vytvá-ření makromolekulární sítě v kaučukové složceprostřednictvím cyklizace nitrilových skupin(Kaučuk i rezina 11,12—3,1970 a 4,10—2,1971;Chimija i chimičeskaja technologija 15,916—9,'1972 a 15,959—61,1972), která je z hlediskatepelné odolnosti velmi stabilní, což je jeden zezákladních požadavků na takto vytvořené termo-setické adhesivum. Vlastní variabilita při nasta-vování jednotlivých parametrů je umožněna teplotním řízením síťovacího procesu termosetic-kého adhesiva jako celku a jednak vhodnou vol-bou koordinačního okolí katalytické částice. Za-stoupení obou funkčních celků tvořících termo-setické adhesivum podle vynálezu se může po-hybovat v rozmezích 20—80 % hmot. podlespecifické potřeby, aniž by jeho aplikovatelnostbyla omezena. Další výhodu takto složeného ter-mosetického adhesiva lze spatřoval v tom, že ko-vový katalyzátor lze ve specifických případechpo vytvrzení adhesiva využít působením vhodné-ho media pro aktivaci povrchu termosetickéhoadhesiva k bezproudovému pokovení napříkladpůsobením redukčního činidla s výhodou boro-hydridem sodným ve vodě, ethanolu, dimelhyl-formamidu. Vhodné Teologické vlastnosti termo-setického adhesiva podle vynálezu jsou nastavová-ny přídavkem plniva. Termosetické adhesivumje obecně vhodné pro bezproudové pokovenínapříklad pomědění, poniklování, pozlacení. Dále uvedené příklady dokreslují způsob for-mulace termosetického adhesiva podle vynálezu,aniž by ho vymezovaly nebo omezovaly. Příklad 1

Termosetické adhesivum podle vynálezu bylopřipraveno namícháním následující kompozice:

Butadien akrylonitrilový kaučuk 20 g vysokomolekulární (BUNA NB193HF)

Butadien akrylonitrilový kaučuk kapalný termi-novaný —COOH (Hycar 1300X8 CTBN) 4 g

Dianbisglycidylether 48 g (Epoxidová pryskyřice |E 151 Spolek pro che-mickou a hutní výrobu)

Ftalanhydrid 28 g

Voluminósní SiO2 2 g (Aerosil)

Octan mědnatý 5,2 g

Toluen 50 ml

Aceton 300 ml Příklad 2

Termosetické adhesivum bylo připraveno na- mícháním kompozice podle příkladu 1, kdy octanmědnatý je nahrazen 15 g komplexem Cu (dtpy) 2tosyl, kde dipy je a, « -dipyridyl a tosyl tosylátovýaniont. Příklad 3

Termosetické adhesivum podle vynálezu bylopřipraveno namícháním kompozice podle příkla-du 1, kdy katalyzátor byl připraven in šitu při-dáním 2 g kysličníku mědného a 2,5 ml kyselinyoctové. Příklad 4

Vodné termosetické adhesivum podle vynálezubylo připraveno namícháním kompozice podle 204545

Claims (3)

3 příkladu I, rozpoušlédlový systém toluen-acetonbyl nahrazen 350 ml cellosolveaeetátem. Příklad 5 Termoselické adhesivum bylo připraveno namí-cháním následující kompozice: Buladien akrylonitrilový kaučuk kapalný termi-novaný -COOH (Hycar 1300X8 CTBN) 24 g Dianbisglycidylether 24 g (Epoxidová pryskyřice (E 15)) Ftalanhydrid 1 2 g Aerosil 2 g Kysličník mědný 1 g Kyselina octová 1,3 ml Příklad 6 Termoselická adhesiva připravena dle příkladů1 — 5 byla natažena na předem dokonale odmaště-né neplátované základní lamináty pomocí tříčev rovnoměrné síle 100 pm. Po odpaření roz-pouštědlového systému bylo adhesivum vytvrze-no při 170 C po dobu 180 minut. Po vytvrzenibyly ovrstvené lamináty ponořeny do dimelhyl-formamidu po dobu 30s, čímž byla zvýšena po-larita povrchu. Po oplachu destilovanou vodoua usušení byla povrchová vrstva termosetickéhoadhesiva leptána v kyselině chromsírové o slože-ní 400 g/ 1 CrO, a 40 g/ I H,SO, při teplotě 40 Cpo dobu 5 minut. Potom následoval důkladnýoplach a aktivace povrchu pro bezproudové po-kovení v kyselém roztoku SnCI. o koncentraciSnCL.H .O 7()g/l a HCI (37%) 100 ml/1 podo-bu 3 minut a dále po důkladném oplachu v desti-lované vodě byly lamináty ponořeny na 3 minutydo kyselého roztoku PdCL o koncentraci PdCl·, 5 g/1 a HCI (37%) 100 ml/1. Po následnémoplachu v destilované vodě byly vzorky pokove-ny v bezproudové mědící lázní n. p. LachemaBrno, která byla připravena smícháním 100 mllázně A a 100 ml lázně B s doplněním destilo-vanou vodou na 1000 ml. Pokovováni bylo pro-váděno po dobu 60 minut za stálého míchání.Na povrchu termosetického adhesiva byla vytvo-řena souvislá homogenní vrstva mědi o sile 1 pm, PR EDM ET

1. Termoselické adhesivum zejména pro plošnéspoje vyznačené tím, že sestává ze dvou funkč-ních celků, z nichž jeden je založen na báziepoxidových pryskyřic zejména dianového ty-pu s výhodou o epoxiekvivalentu 170 460 za použiti běžných síťovacích činidel jakoanhydridů dikarbonových kyselin, nebo fenol-formaldehydových kopolymerů a druhý je za-ložen na bázi butadien-akrylonitrilových kau-čuků, které jsou prostřednictvím funkčníchskupin — OH, COOH, CH CH·, che- která vykazovala velmi dobrou adhesi k tomutopovrchu. Takto připravený polotovar je dálevhodný jako základní materiál pro přípravu ploš-ných spojů semiaditivní technologií. Příklad 7 Termosetická adhesiva připravená dle příkladů1—4 byla nanesena na teflonovou fólii o sílevrstvy 100 pm. Po odpařeni rozpouštědlovéhosystému byla termosetická adhesiva předzesítěnapo dobu 20 minul při teplotě 120 C, kdy přešlaza normální teploty do nelepivého stavu. Taktoovrstvené teflonové fólie byly slaminovány pro-střednictvím adhesni vrstvy se základními neplá-tovanými lamináty při teplotě 150 C po dobu5 minut při tlaku 0,2 MPa. Po ochlazení bylastažena teflonová fólie a vrstva termosetickéhoadhesiva byla dotvrzena při 170 C po dobu170 minut. Takto ovrstvený laminát byl pokovenanalogicky jako v příkladě 6, včetně aplikace. Příklad 8 Termosetická adhesiva připravena podle příkladů1 4Jiyla natíráním nanesena na skelnou tkaninuo síle 120 jím, takže na jedné straně skelní tkani-ny b*a vytvořena vrstva 30pm a na druhé straněvrstva 200 pm termosetického adhesiva. Po odpa-ření rozpouštědlového systému bylo takto nane-sené adhesivum předzesítěno po dobu 20 minutpři teplotě 120 C. Takto ovrstvené skelné tka-niny byly nalaminovány na základní laminátypři 150 C po dobu 5 minut při tlaku 0,2 MPa,prostřednictvím tenčí vrstvy termosetického adhe-siva. Na takto ovrstvené základní lamináty bylpomocí ultrazvukové energie a tlaku uložen vo-divý motiv vytvořený z měděných vodičů o prů-měru 130 pm s polyimidovou izolaci o síle 15 pm,který je ve hmotě fixován adhesními silami. Popřekrytí takto vytvořeného vodivého motivu dalšískelnou tkaninou ovrslvenou termosetickýmadhesivem podle vynálezu byly desky slaminová-ny při teplotě 170 C po dobu 170 minu! a tlaku2,0 MPa. Dále byly desky provrtány, a to tak,aby došlo k žádanému vodivému propojení ttieziuloženými vodiči a chemicky pokoveným po-vrchem. Pokovení bylo provedeno analogicky ja-ko v příkladu 6, přičemž po zesíleni chemickémědi v otvorech a vhodném odleptání a zesílenípovrchové vrstvy mědi získáme desku s drátovýmiplošnými spoji. VYNALEZU micky kompatibilní s epoxidovou složkou, při-čemž jako síťovacího činidla je použito kovo-vých solí nebo komplexů s výhodou mědna-tých, přičemž poměr obou složek je v rozmezí20 80 % hmotnostních.

2. Termoselické adhesivum pro plošné spoje po- dle bodu 1 vyznačené tím, že obsah akrvlo-nilrilového monomeru je v jednotlivých kau-čukových komponentách v mezích 10 80 %, hmotnostních.

3. Termoselické adhesivum zejména pro plošné 204545 4 spoje podle bodů 1 a 2 vyznačené lim, že ko-vový katalyzátor je použit ve formě solí nebokomplexů, s výhodou mědnatýeh např. kyslič- ník mědný, oclan mědnatý a je přidávánv množství 0,1- 30 hmot. vzhledem nakaučukovou složku. 204545