DE102012023210A1 - Kupferband zur Herstellung von Leiterplatten - Google Patents

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    • H05K3/022—Processes for manufacturing precursors of printed circuits, i.e. copper-clad substrates

Abstract

Die Erfindung betrifft ein bandförmiges Halbzeug aus Kupfer oder einer Kupferlegierung, welches aus einem Substrat der Dicke s1, und aus mindestens einer mittels Kaltgasspritzens auf der Oberseite des Substrats aufgebrachten Beschichtung der Dicke s2 besteht. Das Substrat weist auf seiner Oberseite im unbeschichteten Zustand eine gemittelte Rautiefe Rz1 auf. Die Beschichtung weist auf ihrer vom Substrat abgewandten Oberfläche eine gemittelte Rautiefe Rz2 auf, welche größer als die gemittelte Rautiefe Rz1 der Oberseite des Substrats im unbeschichteten Zustand ist.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein bandförmiges Halbzeug aus Kupfer oder einer Kupferlegierung, welches auf seiner Oberseite eine mittels Kaltgasspritzens aufgebrachte Beschichtung aufweist, wobei die Beschichtung so gestaltet ist, dass aufgrund der großen Rauheit ihrer vom bandförmigen Halbzeug abgewandten Oberfläche eine festhaftende Verbindung des Halbzeugs mit einer Kunststoffplatte möglich ist. Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zur Herstellung eines derartigen Halbzeugs, dessen Verwendung zur Herstellung eines Werkstoffverbunds mit einer Kunststoffplatte, einen entsprechenden Werkstoffverbund sowie daraus hergestellte Leiterplatten.
  • Zur Herstellung von Leiterplatten werden überwiegend elektrolytisch abgeschiedene Kupferbänder verwendet. Solche Bänder werden als ED-Kupferfolien bezeichnet. Die Seite einer ED-Kupferfolie, die beim Aufwachsen auf die Trommel dem Elektrolyten zugewandt ist, zeichnet sich durch eine große Rauheit aus. Die Rauheit hat ihre Ursache in der verfahrensbedingten, dendritischen Struktur der aufgewachsenen Kristalle. Bei der Herstellung von Leiterplatten wird die ED-Kupferfolie auf ihrer rauen Seite mit einer Kunststoffplatte aus faserverstärktem Epoxidharz bei ca. 180°C verpresst. Diesen Werkstoffverbund, der ein Zwischenprodukt darstellt, nennt man Prepreg. Die große Rauheit der ED-Kupferfolie ist maßgeblich für die Haftfestigkeit der Kupferfolie mit der Kunststoffplatte. Beim Verpressen verkrallt sich der Kunststoff in der rauen Oberfläche der Kupferfolie.
  • Mittels bekannter Verfahren werden aus der Kupferseite des Prepregs Leiterbahnen herausgearbeitet. Weitere Bearbeitungsschritte schließen sich bis zur Fertigstellung der Leiterplatten an.
  • Für Leiterplatten werden üblicherweise Kupferbänder mit einer Dicke von 0,1 mm bis 2,5 mm eingesetzt. Für Hochstromanwendungen und Anwendungen mit Wärmeableitung durch die Leiterbahnen werden bevorzugt Kupferbänder mit einer Dicke von 0,5 mm bis 2,5 mm verwendet. ED-Kupferfolien sind in diesem Dickenbereich herstellungsbedingt teurer als gewalzte Kupferbänder. Sie werden jedoch dennoch verwendet, da die Haftung des Kunststoffs auf der relativ glatten Oberfläche von gewalzten Kupferbändern nicht ausreichend ist. Versuche, die Rauheit von gewalzten Kupferbändern durch mechanisches oder chemisches Bearbeiten der Oberfläche zu erhöhen, führten bislang nicht zu einer ausreichenden Haftfestigkeit des Kunststoffs auf dem Kupferband.
  • Aus EP 0 484 533 B1 ist bekannt, dass mittels Kaltgasspritzens Beschichtungen auf metallische Werkstücke aufgebracht werden können. Beim Kaltgasspritzen werden die Spritzpartikel in einem vergleichsweise kalten Trägergas in einer Laval-Düse auf hohe Geschwindigkeit beschleunigt. Die Beschichtung wird mit dem Auftreffen der Partikel auf das Werkstück gebildet, wobei die Partikel beim Aufprall eine dichte und festhaftende Schicht bilden. Die plastische Verformung und die daraus resultierende lokale Wärmefreisetzung sorgen dabei für sehr gute Kohäsion und Haftung der Spritzschicht auf dem Werkstück.
  • In DE 103 46 836 B4 wird ein Verfahren zur Herstellung einer Raketentriebwerk-Verteileinrichtung mit einer Kupferauflage beschrieben. Metallpulverteilchen werden in einer Sprühdüse mit einem Hauptgasstrom derart beschleunigt, dass sie beim Auftreffen auf das Werkstück plastisch verformt werden. Pro Durchgang kann eine Schicht mit einer Dicke im Bereich von 0,05 bis 0,8 mm aufgetragen werden. Durch mehrmaliges Sprühen wird ein Gesamtauftrag von 5 bis 8 cm erreicht. Diese massive Kupferauflage dient zur aktiven Kühlung der Verteileinrichtung.
  • DE 199 18 758 B4 beschreibt ein Verfahren zur Erzeugung einer Korrosionsschutzschicht. Dabei werden Karosserieteile mit auf Überschallgeschwindigkeit beschleunigten Zink- oder Zinnpartikeln bestrahlt. Als vorteilhaft wird erwähnt, dass durch ein derartiges Depositionsverfahren relativ glatte Oberflächen erzielt werden.
  • Der EP 1 398 394 A1 ist zu entnehmen, dass Nickel- oder Kobalt-Superlegierungen, die in Gasturbinen verwendet werden, mittels Kaltgasspritzens mit Legierungen, die Aluminium, Chrom und weitere Elemente enthalten, beschichtet werden können. Bei Schichtdicken zwischen 0,1 und 0,2 mm konnten sehr glatte Oberflächen mit Rauheit kleiner 8 μm erreicht werden.
  • DE 197 47 386 A1 beschreibt ein Verfahren zum thermischen Beschichten von Substratwerkstoffen. Die mit Kaltgasspritzen hergestellten Beschichtungen haften sehr gut auf den verschiedensten Substratwerkstoffen, sie weisen eine geringe Porosität auf und besitzen extrem glatte Spritzoberflächen. Unter anderem wird das Spritzen von Metallpulver auf Kunststoff erwähnt. Aus der resultierenden glatten Spritzoberfläche erhält der Fachmann jedoch keinen Hinweis darauf, dass eine gespritzte Metalloberfläche nachträglich mit einer Kunststoffplatte verpresst werden kann, so dass ein für Leiterplatten geeigneter Werkstoffverbund entsteht.
  • In DE 100 45 783 A1 wird ein Verfahren zum Herstellen von Werkstücken beschrieben, welche der Leitung von elektrischem Strom dienen und mit einem überwiegend metallischem Material beschichtet sind. Die metallischen Schichten, die durch Flammspritzen oder Kaltgasspritzen erzeugt werden, gehören insbesondere der Familie der Hartlote an und unterscheiden sich in ihrer Zusammensetzung vom Werkstoff des Substrats. Für einen nachfolgenden Lötprozess spielt die Rauheit der aufgespritzten Schicht nur eine untergeordnete Rolle, so dass der Fachmann aus dieser Schrift keinen Hinweis darauf erhält, derartige Beschichtungen aufzutragen, um die Haftfestigkeit zwischen einem metallischen Leiter und einer Kunststoffplatte zu verbessern.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, verbesserte Halbzeuge zur Herstellung von Leiterplatten, ein Verfahren zur Herstellung solcher Halbzeuge, verbesserte Werkstoffverbunde als Zwischenprodukt bei der Herstellung von Leiterplatten sowie verbesserte Leiterplatten anzugeben.
  • Die Erfindung wird bezüglich eines Halbzeugs durch die Merkmale des Anspruchs 1, bezüglich eines Verfahrens zur Herstellung eines Halbzeugs durch die Merkmale des Anspruchs 9, bezüglich der Verwendung eines derartigen Halbzeugs zur Herstellung eines Werkstoffverbunds durch die Merkmale des Anspruchs 15, bezüglich eines Werkstoffverbunds durch die Merkmale des Anspruchs 16 und bezüglich daraus hergestellten Leiterplatten durch die Merkmale des Anspruchs 17 wiedergegeben. Die weiteren rückbezogenen Ansprüche betreffen vorteilhafte Aus- und Weiterbildungen der Erfindung.
  • Die Erfindung schließt ein bandförmiges Halbzeug aus Kupfer oder einer Kupferlegierung ein, welches aus einem Substrat der Dicke s1, und aus mindestens einer mittels Kaltgasspritzens auf der Oberseite des Substrats aufgebrachten Beschichtung der Dicke S2 besteht. Das Substrat weist auf seiner Oberseite im unbeschichteten Zustand eine gemittelte Rautiefe Rz1 auf. Die Beschichtung weist auf ihrer vom Substrat abgewandten Oberfläche eine gemittelte Rautiefe Rz2 auf, welche größer als die gemittelte Rautiefe Rz1 der Oberseite des Substrats im unbeschichteten Zustand ist.
  • Die Erfindung geht dabei von der Überlegung aus, dass zur Herstellung von Leiterplatten dünne Bänder oder Platten aus Kupfer oder Kupferlegierungen mit Kunststoffplatten aus faserverstärktem Epoxidharz bei Temperaturen von ca. 180°C verpresst werden. Hierbei muss eine ausreichende Haftfestigkeit zwischen den beiden Elementen erreicht werden. Die Haftfestigkeit wird mit einem Schältest (Peel-Test) ermittelt und muss mindestens 0,8 N/mm betragen. Beim Verpressen geht das Material der Kunststoffplatte in einen plastischen Zustand über, fließt in die Unebenheiten der Bandoberfläche und füllt die Hohlräume aus. Je ausgeprägter die Rauheit der Bandoberfläche ist, desto stärker verkrallt sich das Material der Kunststoffplatte in der Bandoberfläche. Die Oberflächen von gewalzten Bändern aus Kupfer oder Kupferlegierungen sind sehr glatt, so dass es nicht möglich ist, eine hinreichend große Haftfestigkeit auf Kunststoffplatten zu erzielen. Versuche haben gezeigt, dass mittels Kaltgasspritzens auf Substrate Beschichtungen aufgebracht werden können, die auf der vom Substrat abgewandten Oberfläche eine große Rauheit aufweisen. Wählt man als Maß für die Rauheit die gemittelte Rautiefe Rz, dann ist die gemittelte Rautiefe Rz2 der durch Kaltgasspritzen aufgetragenen Beschichtung deutlich größer als die gemittelte Rautiefe Rz1 der unter der Beschichtung liegenden, ursprünglich unbeschichteten Oberfläche des Substrats. Durch Kaltgasspritzen kann also ein bandförmiges Halbzeug aus Kupfer oder einer Kupferlegierung so beschichtet werden, dass seine Oberfläche für das Verpressen mit einer Kunststoffplatte ausreichend rau ist. Der Begriff Kunststoffplatte umfasst hierbei starre und flexible Kunststoffplatten, Laminate und Verbunde aus mehreren Lagen von Kunststoffschichten.
  • In bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung kann die Beschichtung vollflächig auf dem Substrat aufgebracht sein. Das so beschichtete, bandförmige Halbzeug kann dann vollflächig mit einer Kunststoffplatte verpresst werden. Aus einem solchen Werkstoffverbund können in nachfolgenden Arbeitsschritten durch selektives Ätzen Leiterbahnen aus dem Bandmaterial herausgearbeitet werden.
  • Bei einer alternativen Ausführungsform kann die Beschichtung selektiv, d. h. nur an bestimmten Stellen auf dem Substrat aufgebracht sein. Aus dem so beschichteten, bandförmigen Halbzeug können dann zunächst Leiterbahnen oder Leiterbereiche gestanzt werden, die anschließend mit einer als Träger wirkenden Kunststoffplatte verpresst werden. Alternativ ist es möglich, das selektiv beschichtete Substrat zuerst mit einer Kunststoffplatte zu verpressen und dann entsprechend der selektiven Beschichtung Leiterbahnen oder Leiterbereiche aus den Werkstoffverbund zu stanzen.
  • In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform kann die Beschichtung werkstoffgleich zum Substrat sein. Substrat und Beschichtung bilden dann eine Werkstoffeinheit mit im Wesentlichen homogenen Eigenschaften, wobei die Beschichtung primär die Funktion übernimmt, die Rauheit der Werkstoffoberfläche zu erhöhen. Für elektrische Leitungen werden vielfach Kupferwerkstoffe mit einer Reinheit von mindestens 99,95% eingesetzt. Die restlichen Bestandteile sind Phosphor, der zur Desoxidation zugesetzt wird, und unvermeidbare Verunreinigungen, die keine beabsichtigte Wirkung haben. In Anwendungen, in denen die elektrisch leitenden Bauteile besonderen mechanischen Anforderungen genügen müssen, werden oft Kupferlegierungen mit Zusätzen von Zinn, Nickel, Magnesium, Chrom, Silber, Eisen, Titan oder Silizium verwendet. Auch bei solchen Legierungen kann es vorteilhaft sein, Substrat und Beschichtung aus dem gleichen Werkstoff zu verwenden. Es ist jedoch nicht ausgeschlossen, dass Substrat und Beschichtung unterschiedliche Werkstoffe sein können.
  • Vorteilhafterweise kann das Substrat ein gewalztes Band aus Kupfer oder einer Kupferlegierung sein. Solche Bänder sind in großer Abmessungs- und Werkstoffauswahl in hoher Qualität und zu günstigen Kosten herstellbar.
  • In bevorzugter Ausführungsform kann das Verhältnis der Dicke s1 des Substrats zur Dicke s2 der Beschichtung 3:1 bis 250:1 betragen. Das erfindungsgemäße, bandförmige Halbzeug besteht zu seinem größeren Teil aus Substrat. Die Beschichtung soll nur einen geringen Anteil am Gesamtvolumen beitragen, da das Ausgangsmaterial für die Beschichtung spezifisch teurer ist als das Material des Substrats. Für Leiterplatten werden Kupferbänder mit Dicken im Bereich vom 0,1 bis 2,5 mm verwendet. Beim Kaltgasspritzen werden im erfindungsgemäßen Anwendungsfall bevorzugt Pulver mit Partikeldurchmesser zwischen 25 und 45 μm verwendet. Da die Partikel beim Aufprall auf das Substrat plastisch deformiert werden, können einlagige Schichten mit einer Dicke s2 im Bereich zwischen 10 und 35 μm erzeugt werden. Durch mehrfaches Beschichten können mehrlagige Schichten und damit größere Schichtdicken erreicht werden. Ist die Dicke s1 des Substrats kleiner als das Dreifache der Dicke s2 der Beschichtung, dann wird das Halbzeug relativ teuer. Der Fall, dass die Dicke s1 des Substrats mehr als 250 mal größer ist als die Dicke s2 der Beschichtung, ist technisch zwar möglich, aber praktisch kaum relevant, da er nur für sehr dicke Leiterbahnen eintreten kann.
  • In besonders bevorzugter Ausführungsform kann die gemittelte Rautiefe Rz2 der Beschichtung mindestens 10 μm betragen. Ist die gemittelte Rautiefe Rz2 geringer als 10 μm, ist die Haftfestigkeit zum Kunststoff nicht ausreichend.
  • Bei einer weiteren, besonders vorteilhaften Ausführungsform kann die gemittelte Rautiefe Rz2 der Beschichtung mindestens 30% und maximal 100% der Dicke s2 der Beschichtung betragen. Im Idealfall ist die gemittelte Rautiefe Rz2 der Beschichtung so groß wie die Dicke s2 der Beschichtung. Die notwendige Rautiefe wird dann mit einem Minimum an Materialaufwand für die Beschichtung erreicht. In diesem Grenzfall ist an manchen Stellen zwischen den Partikeln der Beschichtung die ursprüngliche Oberfläche des Substrats sichtbar. An diesen Stellen wird die Tiefe des größten Profiltals gemessen. Beschichtungen, deren Rautiefe Rz2 weniger als 30% ihrer Dicke s2 beträgt, sind nicht effizient, da viel Material, das nicht zur Erhöhung der Rauheit beiträgt, aufgetragen wird.
  • Die Erfindung schließt auch Beschichtungen mit ein, die nur sehr lokal auf das Substrat aufgebracht sind. Die aufgespritzten Partikel können dabei inselartig auf dem Substrat verteilt sein. Zwischen den Partikeln können zusammenhängende Bereiche bleiben, in denen die ursprüngliche Oberfläche des Substrats sichtbar ist. Dem Fachmann ist einsichtig, dass eine solche Ausführungsform in der Erfindung eingeschlossen ist, auch wenn hierbei keine Beschichtung im Sinne einer zusammenhängenden Schicht auf das Substrat aufgebracht wird. Kern der Erfindung ist das Funktionalisieren des Substrats mittels Kaltgasspritzens, so dass ein ausreichend fest haftender Werkstoffverbund zwischen Substrat und einer Kunststoffplatte hergestellt werden kann. Je weniger Material dabei aufgespritzt wird, desto günstiger ist das hergestellte Produkt.
  • Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines bandförmigen Halbzeugs aus Kupfer oder einer Kupferlegierung, bei dem auf einem bandförmigen Substrat, dessen zu beschichtende Oberseite eine gemittelte Rautiefe Rz1 aufweist, mittels Kaltgasspritzens eine Beschichtung aufgebracht wird. Dabei wird die Beschichtung derart aufgebracht, dass die vom Substrat abgewandte Oberfläche der Beschichtung eine gemittelte Rautiefe R aufweist, die größer als die gemittelte Rautiefe Rz1 der ursprünglichen, unbeschichteten Oberseite des Substrats ist.
  • Vorteilhafterweise kann die durch Kaltgasspritzen aufgebrachte Beschichtung vollflächig auf dem Substrat aufgebracht werden. Das so beschichtete, bandförmige Halbzeug kann dann vollflächig mit einer Kunststoffplatte verpresst werden. Aus einem solchen Werkstoffverbund können in nachfolgenden Arbeitsschritten durch selektives Ätzen Leiterbahnen aus dem Bandmaterial herausgearbeitet werden.
  • Alternativ kann es vorteilhaft sein, dass die durch Kaltgasspritzen aufgebrachte Beschichtung selektiv, d. h. nur an bestimmten Stellen auf dem Substrat aufgebracht wird. Aus dem so beschichteten, bandförmigen Halbzeug können dann zunächst Leiterbahnen oder Leiterbereiche gestanzt werden, die anschließend mit einer als Träger wirkenden Kunststoffplatte verpresst werden. Alternativ ist es möglich, das selektiv beschichtete Halbzeug zuerst mit einer Kunststoffplatte zu verpressen und dann entsprechend der selektiven Beschichtung Leiterbahnen oder Leiterbereiche aus den Werkstoffverbund zu stanzen.
  • Bei einem Verfahren mit selektiver Beschichtung kann es zweckmäßig sein, vor dem Aufbringen der Beschichtung, beispielsweise durch Stanzen, Aussparungen zur Führung und/oder Positionierung des bandförmigen Halbzeugs in das bandförmige Substrat einzubringen. Die Aussparungen können die Form von runden Löchern, Langlöchern, Schlitzen oder ähnliche Formen haben. In diese Aussparungen können Teile der Vorrichtung, mit der das Verfahren durchgeführt wird, eingreifen, das bandförmige Substrat in den Beschichtungsbereich der Vorrichtung führen und dort für die selektive Beschichtung zu positionieren.
  • Vorteilhafterweise wird durch das Kaltgasspritzen eine zum Substratwerkstoff gleiche Beschichtung aufgebracht. Substrat und Beschichtung bilden dann eine Werkstoffeinheit mit im Wesentlichen homogenen Eigenschaften, wobei die Beschichtung primär die Funktion übernimmt, die Rauheit der Werkstoffoberfläche zu erhöhen.
  • Bei einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung kann nach dem Beschichten des Substrats ein Überwalzen der Beschichtung erfolgen. Das Überwalzen wird so ausgeführt, dass die Spitzen des Rauheitsprofils der Beschichtung leicht gestaucht und somit in Lateralrichtung verbreitert werden. Dadurch entstehen in der Beschichtung hinterschnittene Bereiche. In diese Hinterschneidungen fließt beim Verpressen das Material der Kunststoffplatte und bildet dort Zonen mit besonders großer Haftfestigkeit.
  • Ein weiterer Aspekt der Erfindung schließt die Verwendung eines bandförmigen Halbzeugs aus Kupfer oder einer Kupferlegierung zur Herstellung von Werkstoffverbunden ein. Die Werkstoffverbunde bestehen mindestens aus einer Kunststoffplatte, einer Metallplatte aus Kupfer oder einer Kupferlegierung sowie einer Zwischenschicht, die sich zwischen der Metallplatte und der Kunststoffplatte befindet. Die Zwischenschicht ist mittels Kaltgasspritzens auf die Metallplatte aufgebracht. Der Begriff Kunststoffplatte umfasst hierbei starre und flexible Kunststoffplatten, Laminate und Verbunde aus mehreren Lagen von Kunststoffschichten. Der Werkstoffverbund kann plattenförmig, starr oder flexibel sein. In bevorzugter Ausführungsform ist die Zwischenschicht aus dem gleichen Werkstoff wie die Metallplatte. Derartige Werkstoffverbunde stellen ein Zwischenprodukt bei der Herstellung von Leiterplatten dar.
  • Ein weiterer Aspekt der Erfindung schließt einen Werkstoffverbund ein, der mindestens aus einer Kunststoffplatte, einer Metallplatte aus Kupfer oder einer Kupferlegierung sowie einer Zwischenschicht, die sich zwischen der Metallplatte und der Kunststoffplatte befindet, besteht. Die Zwischenschicht ist mittels Kaltgasspritzens auf die Metallplatte aufgebracht. Der Begriff Kunststoffplatte umfasst hierbei starre und flexible Kunststoffplatten, Laminate und Verbunde aus mehreren Lagen von Kunststoffschichten. Der Werkstoffverbund kann plattenförmig, starr oder flexibel sein. In bevorzugter Ausführungsform ist die Zwischenschicht aus dem gleichen Werkstoff wie die Metallplatte.
  • Ein weiterer Aspekt der Erfindung schließt eine Leiterplatte ein, die mindestens aus einem Kunststoffträger und darauf sich befindenden Leiterbahnen aus Kupfer oder einer Kupferlegierung besteht. Die Leiterbahnen sind aus einem flächig mit dem Kunststoffträger verbundenen Halbzeug herausgearbeitet. Zwischen dem Kunststoffträger und den Leiterbahnen befindet sich eine Zwischenschicht, die mittels Kaltgasspritzens auf das Halbzeug, aus dem die Leiterbahnen herausgearbeitet sind, aufgebracht ist. In bevorzugter Ausführungsform ist die Zwischenschicht aus dem gleichen Werkstoff wie die Leiterbahnen.
  • Die Erfindung wird anhand der folgenden Ausführungsbeispiele sowie der Figuren näher erläutert.
  • 1 zeigt eine stark vergrößerte Ansicht einer mit Kupferpartikeln kaltgasgespritzten Oberfläche
  • 2 zeigt eine stark vergrößerte Ansicht einer weiteren mit Kupferpartikeln kaltgasgespritzten Oberfläche
  • Auf ein gewalztes Kupferband wurde mittels Kaltgasspritzens eine einseitige Beschichtung aufgebracht. Als Ausgangsmaterial für die Beschichtung wurde Kupferpulver der Siebstufe kleiner 45 μm verwendet. 1 zeigt eine schematische Darstellung einer rasterelektronenmikroskopischen Aufnahme der Oberfläche. Der Bildausschnitt zeigt eine Fläche von ungefähr 230 μm mal 140 μm. Man erkennt einzelne Partikel 1 des aufgespritzten Pulvers. Die Partikel befinden sich teilweise übereinander geschichtet. Durch mehrlagiges Beschichten konnte eine gemittelte Rautiefe Rz2 von 61 μm bei einer Schichtdicke von 80 μm erreicht werden. Die gemittelte Rautiefe Rz2 beträgt also ungefähr 76% der Schichtdicke. Dieses Beispiel zeigt, dass mittels Kaltgasspritzen sehr raue Oberflächen auf bandförmigen Kupferhalbzeugen erzeugt werden können. Aus Kostengründen wird man die Dicke der Beschichtung so wählen, dass die gewünschte Rauheit gerade sicher erreicht wird. Bei Kupferbändern, die zur Herstellung von Leiterplatten verwendet werden, muss die gemittelte Rautiefe Rz2 mindestens 10 μm, bevorzugt mindestens 20 μm betragen.
  • Bei einem weiteren Ausführungsbeispiel wurde auf ein gewalztes Kupferband mittels Kaltgasspritzens eine einseitige Beschichtung aufgebracht. Als Ausgangsmaterial für die Beschichtung wurde wiederum Kupferpulver der Siebstufe kleiner 45 μm verwendet. Im Gegensatz zu dem in 1 dargestellten Beispiel wurde in diesem Fall die Beschichtung durch einlagiges Spritzen aufgebracht. Somit wurde pro Flächeneinheit sehr wenig Beschichtungsmaterial aufgetragen. 2 zeigt eine schematische Darstellung einer rasterelektronenmikroskopischen Aufnahme der Oberfläche. Der Bildausschnitt zeigt eine Fläche von ungefähr 570 μm mal 360 μm. Man erkennt einzelne Partikel 1 des aufgespritzten Pulvers. Die aufgespritzten Partikel sind teilweise inselartig einzeln auf dem Substrat verteilt, teilweise bilden sie Agglomerate von einigen wenigen Partikeln. Zwischen den Partikeln bleiben zusammenhängende Bereiche, in denen die ursprüngliche Oberfläche 2 des Substrats sichtbar ist. Auch wenn in diesem Ausführungsbeispiel keine Beschichtung im Sinne einer zusammenhängenden Schicht auf das Substrat aufgebracht wurde, ist eine solche Ausführungsform in der Erfindung eingeschlossen.
  • Bezugszeichenliste
    • 1
    Partikel des Kupferpulvers nach dem Kaltgasspritzen
    2
    ursprüngliche Oberfläche des Substrats
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • EP 0484533 B1 [0005]
    • DE 10346836 B4 [0006]
    • DE 19918758 B4 [0007]
    • EP 1398394 A1 [0008]
    • DE 19747386 A1 [0009]
    • DE 10045783 A1 [0010]

Claims (17)

  1. Bandförmiges Halbzeug aus Kupfer oder einer Kupferlegierung, bestehend aus einem Substrat der Dicke s1, das auf seiner Oberseite eine gemittelte Rautiefe Rz1 aufweist, und aus mindestens einer mittels Kaltgasspritzens auf der Oberseite des Substrats aufgebrachten Beschichtung der Dicke s2, welche auf ihrer vom Substrat abgewandten Oberfläche eine gemittelte Rautiefe Rz2 aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die gemittelte Rautiefe Rz2 der Beschichtung größer als die gemittelte Rautiefe Rz1 der Oberseite des Substrats ist.
  2. Bandförmiges Halbzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Beschichtung vollflächig auf dem Substrat aufgebracht ist.
  3. Bandförmiges Halbzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Beschichtung selektiv auf dem Substrat aufgebracht ist.
  4. Bandförmiges Halbzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Beschichtung werkstoffgleich zum Substrat ist.
  5. Bandförmiges Halbzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Substrat ein gewalztes Band aus Kupfer oder einer Kupferlegierung ist.
  6. Bandförmiges Halbzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Verhältnis der Dicke s1 des Substrats zur Dicke s2 der Beschichtung 3:1 bis 250:1 beträgt.
  7. Bandförmiges Halbzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die gemittelte Rautiefe Rz2 der Beschichtung mindestens 10 μm beträgt.
  8. Bandförmiges Halbzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die gemittelte Rautiefe Rz2 der Beschichtung mindestens 30% und maximal 100% der Dicke s2 der Beschichtung beträgt.
  9. Verfahren zur Herstellung eines bandförmigen Halbzeugs aus Kupfer oder einer Kupferlegierung, bei dem auf einem bandförmigen Substrat, dessen zu beschichtende Oberseite eine gemittelte Rautiefe Rz1 aufweist, mittels Kaltgasspritzens eine Beschichtung aufgebracht wird, die auf ihrer vom Substrat abgewandten Oberfläche eine gemittelte Rautiefe Rz2 aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die gemittelte Rautiefe Rz2 der Beschichtung größer als die gemittelte Rautiefe Rz1 der Oberseite des Substrats ist.
  10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die durch Kaltgasspritzen aufgebrachte Beschichtung vollflächig auf dem Substrat aufgebracht wird.
  11. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die durch Kaltgasspritzen aufgebrachte Beschichtung selektiv auf dem Substrat aufgebracht wird.
  12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass vor dem Aufbringen der Beschichtung Aussparungen zur Führung und/oder Positionierung des bandförmigen Halbzeugs in das bandförmige Substrat eingebracht werden.
  13. Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die durch Kaltgasspritzen aufgebrachte Beschichtung werkstoffgleich zum Substrat ist.
  14. Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass nach dem Beschichten ein Überwalzen der Beschichtung erfolgt.
  15. Verwendung eines bandförmigen Halbzeugs aus Kupfer oder einer Kupferlegierung zur Herstellung eines Werkstoffverbunds, der mindestens aus einer Kunststoffplatte, einer Metallplatte aus Kupfer oder einer Kupferlegierung sowie einer Zwischenschicht besteht, die sich zwischen der Metallplatte und der Kunststoffplatte befindet, dadurch gekennzeichnet, dass die Zwischenschicht mittels Kaltgasspritzens auf die Metallplatte aufgebracht ist.
  16. Werkstoffverbund, der mindestens aus einer Kunststoffplatte, einer Metallplatte aus Kupfer oder einer Kupferlegierung sowie einer Zwischenschicht besteht, die sich zwischen der Metallplatte und der Kunststoffplatte befindet, dadurch gekennzeichnet, dass die Zwischenschicht mittels Kaltgasspritzens auf die Metallplatte aufgebracht ist.
  17. Leiterplatte, mindestens bestehend aus einem Kunststoffträger und darauf sich befindenden Leiterbahnen aus Kupfer oder einer Kupferlegierung, welche aus einem flächig mit dem Kunststoffträger verbundenen Halbzeug herausgearbeitet sind, wobei sich zwischen dem Kunststoffträger und den Leiterbahnen eine Zwischenschicht befindet, dadurch gekennzeichnet, dass die Zwischenschicht mittels Kaltgasspritzens auf das Halbzeug, aus dem die Leiterbahnen herausgearbeitet sind, aufgebracht ist.
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