DE1206334B

DE1206334B - Verfahren zum Aufbringen von homogenen, insbesondere extrem duennen Schichten aus einem organischen Hochpolymeren auf einen Traeger

Info

Publication number: DE1206334B
Application number: DES79988A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Phys Jost Lemmerich; Dr Phil Herbert Larsen
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1962-06-20
Filing date: 1962-06-20
Publication date: 1965-12-02

Description

Verfahren zum Aufbringen von homogenen, insbesondere extrem dünnen Schichten aus einem organischen Hochpolymeren auf einen Träger In der Elektrotechnik ist es häufig erwünscht, Schichten aus einem organischen Hochpolymeren auf ein Trägermaterial, beispielsweise auf Glas oder Metall, aufzubringen. Aus elektrischen Gründen wird hierbei meist eine hohe Homogenität verlangt.
Außerdem darf die Dicke der aufgebrachten Schicht oft einen sehr kleinen Wert nicht überschreiten. Diese Forderungen nach hoher Homogenität bei extrem kleiner Dicke der aufgebrachten Schicht bereiten fertigungstechnisch große Schwierigkeiten.
,Es ist bekannt, zum Überziehen von Trägern mit möglichst gleichmäßigen dünnen Schichten organische Stoffe, z. B. Naphthalinderivate, zu verdampfen und den entstehenden Dampf auf dem Träger niederzuschlagen. Bei diesem bekannten Verfahren wird der Dampf vorzugsweise unter Druck und in Form eines scharf gerichteten Dampfstrahles dem Träger zugeführt, wobei durch Verwendung von Schutzgas chemische Reaktionen bei der Verdampfung und der Kondensation verhindert werden. Diese bekannten Verfahren lassen sich jedoch nur für organische Stoffe verwenden, die in Dampfform übergeführt werden können und aus der Dampfform wieder kondensieren, also destillierbar sind.
Ein weiteres bekanntes Verfahren zum Aufbringen dünner Lackschichten, beispielsweise auf Folien mit metallischer Oberfläche, das insbesondere zur Herstellung von Kondensatoren verwendet wird, geht ebenfalls von verdampfbaren organischen Stoffen aus.
Bei diesem Verfahren werden mit Rücksicht auf ihre kleinere Molekülgröße die Komponenten des aufzubringenden Lackes entweder gleichzeitig oder nacheinander auf den Träger aufgedampft. Auch dieses Verfahren ist auf verdampfbare oder destillierbare Stoffe beschränkt. In Weiterbildung dieses bekannten Verfahrens ist daher vorgeschlagen worden, zur Herstellung von dünnen Schichten aus Polymerisations- bzw. Kondensationsprodukten die Monomeren dieser Produkte auf den Träger aufzudampfen.
Die Erfindung geht zum Aufbringen von homogenen, insbesondere extrem dünnen Schichten aus einem organischen Hochpolymeren, insbesondere aus Polyäthylen oder Polypropylen, auf einen Träger einen anderen Weg. Gemäß der Erfindung wird das nicht mehr destillierbare Hochpolymere im Vakuum auf eine seinen thermischen Abbau bewirkende Temperatur erhitzt, und seine polymerisationsfähigen Depolymerisationsprodukte werden auf dem Träger niedergeschlagen, auf dem sie zu einer homogenen Schicht aus dem organischen Hochpolymeren repolymerisieren. Wesentlich für das Verfahren gemäß der Erfindung ist also, daß von einem an sich nicht- destillierbaren Hochpolymeren ausgegangen wird und daß die bei der im Rahmen der Erfindung vorgesehene Erhitzung dieses Hochpolymeren entstehenden Depolymerisationsprodukte nach dem Niederschlagen auf dem Träger ohne besondere Zusätze, also insbesondere ohne Katalysatoren, repolymerisieren, so daß die aufgebrachte Schicht, deren Dicke beliebig dünn gehalten werden kann, frei von Zusätzen irgendwelcher Art ist, was insbesondere für hochwertige dielektrische Schichten wesentlich ist.
Von Vorteil ist im übrigen, daß beim Verfahren gemäß der Erfindung der Träger nicht über Raumtemperatur erwärmt zu werden braucht, so daß auch thermisch empfindliche Teile mit dem Hochpolymeren überzogen werden können, da diese Teile thermisch nicht beansprucht werden.
Es ist aber auch möglich, den Träger auf eine die Repolymerisation begünstigende Temperatur zu erwärmen. Hierdurch wird erreicht, daß die niedergeschlagenen Schichten sehr hochmolekular sind.
Beim Verfahren gemäß der Erfindung werden auch mechanische Beanspruchungen des Trägers vermieden, so daß mit diesem Verfahren auch mechanisch empfindliche Teile mit homogenen, extrem dünnen Schichten aus einem organischen Hochpolymeren überzogen werden können.
Zur Erläuterung der Erfindung sei als Ausführungsbeispiel das Aufbringen einer homogenen, extrem dünnen Schicht aus Polyäthylen beschrieben. Auf eine Wolframwendel von etwa 4 mm Durchmesser wird ein im Niederdruckverfahren hergestelltes Polyäthylen mit einem Molekulargewicht von etwa 100000 in einer Menge von 0,2 g/cm Wendel aufgebracht. Die Wolframwendel, deren Abstand vom zu beschichtenden Träger etwa 4cm beträgt, wird in einem Vakuum von weniger als 10-6 Torr auf etwa 350 bis 390"C erhitzt. Die Repolymerisationsprodukte des Polyäthylens schlagen sich auf dem die Wendel umgebende Träger nieder, wodurch eine homogene Schicht aus beim Niederschlagen wieder zurückgebildeten Polyäthylen entsteht. Versuche, bei denen als Trägermaterial sowohl Glas als auch Metall verwendet wurden, zeigten, daß der nach dem beschriebenen Verfahren erhaltene Überzug auf Glas und auf Metall gut haftet.
Durch Erwärmen des Trägers auf ungefähr 1200C wird die Repolymerisation begünstigt, so daß das auf dem Träger niedergeschlagene Polyäthylen sehr hochmolekular ist.
Damit Schichten mit möglichst hoher Wärmebeständigkeit erhalten werden, empfiehlt es sich, von Hochpolymeren mit möglichst hohem Molekulargewicht auszugehen. Es hat sich beispielsweise gezeigt, daß die Wärmebeständigkeit der auf dem Träger niedergeschlagenen Schicht erheblich gesteigert werden kann, wenn man auf die Wendel der beschriebenen Anordnung Polyäthylen mit einem Molekulargewicht von 1000000 aufbringt.
Wie bereits erwähnt, hat das Verfahren nach der Erfindung den Vorteil, daß für das beim Niederschlagen des aufzubringenden Hochpolymeren auf detn Träger keine Zusätze und insbesondere keine Katalysatoren erforderlich sind. Die so erhaltenen zusatzfreien dielektrischen Schichten sind besonders für die Hohlleitertechnik von Bedeutung. Bei Hohlleitern kommt es nämlich darauf an, daß die metallischen Hohlleiter auf ihren Innenwandungen mit einem dünnen dielektrischen Belag in einer Stärke von einigen 10 p versehen werden, an dessen Homogenität sehr hohe Anforderungen gestellt werden.
Durch die Anwendung des Verfahrens gemäß der Erfindung ist es ohne weiteres möglich, ein organisches Hochpolymeres, insbesondere Polyäthylen bzw. Polypropylen, als dielektrische Schicht auf die Innenwandung der metallischen Hohlleiter aufzubringen.
Insbesondere läßt sich das Verfahren gemäß der Erfindung in der Hohlleitertechnik dann mit Erfolg anbringen, wenn die Innenwandungen der metallischen Hohlleiter mit zwei dünnen Schichten versehen werden, deren Dielektrizitätskonstante und Verlustfaktoren voneinander abweichen.

Claims

Patentansprüche: 1. Verfahren zum Aufbringen von homogenen, insbesondere extrem dünnen Schichten aus einem organischen Hochpolymeren, insbesondere aus Polyäthylen oder Polypropylen, auf einen Träger, vorzugsweise auf die Innenwandungen eines metallischen Hohlleiters, d a d u r c h g e k e n nz e i c h n e t, daß das nicht mehr destillierbare Hochpolymere im Vakuum auf eine seinen thermischen Abbau bewirkende Temperatur erhitzt wird und seine polymerisationsfähigen Depolymerisationsprodukte auf dem Träger niedergeschlagen werden, auf dem sie zu einer homogenen Schicht aus dem organischen Hochpolymeren repolymerisieren.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Träger auf eine die Repolymerisation begünstigende Temperatur erwärmt wird.