DE1271329B - Verfahren zur Verbesserung des elektrischen Oberflaechenwiderstandes von Glasgegenstaenden - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. CI.:

C03c

Deutsche Kl.: 32 b-17/30

Nummer:
Aktenzeichen:
Anmeldetag:
Auslegetag:

P 12 71 329.0-45
24. Januar 1961
27.Juni 1968

Die Erfindung erstrebt die Verbesserung des elektrischen Oberflächenwiderstandes von Glasgegenständen, die für die Herstellung elektrischer Bauelemente, insbesondere für gedruckte Schaltungen, bestimmt sind.

Die Verwendbarkeit von Glasgegenständen für die Herstellung elektrischer Bauelemente ist begrenzt durch unregelmäßigen Oberflächenwiderstand bei hohen relativen Feuchtigkeiten. Der Oberflächenwiderstand bezeichnet den Widerstand gegen die Strömung der Elektrizität über die Oberfläche eines Gegenstandes im Gegensatz zum Volumenwiderstand, mit dem man die Strömung durch den Körper des Gegenstandes bezeichnet.

Es ist bekannt, daß Glasoberflächen eine starke Affinität zu Wasser zeigen und daß sich aus solchen Oberflächen, insbesondere bei starker Feuchtigkeit, einige Schichten von Wassermolekülen kondensieren oder in anderer Weise bilden können.

Es ist ferner bekannt, daß der unregelmäßige elektrische Oberflächenwiderstand von Glasgegenständen unmittelbar von der Wasserkondensation abhängt. Gleiches gilt auch für Glas-Keramik-Körper bzw. -Oberflächen. Auch bei ihnen ergeben sich die gleichen Probleme hinsichtlich eines unregelmäßigen elektrischen Oberflächenwiderstandes.

Es ist ferner bekannt, daß Silikone wasserabstoßende Überzüge bilden. Deshalb wurde ihre Aufbringung auf die Oberflächen von Glasgegenständen für diesen Zweck bereits vorgeschlagen. In manchen Fällen läßt sich eine merkliche Stabilisierung des elektrischen Oberflächenwiderstandes erzielen, jedoch haben auch Silikonüberzüge bis jetzt noch keine vollständig zufriedenstellende Lösung dieses Problems ergeben.

Insbesondere ist der elektrische Oberflächenwiderstand von Glasgegenständen, die Chemikalien, beispielsweise metallisierenden Lösungen, ausgesetzt sind, bis zu einem gewissen Grad unregelmäßig, selbst wenn man die Oberfläche mit einem Silikonüberzug versieht. Ein hoher Oberflächenwiderstand, der unabhängig von Feuchtigkeitsbedingungen stabil bleibt, ist bei den meisten elektrischen Bauelementen von Bedeutung, jedoch kritisch bei Miniatur- und/oder komplexen Bauelementen, beispielsweise gedruckten Schaltungen.

Es ist ferner bekannt, Glasoberflächen durch Ätzen aufzurauhen, d. h. zu mattieren, um einem Farbanstrich auf dem Glasgegenstand eine bessere Haftung zu verleihen (schweizerische Patentschrift 251331). Dabei genügt es aber, wenn der Farbanstrich, im ganzen gesehen, gleichmäßig auf der

Verfahren zur Verbesserung

des elektrischen Oberflächenwiderstandes

von Glasgegenständen

Anmelder:

Corning Glass Works,

Corning, N. Y. (V. St. A.)

Vertreter:

Dipl.-Ing. R. H. Bahr und Dipl.-Phys. E. Betzier, Patentanwälte, 4690 Herne, Freiligrathstr. 19

Als Erfinder benannt:
Joseph John Domicone, Elmira, N. Y.;
Martin Emery Nordberg, Corning, N. Y.
(V. St. A.)

Beanspruchte Priorität:

V. St. v. Amerika vom 25. Januar 1960 (4172)

Oberfläche verteilt ist. Auf eine durchgehende Haftung des Anstrichs an der Glasoberfläche kommt es hier nicht an. -

Für die durch die Erfindung erstrebte Verbesse-

... rung genügt jedoch ein solches Mattieren nicht. '■'■ Vielmehr muß hier eine dünne Oberflächenschicht des Glasgegenstandes in an sich bekannter Weise durch Ätzen entfernt und auf die so vorbereitete Glasoberfläche ein Silikonüberzug aufgebracht werden.

Nur damit erhält man eine gute und insbesondere gleichmäßige und gleichförmige Haftung des Silikonüberzuges auf der Glasoberfläche und damit die erwünschte Verbesserung des elektrischen Oberflächenwinderstandes des derart behandelten Glasgegenstandes.

Vorzugsweise wird die geätzte Glasoberfläche vor dem Aufbringen des Silikonüberzugs getrocknet. Die Trocknung erfolgt dabei zweckmäßig durch Ausheizen.
Bis zum Aufbringen des Silikonüberzugs hält man die Glasoberfläche vorteilhaft auf einer Temperatur von wenigstens 100° C, weil man dadurch eine Kondensation von Feuchtigkeit auf den ausgeheizten Oberflächen vermeiden kann.

Als Ätzmittel für die Glasoberfläche bedient man sich vorzugsweise eines fluoridhaltigen Ätzmittels.

Im folgenden soll die Erfindung an Hand eines Beispiels näher erläutert werden.

ν ■■· '■' 809 567/223

Beispiel

Eine Gruppe von sechs im Handel erhältlichen gedruckten Schaltungen wurde für Vergleichszwecke ausgewählt. Die gedruckten Schaltungsplatten wurden nach an sich bekannten Verfahren und aus an sich bekannten Materialien hergestellt. Die Platten sind dünne Glasplatten und werden anschließend photothermisch behandelt, die Muster eingeätzt und in einen glaskeramischen Zustand übergeführt. Die mit dem Muster geätzten Platten werden dann längs des geätzten Musters nach einem üblichen stromfreien Nickelmetallisierungsverfahren metallisiert, worauf zur Herstellung der gedruckten Schaltung ein Kupferplattierungsverfahren folgt. Zwei Anordnungen wurden für Vergleichszwecke in nicht behandelter Form zurückbehalten.

Zwei Anordnungen wurden in destilliertem Wasser Vz Stunde gekocht, mit destilliertem Wasser gespült und 22 Stunden bei etwa 205° C ausgeheizt, um das Oberflächenwasser zu beseitigen. Die ausgeheizten Platten wurden auf etwa 120° C gekühlt und in eine 2%ige Silikonüberzugslösung eingetaucht. Das erwähnte handelsübliche Silikon ist ein Dimethylpolysiloxan mit einer Viskosität von 350° C Centistokes. Die überzogenen gedruckten Schaltungen wurden dann 3 Stunden lang bei etwa 230° C ausgehärtet.

Die verbleibenden beiden Anordnungen wurden gemäß der vorliegenden Erfindung 5 Sekunden lang in eine 2O°/oige Fluorwasserstoffsäurelösung eingetaucht. Die geätzten Anordnungen wurden dann mit destilliertem Wasser gespült und bei etwa 205° C ausgeheizt. Die ausgeheizten Anordnungen wurden auf etwa 150° C gekühlt und in die oben beschriebene Silikonlösung eingetaucht, worauf man sie 2 Stunden bei etwa 245° C aushärtete.

Dann wurden Oberflächenwiderstandsmessungen auf den Platten gemäß der Normvorschriften bei 21% und 95% relativer Luftfeuchtigkeit vorgenommen. Die Ergebnisse dieser Versuche sind folgende:

Behandlung

Keine

Silikon allein

Geätzt plus Silikon

Oberflächenwiderstand in Ohm

21% relative
Luftfeuchtigkeit

2,5
5,5
5,7 ·

10¹³
10¹⁴

95% relative Luftfeuchtigkeit

7 ·
1,1
1,3

108

Anschließend wurden Versuche mit den gemäß der vorliegenden Erfindung geätzten und mit Silikon überzogenen Platten durchgeführt. Sie zeigten im wesentlichen keine Änderungen im Oberflächenwiderstand infolge dieser Behandlung.

Die vorliegende Erfindung ist allgemein anwendbar auf das Überziehen von Glassilikatoberflächen mit einem Silikonmaterial und erlaubt eine Vielfalt von Abänderungen, insbesondere hinsichtlich des Überzugsmaterials und der überzogenen Oberflächen. Die Erfindung ist besonders wirksam bei der Herstellung eines stabilen hohen Oberflächenwiderstandes auf elektrischen Bauteilen unter Verwendung von Silikatglaselementen.

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Verbesserung des elektrischen Oberflächenwiderstandes von Glasgegenständen, die für die Herstellung elektrischer Bauelemente, insbesondere für gedruckte Schaltungen, bestimmt sind, dadurch gekennzeichnet, daß eine dünne Oberflächenschicht des Glasgegenstandes in an sich bekannter Weise durch Ätzen entfernt und auf die so verbreitete Glasoberfläche ein Silikonüberzug aufgebracht wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die geätzte Glasoberfläche vor dem Aufbringen des Silikonüberzugs getrocknet wird.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Trocknung der Oberfläche durch Ausheizen erfolgt.

4. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberfläche bis zum Aufbringen des Silikonüberzugs auf einer Temperatur von wenigstens 100° C gehalten wird.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Glasoberfläche mit einem fluoridhaltigen Ätzmittel behandelt wird.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Schweizerische Patentschrift Nr. 251331;

Kitaigorodski, »Technologie des Glases«
(1957), S. 270.

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