DE1646090A1

DE1646090A1 - Verfahren zum Verbinden eines Metallniederschlages mit einer elektrisch nichtleitenden Unterlage

Info

Publication number: DE1646090A1
Application number: DE19661646090
Authority: DE
Inventors: Hilbert Sloan
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1965-04-26
Filing date: 1966-04-05
Publication date: 1971-08-19
Also published as: GB1109194A; NL6605584A

Description

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Hubert Sloion in Elizabeth, New Jersey, USA

"Verfahren gum Verbinden eines Metallniedersohlafis mit einer elektrisch nich ;leitenden Unterlage"«

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren sum Verbinden eines Metallniederschlags mit einem elektrisch nichtleitenden Material.

Viele Jahre lang war durch eine schlechte Verbindung zwischen einer Kunststoffunterlage und einem abgeschiedenen Material die Brauchbarkeit metallbeschichteter Kunststoffe beschränkt» Kunststoffe wurden bereits viele Jahre elektroplattiert. Bei dieser Technik wird- als wesentlicher Vorgang die elektrisch nichtleitende Kunststoffunterlage gerommelt oder sandgestrahlt, um ihre Oberfläche aufzurauhen und dadurch eine mechanische Verankerungsmöglichkeit für chemische Abscheidung eines dünnen jaetallischen Films zu schaffen. Der chemisch abgeschiedene Metallfilm wird dann mit Kupfer plattiert, welches dann als Grundlage für eine weitere Plattierung mit anderen Metallen dienen kann. Die durch mechanisches Aufrauhen der Kunstotoffunterlage erhaltene Verbindung 'ist sehr schwach.

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In den letzten Jahren wurden chemische Konditionierungssysteme entwickelt, wobei die Kunststoffunterlage einer Kikroätzung unterworfen wird. Die mixrageätzte Oberfläche ergibt eine gewisse Verbesserung der Haftfestigkeit darauf niedergeschlagener Metalle. Jedoch liegt die Abziehi'estigkeit bestimmter Plattierungen auf ABS-Kunatötoffmaterialien nur in der GrÖssenordnung von 0,71 bis 0,89 kg/cra Streifenbreite. Wenn ein mit dieser Technik hergestellter plattierter Kunststoffgegenstand einer erheblichen iDemperaturänderung unterworfen wird, so trennt sich das plattierte Metall von der Kunstetoffunterlage, weil die Haftung zu klein ist, als daß sie den unterschiedlichen Ausdehnungskoeffizienten der Kunststoffunterlage und des Metalls gerecht werden könnte.

Zur Herstellung gedruckter Schaltungen werden verschiedene Verfahren angewendet. Für sine bestimmte gedruckte Schaltung wird eine Schichtstruktur hergestellt, die auf einer oder auf beiden Seiten mit einer Kupferfolie versehen ist. Die Kupferfolie wird mit der Kunststoffplatte mittels Wärme und Druck verbunden, und zwar mit oder ohne Anwendung eines Zwischenklebstoffs· Die mit Kupfer kaschierte Platte wird dann auf eine bestimmte Grossβ zugeschnitten und die erforderlichen Löcher werden durch die Schichtstruktur gebohrt. Hierauf wird eine Schutzfarbe für die Plattierung auf die Kupferfolie in der für die Schaltung gewünschten Anordnung aufgebracht. Daa Kupfer, welches nicht dugcb

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die Schatzfarbe geschützt ist, wird chemisch herausgeätzt, und dann wird die Schutzfarbe über den Schaltungsbahnen entfernt. Hierauf werden in die gebohrten Löcher Ösen eingesetzt und gekrimpft, um durch die Löcher Verbindungen Herzustellen und V_er~ ankerungsßteilen zum Anlöten der Teiileitungen an die Schaltung zu schaffen» Eine auf diese Weise hergestellte gedruckte Schaltung ergibt eine Abziehfestigkei·; von 1,79 bis 2,14 kg/cm.

Bei einem anderen Verfahren zur Herstellung gedruckter Schal- I tungen wird anstelle der ösen eine lochdurchplattierung angewandt. Die Lochdurchplattierung verbindet die Schaltungsbahnen auf den beiden Seiten der Kunststoffplatte miteinander und erlaubt ein Anlöten der Teilleitungen an die Schaltungsbahnen. Bei der Lochdurchplattierung wird zunächst chemisch censibilisiert, dann chemisch geimpft, hierauf stromfrei liujfer abgeschieden und abschliessend mit Kupfer elektroplattiert, um die Dicke der Kupferplattierung in den Lochverbindungen zu verstärken. Die genannte Abfolge von Arbeitsgängen wird bei der Herstellung additiv gedruckter Schaltungen angewendet. Die Verbindung des plattierten Kupfers mit der Kunststoffunterlage blieb jedoch ein ernstes Problem, weil die adhäeive Abziehfestigkeit ziemlich gering war«

In neuerer Zeit werden gedruckte Schaltungen durch ein Verfahren hergestellt, bei welchem die folgenden Arbeitsstufen angewendet

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werden. Die elektrisch nichtleitende oder aus Kunststoff bestehende isolierende Platte wird auf Pona geschnitten und es werden Löcher für diö Lochverbindungen und da_ts Anlöten von Leitungen durchgebohrt. Eine Klebst off masse wird dann auf die Oberflächen der Platte aufgeschichtet. Der Klebstoff besteht normalerweise 2US einer Lösung eines heiß härtenden Harzes. Es wurden verschiedene heiß härtende Harze verwendet; und es wurden die verschiedensten Modifizierungsmittel, wie z_oB. Elastomere und thermoplastische Harze in die Lösung· des Harzes eingemischt» Der Klebstoffbelag wird dann durch die Anwendung von Wärme teilweise in den B-Zustand (B stage) gehärtet- Die Platte wird dann mit dem teilweise gehärteten Harzbelag in eine Öensibilislerungslösung, gewöhnlicherweise Zinn-II-chlorid eingetaucht, worauf die so behandelte Platte abgespült und in eine Impflösung, im allgemeinen Palladium-II-chlorxa, eingetaucht wird. Die so behandelte Platte wird dann gespült und in eine stromlose Kupferlösung eingetaucht, wo ein dünner Kupferfilm abgeschieden wird. Das Kupfer kann auch durch eine LJpiegelspritztechnik abgeschieden werden. Hierauf wird eine Schutzfarbe für die Plattierung auf beiden Seiten der Unterlage aufgedruckt, und zwar als Negativ der gewünschten Schaltung. Die frei liegenden Kupferbahnen werden dann in einem sauren Glanzkupferelektroplattierungsbad auf eine Dicke von annähernd 0,05 mm aufplatziert. Die Löcher werden gleichseitig auf plattiert. Die Schutzfarbe wird dann in einem Lösungsmittelbad entfernt. De»

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dünne Kupferbelag, welcher durch die Entfernung der Schutzfarbe freigelegt wird, wird dann abgeätzt. Abschliessend wird das ganze in einen Ofen gebracht, um den Klebstoff vom B«-Zustand in den C-Zustand zu härten. Das genannte Verfahren zur Herstellung einer gedruckten Schaltung ergibt eine Abziehfestigkeit der Kupferschaltung auf der Kunststoffplatte von nur ungefähr 1,07 bis 1,45 kg/cm, und es ist .schwierig, übereinstimmende Resultate zu erhalten« ä

Es wurde vorgeschlagen, die Abziehfestigkeit durch ein spezielles Verfahren zu verbessern, bei welchem/Metallfilm niedergeschlagen wird, der ausreichend porös gemacht ist, um Teile einer darunterliegenden Harzklebstoffbeschichtung, welche in den B-Zustand gehärtet ist, frei zu laesen. Dieses Verfahren ergibt jedoch keine Abziehfestigkeit, die erheblich grosser iat als die Abziehfeetigkeit, die durch eine Schichtstruktur aus Kunststoff und Kupferfolie, welche unter Wärme und Druck verbunden wurden, ( erhalten wird.

Eine weite Verwendung von additiven gedruckten Schaltungen ist durch die Unmöglichkeit beschränkt, eine feste Bindung zwischen den Kupferbannen und dem.KunststoffUnterlagenmaterial zu erzielen.

Die Metallisierung von Kunststoffen unter Vakuum let lange be-

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kannt» Sine Lackgrundschicht wird auf die Kunststoffuntetilage aufgebracht· Der Lack dient dazu, den Kunststoff gegen Ausgasen in der Vakuumkammer zu versiegeln. Der Lackbelag dient auch als glatte Oberfläche für die Metallisierung« Das mit Lack beschichtete Teil wird dann unter Vakuum metallisiert. Der niedergeschlagene metallische Film hat eine sehr geringe Haftfestigkeit auf der darunterliegenden Lacksohicht. Eine zweite Lackschicht wird über den metallischen Film aufgebracht, damit dieser nicht abgerieben werden kann*

Die Hauptaufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahrer zua Versehen einer elektrisch nichtleitenden Unterlage mit einem Klebstoffbelag zu schaffen, welcher in einer Weise konditioniert ist, die Abscheidung eines Metallbelage zu ermöglichen, der eine Abzlehfostigkeit aufweist, welche erheblich grosser ist, als die bisher erreichte«

Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren zur Herstellung einer Haft'/erbindung zwisohen einem elektrisch abgeschiedenen Metall zu schaffen, bei dem die Haftfestigkeit der Elektroabscheidung auf dem ^rundmaterial beträchtlich verbessert ist.

Ein weiteres Ziel der Erfindung ist es, ein Verfahren zur Herstellung gedruckter Schaltungen zu schaffen, bei dem das nieder¹-

geschlagene Metall mit der Kunststoffplatte oder der Kunststoffsohichtstruktur in;· einer Weise verbunden ist, die eine Haft-

)
festigkeit ergibt, welche beträchtlich grosser ist ,als die

bisher erhaltene Haftfestigkeit.

Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren zum Metallisieren eines elektrisch nichtleitenden Unterlagenmaterials unter Vakuum zu schaffen, bei dem die Metallabacheidung eine stark verbesserte Abziehfestigkeit besitzt. ■

Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren zum Metallisieren einer elektrisch nichtleitenden Unterlage unter Vakuum zu schaffen, bei der die Behandlung einer Klebstoffschicht für die Haftung des Ketallbelags auf der Unterlage und die Aufbringung der Hetallabscheidung in der gleichen Vorrichtung vorgenommen werden könn«!n,wobei eine Verbindung von Metall mit

( Kunststoff erhalten wird, die etwa fünfmal so groß ist, als die bisher bei der Metallisierung von Kunststoffen unter Vakuum erhaltene Haftfestigkeit.

Biese und weitere Aufgaben und Vorteile der Erfindung gehen aus der folgenden Beschreibung hervor.

Bei den*früheren Verfahren, bei denen Klebstoffmassen, die lösungsmittel enthalten, zur Verbindung eines Metallbelags mit· .

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einer elektrisch nichtleitenden Unterlage verwendet werden, wird der KLebstoffbelag mindestens teilweise getrocknet, und bei der Verwendung einer Lösung einee heiß härtenden Harzes wird dieses Harz mindestens teilweise in den B-Z_ustand gehärtet, bevor der Metallbelag aufgebracht wird. Obwohl der Harzklebstoffbelag manchmal luft-getrocknet wird, wird im allgemeinen Wärme zur Beschleunigung der Trocknung angewendet. In federn Fall bildet sich vor der Aufbringung des Metallbelags ein dünner Film oder eine dünne "Haut" auf der Oberfläche des Klebstoffbeläge} restliches Lösungsmittel wird dabei in der Klebstoffschicht zurückgehalten. Sie Bildung der Haut ist eine Folge davon, daß die Klebstoffoberfläche der Wärmeeinwirkung in einem höheren Masse ausgesetzt 1st, als der darunterliegende Teil der Klebstoffschicht» Als Folge davon wird eine weitere Verdampfung des im Inneren festgehaltenen Lösungsmittel gestört und die Diffusion des restlichen Lösungsmittels verhindert. So enthält eine Klebstoff schicht, welche wegen der Trockenheit der Oberfläche trocken erscheinen kann» Lösungsmittel eingeschlossen. Sin

Klebstoffbelag, welcher trocken erscheint, kann bis zu 30 und 40 i> Lösunsemittel, bezogen auf Klebstoff masse, eingeschlossen enthalten.

Ee wurde vorgeschlagen, die mit Ketall beschichtete Struktur einem hohen Druck und einer hohen Temperatur zu unterwerfen, um die Aushärtung der teilweise gehärteten Klebstoffschicht zu

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vervollständigen. Dies geschieht dadurch, daß man den Klebstoff vollständig auehärtet, während man die Teile mit der Klebstoffzwischenschicht in innigen Kontakt bringt. Bei hohen Härtetemperaturen, verursacht das in der Klebst off schicht zurückgehaltene Lösungsmittel eine Blasenbildung der Metallabseheidung, was eine Schwächung der Bindung zur Folge hat. Auch wenn das Teil offene Händer besitzt, wird das Lösungsmittel gezwungen, als Gas an den offenen Rändern auszudiffundieren. Eine Ausdisffusion am " ä Rand ist für eine vollständige Befreiung der Struktur vom Lösungsmittel unzureichend.

Es wurde gefunden, daß entweder das zurückgehaltene Lösungsmittel oder die Haut des in den B-Zustand gebrachten Klebstoffs die Bildung einer guten Verbindung stört. Zwar hat man eine grosse Reihe von in Lösungsmitteln dispergieren Klebstoffmassen ausprobiert, um eine Masse zu finden, welche die Bindung verbessert, aber es ist weniger die jeweilige Klebstoffmasse als die Lösungs- ( mlttelzuruckhaltung oder die Hautbildung auf der Oberfläche, welche eine schlechte Bindung verursachen. Gemäß der Erfindung können eine Reihe verschiedener beiß härtender Harzmassen, die in einem geeigneten Lösungsmittel dispergiert/, verwendet werden. Nach der Aufbringung der Klebstofflösung auf die elektrisch nichtleitende Unterlage, aber vor der Aufbringung des Metallbelags, wird das Lösungsmittel vollständig in einer Weise abgetrieben bzw. entfernt, bei der eine Härtung- des heiß härtendej\

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Harzes verhindert wird. Eb ißt wesentlich, daß das Harz erst dann vom Α-Zustand vollständig in den G-Zuatand gehärtet wird, wenn auf deoft trockenen, lösungsmitt ölfrei en, ungehärteten Harzbelag ein Metallbelag aufgebracht worden ist„ Die mit einem trockenen, lösungamittelfreien, vollständig ungehärteten Harz beschichtete elektrisch nichtleitende Unterlage kann beträchtliche Zeiträume bei einer Temperatur gelagert werden, die unterhalb der Temperatur liegt, bei der ein Härten eintritt, um die Unterlage für die Metallbeschichtung bereit xu halten. Dann wird nach Aufbringung des Metallbelags das ungehärtete, lösungsmittelfreie Harz der Struktur durch Anwendung von Wärme gehärtet«

Im allgemeinen umfaßt das erfindungsgemässe Verfahren die folgenden Arbeitsgänge. Die Grundschicht oder die Unterlage aus elektrisch nichtleitendem Material wird von Öl, Staub, Schmutz und anderen Oberflächen-Verunreinigungen .befreit» Ist die Unterlage ein Prefivteil, dann wird das gegebenenfalls anwesende Entformungsmittel entfernt. Die Mittel und Agentien, die zum Reinigen geeignet sind, sind in der Technik allgemein bekannt und bilden keinen Bestandteil des vorliegenden Verfahrens. Die gereinigte Unterlage wird dann mit einer heiß härtenden Harz-

klebstofimaese in einem verdampfbaren Lösungmittel beschichtet. Der fielag kann durch Spritzen, ein btreichmesser, einen Unjwalzbeschichtet oder durch Siebdruck aufgebracht werden, ΰ^τ Belag wird so aufgebracht, daß er nach eiern Austrocknen etwa 0,025 bis

0,05 nun dick ist« Vorzugsweise enthält die Klebstoffmasse 10 bis 30 i-> Feststoffe eines heiß härtenden Harzes, entweder, modifiziert oder unmodifiziert, in einem geeigneten Lösungsmittel. Die Härtetemperatur für das Harz in der Klebstoffbelagmasse wird so ausgewählt, daß sie unterhalb dem Erweichungspunkt des Kunststoffs bawo der elektrisch nichtleitenden Unterlage liegt. Auch liegt die !temperatur, bei der das Harz in der Klebstoffbelagmasse zu härten beginnen kann, oberhalb normaler oder Raumtemperatur? die Anwendung von Wärme ist bei atmosphärischem Druck erforderlich.

Die mit Klebstoff beschichtete Unterlage wird dann einer Vakuumtrocknung bei einer Temperatur unterworfen, die ausreichend niedrig liegt, daß jede Härtung von Harzbestandteilen im Klebstoff belag verhindert wird«. Ausreichend Vakuum wird angewendet, um bei derart niedrigen Trockentemperaturen das gesamte Lösungsmittel im Klebetoffbelag abzudestillieren. Durch Vakuumtrocknung ( wird die Bildung eines Filme oder einer "Haut" auf der Oberfläche des Klebetoffbelage verhindert.

Hierauf wird ein dünner leitender Metallfilm aus Aluminium, Kupfer, Nickel oder Kobalt auf den volletändig getroökneten, löBungsmittelfreien, praktisch volletändig ungehärteten Klebstoff ilm niedergeschlagen. Der leitende Metallfilm bsw. Metallbelag kann in jeder gewünschten Weise niedergeschlagen werden,

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wie ζ, B. durch Vakuummetallisierung mit Aluminium, Kupfer oder Nickel; oder durch Sensibilisieren und Impfen des getroakneten, lösungßmittelfreien, ungehärteten Klebstoffs und ansahliessende stromlose Abscheidung von Kupfer, Nickel oder Kobalt; oder durch Abscheidung von Kupfer durch das Kupferspritzspiegelverfahren, nachdem zuerst der so gehärtete Klebstoff senBibilisiert und geimpft worden ist.

Die elektrisch nichtleitende Unterlage, die nun auf dem trocknen, löBungsmittelfreien, ungehärteten Klebstoffbelag einen Metallfilm aufweist, wird der Wärme unterworfen, um das Harz des Klebstoffbelags vollständig zu härten, welches bis zu diesem Zeitpunkt in einem praktisch vollständig ungehärteten Zustand vorliegt. Das Ergebnis ist eine ungewöhnlich feste Bindung zwischen der elektrisch nichtleitenden Unterlage und dem abgeschiedenen Metallfilm. Die Struktur kann nun mit Kupfer und gegebenenfalls weiter mit Nickel oder Chrom plattiert werden, ÖewUnschtenfalls kann die Harzklebstoffschicht nach der Flattierung gehärtet werden»

Wenn das Teil unter Vakuum metallisiert werden soll, kenn zur Behandlung des Klebstoffs, wie sie oben beschrieben wurde, und

zur Abscheidung eines Net allfilme auf das mit behandeltem Klebstoff beschichtete !Ceil ein und dieselbe Vakuumtrocknungsvorrichtung verwendet werden. Ob nun die Behandlung des ELeb-

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Stoffsbelage und. die Metallisi©rung in der gleichen Vakuumtrocknungs- und Vakunmabscheldungsvorriehtung ausgeführt werden, ist gleichgültig, auf jeden Fall wird eine aussergewöhnlich feste Bindung des Metalls auf dem Kunststoff erreicht· Dfce Auftragung einer Lackoberschicht dieat nur zum Zwecke der Verhinderung der Oxydation der Metallabscheidung; die Haftung beruht auf der KlebstoffharzzwiBchenschiöht, die in der angegebenen Weise konditioniert wurde. "

Bei der Unterlage kann es sich um jedes elektrische nichtleitende Material handeln, die die Temperatur des Härtens des heiß härtenden Harzbestandteile der Klebstoffmasse aushält und welche nicht durch den Lösungsmittelträger für dae heiß härtende Harz zerstört wird. Beispiele für geeignete Uhterlagenmaterialien sind die gehärteten oder heiß gehärteten synthetischen Harze, wie z.B. Phenol-Formaldehyd, Reeorcin-Formaldehyd, Harnstoff-Formaldehyd und Melamin-Formaldehyd, die Epoxyharze, Furanharze, Diallylphthalatharze, Polyäthylenterephthalatharze und die Polyester» Solche Harze können mit verschiedenen Fasern, wie ZoB. Glas, Asbest oder organische Fasern, verstärkt sein, und sie können in der Form von Schiohtstrukturen vorliegen.. Die Unterlage kann auch ein Metall sein, wie z,B. Stahl, welches mit einem der vorhergenannten synthetischen Harze, die gehärtet oder in einen unschmelzbaren Zustand versetzt wurden, beschichtet ist. Die Unterlage, welche das gehärtete.Harz enthält, wird

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vor der Aufbringung dee Klebetoffbelags, welcher aus einem heiß härtenden Harz in einem verdampfbaren Lösungsmittel besteht, sorgfältig getrocknet.

Der ElebBtoffbelag, der auf die elektrisch nichtleitende Unterverlage aufgebracht wird, ist ein heiß härtbares in einem /dampf- baren Lösungsmittel dlepergiertes Harz, welches bei normaler oder Raumtemperatur nicht zu härten beginnt und welches bei atmosphärischem Druck zur Härtung beträchtliche Wärmeanwendung erfordert, Vorzugsweise enthält die '. iCLebstoffbelagmasse ein phenollaohes Harz der Novolac-Type, welches entweder mit einem sauren oder alkalischen Katalysator hergestellt wurde. Diese Type von synthetischem Harz, welche 10 bis 15 $> Hexamethylentetramin enthält und in einem organischen Lösungsmittel gelöst ist, bleibt unverändert und härtet nur, wenn sie auf etwa 120 bis 150 ⁰C erhitzt wird. Das Verhältnis von Phenol zu Formaldehyd liegt in einem Bereich von 1:0,9 bis 1:1. Beispiele für geeignete Lösungemittel für härtbare Harzmaterialien sind Aceton, Methyläthylketon, Äthylendichlorid, Toluol, Xylol oder Gemische derselben. Der ?eststoffgehalt der KLebstofflÖBung liegt vorzugsweise zwischen 10 und 30

Andere heiß härtende Harz in verdampfbaren Lösungsmitteln, die für die K^ebstoffmassen verwendet werden können, Bind Harnotoff Formaldehyd, Melamin-Formaldehyd, die Diallylphthalate, PoIy-

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äthylenterephthalat,. die Furane, die Polyester und die Epoxyharze sowie Gemische derselben, wie z.B. die phenoliechen Epoxyharze. Waß auch immer für ein heiß härtendes Harz verwendet wird, es wird mit einem solchen fiärtungskatalysator oder Härtemittel vermischt, daß die Lösung des Harzes nicht zu härten beginnt, bis es einer erhöhten Temperatur, beispielsweise im Bereich von 120 bis 150⁰C, ausgesetzt wird.

Wenn das metallisierte elektrisch nichtleitende Teil erhöhten \ Temperaturen und Schlag- oder Vibrationsbeanspruchungen unterworfen wird, kann in die Klebstoff masse ein modifizierendes oder flexibel machendes Mittel, wie z.B. ein Elastomer oder ein thermoplastisches Hare» einverleibt werden. Die Einarbeitung eines flexibel machenden Mittels 1st auch wegen der unterschiedlichen Ausdehnungskoeffizienten der Kunstßtof!unterläge und dea Hetallfilmß erwünscht. Beispiele für solche Modifizierungsmittel sind die Nitrilkautsohuke, welche gummiähnliche Mischpolymere aus ungesättigten Nitrilen mit Dienen, vorzugsweise ein Mischpolymer aus Butadien und Acrylnitril, sind. Die Nitrilkautschuke Bind mit Phenol-Formaldehyd-Harzen und Epoxyharzen verträglich; sie bilden Massen, welche gehärtet werden können und Klebstoffe von hoher Bindefestigkeit, guter Ölwiderstandafestigkelt und guter Elastizität liefern. Die mit Lösungemitteln hergestelltem heiß härtenden Harzklebstoff massen können auch mit thermoplastischen Harzen modifiziert werden, wie z.B. mit*

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denlfinylhareen, d.h. mit Polyvinylchlorid oder mit einem Mischpolymer aus Vinylchlorid und Vinylacetat» Verdampfbare lösungsmittel, in «eichen dae heiß härtende Bare und des Modifizierungsmittel dißpergiert nerden können* sind in der Technik allgemein bekanntj es ist nur nötig» daß daß Jeweilige heiß härtende Harz mit oder ohne Modifizierungsmittel in geeigneter Weise das schmelzbare Harz und dae Elastomer oder die thermoplastischen Harzfeetstoffe diepergiert und keinen schädlichen Einfluß auf die Unterlage ausübt.

Die verbesserte Bindefestigkeit einer metallisierten, elektrisch nichtleitenden Unterlage, die gemäß der Erfindung hergestellt wurde, wird anhand der folgenden Beispiele demonstriert« Eine phenolische XXXP-^chichtstrulctur wurde nach dem Reinigen mit einer Klebstoffmasse beschichtet. Die Masse bestand aus einer lösung in Methyläthylketon mit einem Fee^etoffanteil von 50 #. Der Feststoffhestandteil setzte eich zu 80 Gew.-^ aus einem Mischpolymer auß Butadien und Acrylnitril und «u 20 Oew.-^ aus Phenol-Formaldehyd zueaaeen. Die Maeee hatte eine Härtungetemperatur tob 138°, wenn »ie für eine Zeitdauer von einer Stunde erhitzt wurde« Der Klebstoff wurde auf die phenolieche Schichtstruktur in einer Dicke von Annähernd 0,075 an aufgetragen. Die mit Klebstoff beschichttte Kunetetoffunterlftg· wurd· eine Stuixie lang in einen Vakuuatrortenofen gegeben, der bei einem Druck von 20 mis Hg und bei einer T_rockonteoper»tur von *

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49⁰C arbeitete. Als Folge davon wurde das gesamte Lösungsmittel vom Klebstoffbelag entfernt. Bei dieser Temperatur und diesem Druck wurde das Lösungsmittel von der KLebstoffmassa vollständig entfernt, obwohl ein teilweises Härten des mit Elastomer modifizierten Harzes vollständig verhindert wurde» Me auf diese Weise beschichtete Kunststoffunterlage wurde dann durch etromlpses Auftragen eines dünnen Kupferfilme metallisiert, worauf der Kupferfilm mit Kupfer plattiert wurde, ao daß der gesamte Metallniederschlag eine Dicke von annähernd 0,2 mm besaß; Ab- " schliessend wurde die Struktur eine Stunde lang in einen Härteofen gegeben und auf eine Temperatur von 138⁰C erhitzt, um den mit -Elastomer modifizierten phenolischen Harzklebstoffilm der Struktur zu härten,,

Abziehversuche wurden mit 38 χ 178 mm grossen Proben aus der XXXP-Piatte, welche der obigen Arbeitsweise unterworfen worden war, ausgeführt. Die KlebstoffmaBBe wurde auf jeder Probe nur in einer Länge von 152 mm aufgetragen« Die vmblichen 26 mm wurden nicht mit Klebstoff versehen. Dies erlaubte, die Metallabecheidung für den Abziehversuch frei abzuheben, Dar Kupferniederschlag wurde längs der Achse in Abständen von 6,3 nan durchgetrennt j die Abziehversuche wurden dadurch auBgaführt, daß an das freie Ende des 6,3 mm· breiten Kupforabrolfeno eine mechanische Federkraft (Hunter spring meohaniool foroö gage) angelegt und stetig im rechten Winkel ssur Kimstat off unterlag»

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langsam gezogen wurde. Die zum Abziehen dee Kupferstreifens von. der gehärteten Kiebetoffschicht erforderliche Kraft wurde für eine Breite von 1 cm umgerechnet.

die

Unterlagen,/mit dem Klebstoff beschichtet, vakuumgetrocknet, metallisiert und pla.ttiert und anschliessend wie oben beschrieben gehärtet worden waren, ergaben gleichffiäseig eine Abziehfestigkeit von 5,35 kg/cra. Das gleiche Verfahren mit der gleichen Klebstoffmaßee, mit dem Unterschied, daß der Klebstoffbelag bei einer Temperatur von 88⁰C vor der Metallisierung und Piattierung 30 Hinuten gehärtet wurde und erst dann die Härtung des Klebstoffs vervollständigt wurde, ergab eine Abziehfestigkeit von nur 1,42 kg/cm. Die gleichen Vergleichsergebnisse wurden mit elektrisch nichtleitenden Unterlagen in Form einer GlO-Kunststoffplatte erhalten.

Bei Verwendung einer Unterlage In Form einer mit einom Epoxyharz beschichteten Stahlplatte und bei Verwendung der oben beschriebenen Klebafcoi'i^uiaiMuenaetzuiig, die vov der Metallisierung und Piafetieruug boim angegebenen Druck und der angegebenen Temperatur einer Vakuumtrocknung im beworfen wurde, worauf dao modifizierte phetiolischö Hara ler KTLökrtoCfzurmninansetzimg nur

in der anechlieeaenden Behandlung gahiivfcot m>r-<ii>ii war, vmrda gleichbleibend eine Abaiehfetitlgkolt von 3,57 Iry/cm örhnlten» Bei Verwendung der gleichen Unterlagen und dor gLeichön Kleb- *

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Btoffzusammensetzung, wobei das modifisierte synthetische Hais vor der Metallisierung und Plattierung bei atmosphärischem Druck teilweise gehärtet worden war und wobei sich die Vervollständigung der Härtung erst dann anschloß, betrug die Abziehfestigkeit lediglich 0,71 kg/cm.

Es ist ersichtlich, daß das erfindungsgemasse Verfahre« in/in er dann anwendbar ist, wenn es erwünscht ist, die Haftfestigkeit ™ swißchen ei non; Hetallniederschlag und einer darunterliegenden elektrisch nichtleitenden. Unterlage oder Kunststoffunterlage zu verbessern, lim die Haftfestigkeit eines durch Vakuummetallisierung niedergeschlagenen Metallfilms su verbessern, wird das rnodifiEierte oder unmodifizierte heiß härtende Harz in einen; verdampf baren Lösungsmittel anstelle einer Lack.crundschiehi. auf die Kunststoff unterlage aufgebracht. I-er Klebstoff bei ag ergibt nach Beendigung der Entfernung dee Lösungsmittels, wobei jegliches Härten durch die Vakuumtrocknungsoperaivion verhindert wird, und durch Vakuummetalllsierung &i.ne beträchtlich gesteigerte Haftfestigkeit des unter Vakuum niedergpeciilagerien Metalles auf der Kirnststoffunterlege, wenn der vollständig ungehärtete Klebstoff erst nach der Al.scheidung des Metalls vollständig ciiMrtei wird· Box dem erüi-dur^sgemäsBen Verfahren dient eine Lack Oberschicht, die aiii dem fcetallfxlir. aiifg ist, sur Verhiisl erung der Oxydation dee Metalle uM für tive Swecke «nd nicht zur Verbinder-iKg, daß der I!etellnieci<*r*

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schlag abgerieben wird, was bei der Metallisierung von Kunststoffmaterialien lintor Vakuum gemäß älteren "Verfahren der Fall ist.

Das erfindungsgGmässe Verfahren mit nein er wichtigen Art und Vieise» das gesamte Lösungsmittel vor der Abscheidung dss Metallniederschlags auf die Klebstoff schicht zu entfernen und ,jegliche Härten bis nach der Metallabscheidunf; zu verhindern, ergibt bei plattierten Kunststoffen eine stark verbesserte Haftfeetigkeit.

Das obige erfindungsgemässe Verfahren ist auf die Herstellung von additiven gedruckten Schaltungen anwendbar. .Naeh/dem die Isolierungsplatte auf Form geschnitten ist und nachdem Löcher für die durch das Loch hindurchgehenden Verbindungen und für die Anlötung Von Leitungen hindurchgebohrt wurden,, wird der Klebst off belag auf die Oberfläche der Platte ε-.ufgetragen. Die mit Klebstoff beschichtete Platte wird dann in einem Vakuumofen

um

eingebracht, /das gesamte Lösungsmittel vollständig zu entfernen, wobei jegliches Härten der härtbaren Bestandteile der Klebstoffbeläge verhindert wird. Die so mit Klebstoff beschichtete Platte" kann gegeben enfalls-gelagezrfc werden, bis sie gebraucht wird. Hierauf wird die ao behandelte Platte in eine Sensibilisierungslösung, wie z.B. Zinn-II-chlorid eingetaucht, worauf die Platte In eine Impf lösung wie z.B. Palladiumchlorid einge-

taucht wird. Die auf diese Weise behandelte beschichtete Platte.

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wird dann in eine stromlose Verkupferungslösung eingetaucht, , wo sich ein dünner Kupferfilm abscheidet. Das Kupfer kann auch durch ein Spiegelspritiaverfahren abgeschieden werden. Bei dem erfindungsgemässen Verfahren kann die mit Klebstoff beschichtete Kunststoffplatte, bei der das Lösungsmittel vollständig entfernt ist und das heiß härtende Harz sowie das gegebenenfalls eingearbeitete Modifizierungsmittel in einem vollständig ungehärteten Zustand vor/, anstelle der Sensibilisierung, Impfung und Auftragung des Kupfers durch eine stromlose Technik oder durch ein Spiegelspritzverfahren auch unter Vakuum metallisiert werden. Die mit Klebstoff beschichtete und metallisierte Platte wird dann in der bekannten Weise zur Herstellung additiv gedruckter Schaltungen weiterverarbeitet« Auf beiden Seiten der Platte wird als Negativ des gewünschten Musters eine Schutzfarbe, für die Plattierung aufgedruckt. Die freibleibenden Kupferbahnen werden in einem sauren Glanzkupferelektroplattierungsbad auf die gewünschte Dicke aufplattiert, wobei auch gleichzeitig die Löcher aufplattiert werden. Die Schutzfarbe wird dann in einem Lösungsmittelbad entfernt und die durch die Entfernung der Schutzfarbe frei gelegte dünne Kupferschicht wird dann herausgeätsf. Erst nach diesen Arbeitsgängen wird das Lösungsmittelfreie, vollständig ungehärtete Harz der Klebstoff schicht gehärtet, indem die Struktur in einem Ofen auf die Härtetemperatur des Harzes der Klebstoffschicht erhitzt wird. Gegebenenfalls kann das plattierte Teil in einen unter Druck gehaltenen Erwärmungsofen eingebracht werden, wodurch die Verbindung des Metalls mit des» Kunststoffunterlags noch weitir

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- 22 verbessert wird.

Es wird angenommen, daß die Vorteile und verbesserten Resultate des erfindungsgemässen Verfahrens aus der obigen detaillierten Beschreibung einer bevorzugten Ausführungefonn der Erfindung deutlich geworden sind. Es ist selbstverständlich, daß verschiedene Abwandlungen and Änderungen durchgeführt werden können, ohne daß dabei vom Erfindungsgedanken abglichen wird.

PATEiJTANSPROCHE:

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Claims

PATEWTAHSPROCHE:

1. Verfahren zum Aufbringen eines Metallniederschlags auf eine elektrisch nichtleitende Unterlage, bei welchem auf die Oberfläche der Unterlage ein Klebstoff aufgebracht und darauf ein Metall abgeschieden wird, dadurch gekennzeichnet, daß man auf die Oberfläche der Unterlage eine Klebstoffbelagmasse aufbringt, welche eine durch die Zuführung von Wärme vom A-Zustand in den C-Zustand überführbares heiß hortendes Harz in einem verdampf baren· lösungsmittel enthält, da& man weiterhin den 'Klebstoffbelag zur Entfernung des gesamten Lösungsmittels einer Vakuumtrocknung unterwirft_s wobei die Temperatur der Vakuumtrocknung so niedrig ist, daß ein Härten des Harzes des Klebstoffbelags vermieden wird, daß dann euf den lösungsmittelfreien, ungehärteten Klebstoffheiag ein Metall abgeschieden und dann das Harz des Klebstoffhelags direkt vom Α-Zustand in den C-Zustand gehärtet wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1., dadurch gekennzeichnet, daß als heiß h£ Sendee Bars der Klebstoffbelagmasse ein Harz der Phenol-Fora.Idehyd-Type verwendet wird.

3r Verfahren nach Anspruch ?, dadurch gekennzeichnet, daß dem Harz als flexibel Machendes Mittel ein Elastomer oder ein thermoplastischen Harz beigemisciit wird.

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·♦· Verfahren nach Anspruch 1. dadurch gekennzeichnet, daß als Klebstoffbelagmasse eine solche verwendet wird, die aus einer 30 %igen Lösung von 20 6ew.-% Phenol~Formaldehyd und 80 Gew.-% eines Mischpolymers aus Butadien und Acrylnitril besteht.

5, Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Metall durch Eintauchen der mit lösungsmittelfreiem, ungehärtetem Klebstoff beschichteten Unteinlage in eine MetallÖsung. für stromlose Abscheidung niedergeschlagen wird,

6, Verfahren nach Anspruch 5., dadurch gekennzeichnet, daß das niedergeschlagene Metall elektroplattiert wird und daß erst dann das Harz des lösungsmittelfreien, ungehärteten Klebstoffbelags in den OZustand gehärtet wird.

7, Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis U. dadurch ge~ kennzeichnet, daß das Metall durch Metallisierung unter Vakuum abgeschieden wird,

8, Verfahren nach Anspruch 7., dadurch gekennzeichnet, daß die Vakuumtrocknung und Metallisierung unter Vakuum in der gleichen Vorrichtung bewerkstelligt werden.

9, Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß man nach der Härtung des Klebstoffbelags vom A-Zustand in den C-Zu3tand auf den Metallniederschlap

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ein Deckmittel im negativen Muster einer gewünschten Schaltung aufbringt»die freiliegenden Metallbahnen plattiert, das Deckmittel entfernt und das durch die Entfernung des Deckmittels freigelegte Metall beseitigt»

10» Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß man vor der Härtung des Klebstoffbelags vom A"-Zustand in den C-Zustand auf den Metallniederschlag ein mittel im negativen Muster einer gewünschtert Schaltung auf- ™ bringt» die freiliegenden Metallbahnen plattiert, das Deckmittel entfernt und das durch die Entfernung des Deckmittels freigelegte Metall beseitigt.

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