DE2024112A1

DE2024112A1 - Verfahren zum Herstellen von Metallfolien

Info

Publication number: DE2024112A1
Application number: DE19702024112
Authority: DE
Inventors: Otto 5270 Gummersbach; Engelhardt Ursel 5227 Windeck; Klemm Rudolf 4060 Viersen Nockemann
Original assignee: KM Kabelmetal AG
Current assignee: KM Kabelmetal AG
Priority date: 1970-05-16
Filing date: 1970-05-16
Publication date: 1971-12-02
Also published as: FR2092478A5

Description

Kabel-, und M.p ta 11.werke Gutehoffnungshütte Aktiengesellschaft

Verfahren 7ur Herstellung ^von

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Metallfolien, vorzugsweise mit einer Dicke von weniger als .20U mit einer Rauh- und einer Glattseite, insbesondere Kupferfolien zur Herstellung gedruckter Schaltungen, bei dem ein? kathodisch geschaltete Walze mit einer passivierten Mantelschicht langsam in einem Elektrolyten gedreht wird und die auf der Mantelfläche der Walre abgeschiedene Metallfolie kontinuierlich abgezogen und gegebenenfal1s auf eine Smile aufgewickelt wird.

Kupfprfolien werden auf elektrolytischem Ve^e so hergestellt, daß pinfi kathodisch geschaltete Abscheidungswabe mit einem Teil ihrer Oberfläche (ca. 50 %) in einen Elektrolyten eintaucht und auf elektrolvtischem Wege mit einer Schicht ans Kunfer belegt wird.

Die Oberfläche dieser Abscheidungswalzen ist so passiviert, daß die abgeschiedene Kupferschicht nicht fest haftet. Wenn die Walze langsam im Elektrolyten rotiert, kann an einem Ende dje abgeschiedene Schicht fortlaufend von der Walze abgetrennt und nach verschiedenen Nachbehandlungen (Spülen, Reinigen, Trocknen) auf Spulen aufgewickelt werden. Die Folienstärke wird über die Rotationsgeschwindigkeit und die Stromdichte eingestellt.

Für Folien, die für gedruckte Schaltungen verwendet werden sollen, ist es notwendig, daß die eine Seite möglichst glatt ist und die andere Seite eine Mikrorauhigkeit mit

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möglichst großer Oberfläche aufweist. Die Folie wird mit der rauhen Seite durch Kleben tind Pressen mit nicht leitenden Platten (Phenolpappe, Papier, Epoxyd-Harz-Platten) fest verbunden.

Die Folien werden nach den bisher vorgeschlagenen Verfahren auf die Weise hergestellt, daß die Glattseite der Folien als Reproduktion der entsprechend präparierten Walzenoberfläche und die Rauhseite durch geeignete Elektrolyt-Zusätze erzeugt wird. Durch die Elektrolyt-Zusätze wird ein säulen- oder strahlenförmiges Quergefüge in desr Folie erzielt, das nach Erreichen einer gewissen Schichtdicke von ca 2Oyu aus der Abscheidungsoberfläche vorwächst und so die Rauhseite der Folie bildet.

Die nach diesem Verfahren hergestellten Folien weisen erhebliche Nachteile auf. Durch das strahlen- oder säulenförmige Quergefüge sind die so abgeschiedenen Folien relativ spröde und haben oft eine mangelhafte Duktilität. Da das Vorwachsen der Gefügeteile erst bei einer Schichtdicke von 2OyU beginnt, können. Folien mit der geforderten Rauhseite mit einer Wandstärke von weniger als 20ü nicht hergestellt werden.

Als passivierte Schicht ist bei den bekannten Walzen eine Chromschicht auf die Walzenraantelflache aufgebrachte Da Chrom sehr hart ist und sich deshalb sehr schwer bearbeiten läßt, läßt sich im Mikrobereich eine glatte Oberfläche der Chromschicht und damit der Glattseite der Folie nicht oder nur mit erheblichem Aufwand erzielen. Eine möglichst glatte Oberfläche der Eupferfolie an der Glatt-

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seite ist aher bei Folien erwünscht, die in der HF-Technik eingesetzt werden, da HF-Ströme nur etwa 3 - 5 »mi in die Leiterbahnen eindringen und bei einer wenig glatten Oberfläche erheblich längere Wege zurückzulegen haben*

Durch die Erfindung werden" diese Nachteile überwunden· Gemäß der Erfindung wird bei dem Verfahren eingangs erwähnter Art die Rauhseite als Negativabdruck der Walzenoberfläche reproduziert und die Glattseite durch Glanzzusätze zum Elektrolyten an der Walzenoberflache abgekehrten Seite erzeugt. Mit Hilfe des erfindungsgemäßen Verfahrens ist es nunmehr gelungen, in einfacher Weise Metallfolien mit einer Rauh- und einer Glattseite mit einer Gesamtd-i cke von weniger als 2O «herzustellen, die überdies noch sehr duktil sind und ein sehr feinkörniges Gefüge aufweisen. Die gute DuktiIitat der nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten Metallfolien erlaubt den Einsatz dieser Folien bei der Herstellung flexibler gedruckter Schaltungen. Die Glanzseite ist bei den nach dem erfindunjrsgemäßen Verfahren hergestellten Folien maximal einfeebnet, die Haftseite weist eine vorbestimmte Mikrorauhigkeit auf. Weitere Vorteile der Folien sind, daß sie eine gleichmässige Wandstärke haben und daß sich keine Mikro-Poren bilden.

Die Erfindung betrifft weiter eine Walze zur Durchführung des eingangs erwähnten Verfahrens, die aus einem zylinderförmigen Korper «it Achsstutzen aus Stahl besteht mit einer passivierten äußeren Mantelschicht, beispielsweise aus Chrom. Gemäß der Erfindung sind der zylinderförmige Körper an seiner Mantelfläche und an den Seitenflächen und die Achsstutzen mit einer Schicht aus Kupfer versehen.

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FHe Kupferschicht gewährleistet einen, piten Stromtransport, eine gute Stromverteilung an der Mantelfläche der Walze und somit eine gleichmäßige Wandstärke der abgeschiedenen Metallfolie. Als besonders vorteilhaft hat es sich erwiesen, die Kupferschicht elektrolytisch aufzubringen, da Elektrolytkupfer eine sehr hohe Leitfähigkeit aufweist. Zweckmäßig ist es weiterhin, die passivierte äußere Mantelschicht, die beispielsweise aus Chrom, Blei, Aluminium, Titan oder ähnlichem Metall bestehen kann, aufzurauhen. Auf diese Weise kann ,jede gewünschte Rauhtiefe genau eingestellt werden.

Die Aufrauhung der äußeren Mantel schicht kann mit Vorteil durch Sandstrahlen, Funkenerosion, Gravieren, chemische Axifrauhung (Atzen) , etc. gezielt vorgenommen werden. Men kann aber auch zuerst die aufgebrachte Kuwferschicht aufrauhen und anschließend die passi-vierte Schicht aufbringen.

Die Erfindung ist. an Hand des in den Figuren 1 und 2 dargestellten Ausführungsbeispiels näher beschrieben.

Figur 1 zeigt in pchematischer Weise das erfindungsgemäße Verfahren.

^ig. 2 zeigt in schematischer Darstellung die erfindungsgemäße Walze.

Tn einem Bottich 1 befindet sich der Elektrolyt 2, beispielsweise eine wässrige Lö'sunf, aus ca. 50 g Cu SO^ und ca. 5Og H₂SO, pro Liter Elektrolyt. Tn den Elektrolyten 2 taucht "die kathodisch geschaltete Walze 3 ?^{Λ1 c}&· 50 % ein und wird langsam gedreht. Auf der Walze 2 schei-, det sich das Kupfer ab und wird in Form einer Folie h kein-

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tinuierlich abgezogen und nach verschiedenen Vorbehandlungen, die hier der Deutlichkeit halber weggelassen wurden, z.B. Spülen, Reinigen, Trocknen, auf eine Spule 5 aufgewickelt. Mit l4 sind die Anoden bezeichnet, die kontinuierlich Kupfer in das Bad nachliefern. Das erfindungsgemäße Verfahren unterscheidet sich von den bekannten dadurch, daß die Rauhseite der Folie 4 als Negativabdruck der Mantelfläche der Walze reproduziert wird und die Glanzseite der Folie 4 durch einebnende Glanzzusätze zum Elektrolyten 2 erzeugt wird.

Die Walze 2 - siehe Fig. 2 - besteht aus einem zylinderförmigen Körper 6 au? Stahl. Zur Lagerung dienen die beiden Achsstutzen 7 und 8, die ebenfalls aus Stahl bestehen und mit dem zylinderförmigen Körper 6 aus einem Stück hergestellt sein können. Der zylinderförmige Körper 6 und die Aohsstutzen 7 und 8 sind mit einer elektrolytisch aufgebrachten Schicht 9 aus Kupfer versehen, die eine gleichmäßige Stromverteilung und somit eine gleichmäßige Schichtdicke der Metallfolie 4 gewährleisten soll. Die Dicke der Kupferschicht 9 ist abhangig von der Strombelastung der Walze, d. h., der Querschnitt der Kupferschicht 9 muß so gewählt werden, daß der Stromzufluß von den Achsstutzen 7 und 8 zur Mantelfläche ohne wesentliche Erwärmung gewährleistet ist. Die Stromübertragung erfolgt über die Achsstuteen 7 und 8 in bekannter Weise beispielsweise über nicht dargestellte Kollektoren. Vor dem Aufbringen der passivierten Schicht 10 wird die Kupferschicht 9 im Bereich r\er Mantelfläche aufgerauht, beispielsweise durch Gravieren, Sandstrahlen etc. Anschließend wird die passivierte Schicht 10, beispielsweise aus Chrom, galvanisch aufgebracht. Die passivierte Schicht 10 kann aber auch aus einem anderen Metall bestehen, beispielsweise

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aus Aluminium, Ti tasi oder ähnlichen Metallen. Die Metalle können galvanisch oder durcli Aufdampfen aufgebracht werden. Die Aufrauhung der Mantelfläche kann afoeraiicii nachträglich, d. h., nach Aufbringung der passivierten Schicht 10, geschehen. Um ein Abscheiden des Kupfers an den Stirnflächen der Walze 3 zu verhindern, sind die Verkleidungen 11 und 12, beispielsweise aus Lack oder Kunststoff vorgesehen. In die Mantelfläche des aylindrigchen Körpers 6 sind weiterhin spiralförmige Rillen 13 eingebracht, die eine Kühlung der Walze 3 in* Betrieb dadurch ermöglichen sollen, daß Wasser oder ein anderes Kühlmedium durch die Rillen 13 hindurchgeleitet wird.

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Claims

Kabel- und Metallwerke
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Gutehoffnungshütte Aktiengesellschaft 15. 5. 1970

Patentansprüche

.J Verfahren zur Herstellung von Mßtallfolien, vorzugsweise mit einer Dicke von weniger als 20« , mit einer Rauhund einer Glattseite, insbesondere Kupferfolien ztir Herstellung gedruckter Schaltungen, bei dem eine kathodisch geschaltete Walze mit einer passivierten Mantelschicht langsam in einem Elektrolyten gedreht wird und die auf der Mantelfläche der Walze abgeschiedene Metallfolie kontinuierlich abgezogen und gegebenenfalls auf eine Spule aufgewickelt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Rauhseite als 'Negativabdruck der Walzenoberfläche reproduziert wird und daß die Glattseite durch einebnende Glan»zzusätze zum Elektrolyten an der der Walzenoberfläche abgekehrten Seite erzeugt wird.

2VWal?e z*w* Durchführung des Verfahren.« nach Anspruch 1, bestehend aus einem zylinderförmigen Körper mit Achsstutzen aus Stahl und einer passivierten äußeren Mantelschicht, beispielsweise aus Chrom, dadurch gekennzeichnet, daß der zylinderförmige Körper an seiner Mantelfläche und an den Seitenflächen und die Achsstutzen mit einer Schicht atis Kupfer versehen sind.
3. Walze nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kupferschicht elektrolytisch aufgebracht ist.

k. Walze nach Anspruch 2 oder 3_t dadurch gekennzeichnet, daß die passivierte äußere Mantelschicht aufgerauht ist.

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