DE2065349A1

DE2065349A1 - Verfahren zur herstellung eines aluminiumplattierten schichtstoffes fuer gedruckte schaltungen und dergleichen

Info

Publication number: DE2065349A1
Application number: DE19702065349
Authority: DE
Inventors: Ottavio Eugene H D; John J Grundwald; William P Innes; Michael S Lombardo; Harold L Rhodenizer
Original assignee: MacDermid Inc
Current assignee: MacDermid Inc
Priority date: 1969-12-31
Filing date: 1970-12-30
Publication date: 1973-05-03

Description

Verfahren zur Herstellung eines aluminiumplattierten Schichtstoffes für gedruckte Schaltungen und dergleichen Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung eines aluminiumplattierten Schichtstoffes für gedruckte Schaltungen und dergleichen.
Leitermetallplattierte Schichtstoffe werden heute sehr viel. zur Herstellung von gedruckten Schaltungen verwendet, um unter anderem die notwendige Verdrahtung der auf einer solchen Schaltkarte angeordneten elektronischen BaueLemente in eine Form zu bringen, die eine maschinelle, reproduzierbare und wirtschaftliche Herstellung ermöglicht, Nach Stand der Technik ist vor allem das Verfahren zur flerstellung der kupferkaschierten Platten bekannt, das ein polymeres Bindematerial verwendet, um den Isolierträger mit dem Leitermetall Kupfer zu verbinden, Dieses Verfahren hat den Nachteil, daß eine sorgfältige Aufbereitung und Aufbringung dieses Beschichtungsmaterials zur Erzielung wirksamer und gleichbleibender Ergebnisse erforderlich ist0 Weiter ergeben sich wie in den meisten Fällen bei Verwendung eines Klebstoffes als Zwischenträger zum Verbinden von Kupfer oder sonstigen Leitermetallen mit einem Kunststoffschichtträger stets Probleme bei der Erzielung richtiger dielektrischer Eigenschaften des Klebstoffes, der genauen und übereinstimmenden Reproduzierbarkeit des polymeren Bindematerials und der ausreichenden Haftung Daraus ergibt sich die Aufgabe, ein Verfahren zur Herstellung eines leitermetallplattierten Schicht stoffes zu schaffen, bei welchem die Verwendung eines polymeren Bindematerials als Zwischenträger nicht erforderlich ist, Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß dünne' Aluminiumfolie mit einem Bogen aus thermoplastischem Harz in Berührung gebracht und ausreichend Wärme zugeführt und Druck ausgeübt wird, um die Aluminiumfolie mit dem thermoplastischen Harz zu verbinden, wobei die an dem Harzbogen anliegende Fläche der Aluminiumfolie in einem elektrolytischen Phosphorsäurebad anodisch behandelt worden ist.
Weitere Ausgestaltungen der Erfindung finden sich in den Unteransprüchen.
Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin, daß die Verwendung von polymeren Haftüberzügen überflüssig ist, wenn eine zufriedenstellende Haftung eines Leitermetalls an dem dielektrischen Schichtträger bei der Herstellung von gedruckten Schaltungen nach dem subtraktiven oder additiven Verfahren erreicht werden soll, wobei dieses Verfahren besonders für Schichtträger aus thermoplastischem Harz geeignet ist.
Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung sind nachstehend näher erläutert und anhand von drei Ausführungsbeispielen weiter verdeutlicht.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zur Herstellung eines aluminiumplattierten Schicht stoffes für gedruckte Schaltungen umfaßt der erste Arbeitsgang die anodische Behandlung von Aluminiumfeinblech oder Aluminiumfolie in einem etwa 10 bis 60 Gewichtsprozente Phosphorsäure enthaltenden elektrolytischen Bad bei einer Temperatur von etwa 20 bis etwa 550 C für die Dauer von 1 bis etwa 30 Minuten oder mehr und bei einer Stromdichte von etwa 10,7 mA/cm2 bis etwa 80,7 mA/cm2, wobei das Aluminiumblech vorzugsweise bei etwa 32 bis 430 C etwa 3 bis 7 Minuten bei einer Stromdichte von 28 bis etwa 59 mA/cm2 in einem etwa 20 bis 40 Gewichtsprosente Phosphorsäure enthaltenden elektrolytischen Bad anodisch behandelt wird.
Das auf diese Weise behandelte Aluminiumfeinblech ist dann mit einem zähen haftenden Überzug versehen, der für einen Oxidüberzug gehalten wird. Obwohl die Aluminiumeloxierung üblichweise mit Lösungen aus Schwefelsäure, Chromsäure, Oxalsäure usw. durchgeführt wird, hat sich bei Versuchen herausgestellt, daß nur das Aluminiumfeinblech, das in einem Phosphorsäure enthaltenden Bad anodisch behandelt worden ist, zur Herstellung von Schichtstoffen nach der Erfindung brauchbar ist.
Bei der Herstellung der aluminiumplattierten Schichtstoffe nach der Erfindung können Aluminiumlegierungen wie beispielsweise Aluminium-Kupfer, Aluminium-Magnesium, Aluminium-Kupfer-Magnesium-Zink usw. sowie auch reine Aluminiumfolie und reines Äluminiumfeinblech verwendet werden. Die Dicke des Aluminiummetalls läßt sich über einen weiten Bereich variieren und beträgt im allgemeinen etwa 0,0254 bis etwa 0,2489 mm oder mehr, jedoch vorzugsweise 0,0254 bis etwa 0,0762 mm.
Die Schichtstoffe nach.der Erfindung lassen sich unter Verwendung der verschiedensten, dem Fachmann geläufigen Kunststoffschichtträger herstellen. Zu den für die Erfindung brauchbaren thermoplastischen Werkstoffen gehören die Polyolefine* wi.e beispielsweise Polypropylene, Polysulfone, ABS-Kunststoffe, Polycarbonate, Polyphenylenoxide usw.
Das Verbinden eines thermoplastischen Schichtträgers mit der Aluminiumfolie erfolgt, indem ein Bogen des thermoplastischen Materials und Aluminiumfolie mit einer dem Kunststoff zugekehrten anodisch behandelten Oberfläche in einer vorgewärmten Presse zur Herstellung von Schichtstoffen bei einem allgemein etwa 7 bis etwa 70 kg/cm2 betragenden Druck und bei einer Temperatur von etwa 65 bis etwa 1750 C oder mehr zusammengepreßt werden. Die Dauer des Preßvorgangs läßt sich über einen weiten Bereich variieren und beträgt im allgemeinen etwa 0,5 bis etwa 10 Minuten oder mehr in Abhängigkeit von dem benutzten beaonderen Kunststoff und dem angewandten Druck. Alternativ werden der thermoplastische Bogen und die Aluminiumfolie so eingelegt, daß die anodisch behandelte Oberfläche des Aluminiums in einer in Abhangigkeit von der Art des Kunststoffes bis auf eine Temperatur von etwa 65 bis 175° C oder mehr vorgewärmten Presse gegen die Oberfläche des Kunststoffes anliegt. Die Presse wird zugefahren und auf einen Anfangsdruck von etwa 10,5 bis etwa 35 kg/cm² gebracht, worauf der Druck mit dem Erweichen und Fließen des Kunststoffes bis auf Null gesenkt werden kann und der Schichtstoff aus der Presse entfernt wird Die Stcirke der Metallfolie läßt sich weitgehend variieren, obwohl diese vorzugsweise etwa 0,0254 bis etwa 0,0762 mm beträgt. In gleicher Weise läßt sich die Dicke des verwendeten Bogens aus thermoplastischem Harz von etwa 0,0381 bis 3,175 mm oder mehr variieren, Die nachfolgenden, nicht als beschränkend anzusehenden Beispiele veranschaulichen die Herstellung der verschiedenartigsten Schichtstoffe nach der Erfindung: Beispiel I Es wurde Aluminiumfolie (Typ 1145, H-18 - 0,0635 mm dick) in einem 30 Gewichtsprozente Phosphorsäure enthaltenden wässrigen elektrolytischen Bad bei 380 C und einer Stromdichte von 43 mA/cm2 für die Dauer von 5 Minuten anodisch behandelt Ein Bogen der anodisch behandelten Aluminiumfolie wurde in einer auf eine Temperatur von 163° a vorgewärmten Presse zur Herstellung von Schichtstoffen auf die Oberseite eines (titandioxidgefüllten) Polypropylenbogens mit einer Dicke von 0,1524 mm gelegt. Der Aluminiumbogen war so angeordnet, daß eine anodisch behandelte Oberfläche den Kunststoffbogen berührte, wobei zum Verhindern des Festklebens zwischen dem Pressentisch und der Unterseite des Polypropylenkun stotof fes eine Zellophanfolie gelegt wurde.
Die Presse wurde zugefahren, der Druck auf 14 kg/cm² gebracht und dann beim Fließen des Kunststoffes allmählich bis auf atmosphärischen Druck gesenkt, worauf der Schicht stoff aus der Presse entfernt wurde. Das Ergebnis ist ein aluminiumplattierter Schicht stoff, bei welchem das Aluminium fest an dem thermoplastischen Harzschichtträger haftet.
Beispiel II Eine Polypropylentafel mit einer Dicke von 3,175 mm wurde in gleicher Weise wic im Beispiel 1 beschrieben auf einen anodisch behandelten Aluminiumbogen mit einer Dicke von 0,0508 mm aufgeschichtet, Als Ergebnis erhält man einen aluminiumplattierten Schichtstoff? bei dem die Aluminiumfolie fest mit dem thermoplastischen Harzschichtträger verbunden ist.
Beispiel III Aus einer ABS-Kunststofftafel (3,175 mm dick) und einer anodisch behandelten Aluminiumfolie (0,0762 mm dick) $wurde ein Schichtstoff in gleicher leise wie im Beispiel I beschrieben hergestellt mit der Ausnahme, daß der angewendete Druck 17,5'kg/cm2 betrug. Auch in diesem Fall ist das Ergebnis-ein aluminiumplattierter Schichtstofl, bei dem die Aluminiumfolie fest mit dem thermoplastischen Harzschichtträger verbunden ist.
Patentansprüche:

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e lo Verfahren zur Herstellung eines aluminiumplattierten Schichtatoffes für gedruckte Schaltungen und dergleichen, dadurch gekennzeichnet, daß dünne Aluminiumfolie mit einem Bogen aus thermoplastischem Harz in Berührung gebracht und ausreichend Wärme zugeführt und Druck ausgeübt wird, um die Aluminiumfolie mit dem thermoplastischen Harz zu verbinden, wobei die an dem Harzbogen anliegende Fläche der Aluminiumfolie in einem elektrolytischen Phosphorsäurebad anodisch behandelt worden ist.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als thermoplastisches Harz Polypropylen verwendet wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als thermoplastisches Harz ABS-Kunststoff (ein Acrylonitril-Butadien-Styrol-Mischpolymer) verwendet wird.

40 Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das thermoplastische Harz mit der Aluminiumfolie verbunden wird, indem ein Bogen des thermoplastischen Materials mit der Aluminiumfolie in einer vorgewärmten Presse bei einem etwa 7 bis etwa 70 kg/cm2 betragenden Druck und bei einer Temperatur von etwa 65 bis etwa 1750 C oder mehr für die Dauer von etwa 0,5 bis etwa 10 Minuten oder mehr zusammengepreßt wird.

So Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Aluminiumfolie in einem etwa 10 bis etwa 60 Gewichtsprozente Phosphorsäure enthaltenden elektrolytischen Bad für die Dauer von etwa 1 bis etwa 30 Minuten bei einer Stromdichte von etwa- 10,7 bis etwa 80,7 mA/cm2 anodisch behandelt wird.