DE2134668A1

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Publication number: DE2134668A1
Application number: DE19712134668
Authority: DE
Original assignee: Minnesota Mining and Manufacturing Co
Current assignee: 3M Co
Priority date: 1970-07-08
Filing date: 1971-07-08
Publication date: 1972-01-20
Also published as: DE2134668B2; FR2098242A1; JPS5227189B1; FR2098242B1; DE2134668C3; CA970676A; GB1361242A

Description

M 2998

PATENTANWÄLTE Diving. HANS RUSCHKE Dipl.-lng. HE-NZ A6ULAR

BEKlIK 33 AugiMU-Viktori»-Strafe Ol

Minnesota Mining and Manufacturing Company, Saint Paul, Minnesota 55101, V.St.A.

Schichtstoff mit vliesartiger Unterlage

Die Erfindung betrifft imprägniertes, aus Pasern bestehendes, papierartiges Bahnenmaterial, das als biegsame Unterlage für gedruckte Schaltungen geeignet ist. Gemäss einem ihrer Merkmale betrifft die Erfindung ein bestimmtes Gemisch von chemisch unterschiedlichen Pasern, durch welches ein synergistischer Effekt hinsichtlich der Dimensionsstabilität erreicht wird. Gemäss einem weiteren Merkmal betrifft die Erfindung einen Schichtstoff aus einer Metallfolie und einer vliesartigen Unterlage, wobei die Unterlage ein bestimmtes Gemisch von Polyester- und aromatischen Polyamidfasern enthält.

Aromatische Polyamide mit wiederkehrenden Einheiten der Formel

oder der Pormel

-NR₁Ar₁-NR₁CO-Ar₂-CO-1 0988 A/1899

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(worin Ar₁ und Ar₂ dieselbe oder unterschiedliche Bedeutung haben und zweiwertige aromatische Kerne sind, welche in meta- oder para -Stellung in den wiederkehrenden Einheiten gebunden sind, und worin R₁ Wasserstoff oder eine niedere Alkylgruppe ist) können zu Pasern, Folien oder "Fibriden" verarbeitet werden, wobei sie für ihre Beständigkeit gegenüber hohen Temperaturen bekannt sind; vgl. hierzu die USA-Patentschriften 3 094 511 vom 18. Juni 1965; 3 300 450 vom 24. Jan. 1967; und 3 354 127 vom 21. Nov. 1967; vgl. auch 3 203 933 vom 3I. Aug. 1965 oder 3 225 011 vom 21. Dez. 1965· In der Technik werden solche Fasern, Filme oder "Fibride" aus aromatischen Polyamiden zur Verwendung für elektrische Isolierungen z.B. in gedruckten Schaltungen vorgeschlagen; vgl. hierzu z.B. die obigen USA-Patentschriften 3 094 511 und 3 354 127.

Zu den in der Technik beschriebenen, aus Fasern bestehenden Materialien gehören z.B. die wasserglasverleimten Papiere aus "Fibriden" und Stapelfasern (vg. die oben genannte Patentschrift 3 300 450), welche gewöhnlich kalendriert werden, um die Porosität zu vermindern. Vgl. die britische Patentschrift 1 129 097·· Weitere Einzelheiten hinsichtlich "fibrider" Strukturen finden sich in den USA-Patentschriften 2 999 788 vom 12. Sept. I96I und 2 988 782 vom 20. Juni 196I.

Die Verwendung poröser, vliesartiger Bahnen aus Polyester-Stapelfasern (z.B. aus Polyäthylenterephthalat) zur Herstellung elektrischer Isolierungen und dgl. ist bekannt, Solche vliesartigen Bahnen können mit den für elektrische Isolierlacke verwendeten, in hitzehärtbaren Harzen imprägniert werden. Vgl. USA-Patentschrift 3 309 260 vom 14. Mai I967. Eine elektrische Isolierung gemäss dieser genannten Patentschrift besitzt ausgezeichnete Eigenschaften (z.B. hohe Zerreissfestigkeit), sie besitzt jedoch schlechte Dimensionsstabilität, wenn sie hohen Temperaturen z.B. oberhalb etwa 110° C ausgesetzt wird. Beider Herstellung von gedruckten Schaltungen wird die papierartige Unterlage für die Schaltung Verarbei tungs temperaturen von etwa 121° C oder darüber

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unterworfen, und sie wird gewöhnlich in ein Bad eines Lötmaterials getaucht oder auf einem solchen flotiert, welches eine Tempeietur von z.B. etwa 205-260° C aufweist. Dieses Erhitzen zusammen mit anderen Verfahrensstufen wie z.B. Metallplattierung, Ätzen usw. verzieht oder verformt eine Unterlage aus einem Polyester oder einem mit Lacken imprägnierten Polyester bis zu einem Masse, wo sie unzufriedenstellend oder sogar unbrauchbar ist. Versuche, das Erhitzen, Plattieren, Ätzen oder ähnliehe Verfahrensstufen sorgfältig zu regeln, haben die Diraensionsstabilität nicht in zufriedenstellender Weise erhalten können.

Mit papierartigen Bahnenmaterialien, die aus Pasern oder "Pibriden" aus aromatischen Polyamiden hergestellt sind, sowie mit Filmen aus aromatischen Polyamiden lassen sich die Probleme hinsichtlich der Dimensionsstabilität, die bei der Herstellung von papierartigen gedruckten Schaltungen auftreten, offenbar lösen. Die Verwendung von aromatischen Polyamidfilmen ist jedoch zur Herstellung von dünnen, folienartigen Unterlagen von gedruckten Schaltungen ungeeignet, da solche Filme nicht ausreichende Zerreissfestigkeit aufweisen und durch· eine hohe Empfindlichkeit gegenüber Feuchtigkeit charakterisiert sind. Ein kalandriertes, papierartiges Bahnenmaterial aus Fasern und/oder "Fibriden" aus aromatischen Polyamiden (vgl. hierzu die Diskussion in der britischen Patentschrift 1 129 097) besitzt, ob es mit elektrisch isolierenden, harzartigen Lacken behandelt worden ist oder nicht, gute Zerreissfestigkeit, unterliegt jedoch überraschenderweise bei der Erhitzung und Verarbeitung zu gedruckten Schaltungen einer fast ebenso grossen Verformung wie die Polyesterunterlage. Nicht kalandcierte, papierartige Bahnenmaterialien aus Fas dm oder "Fibriden" aus aromatischen Polyamiden bilden nach der Beschichtung mit Harzen sehr schlechte gedruckte Schaltungen wegen ihrer ungenügenden Zerreissfestigkeit. Die Auswahl einer Faser, die bei Erhitzen eine geeignete DimensionsStabilität zeigt, ist offenbar nur ein Faktor bei der Herstellung von vliesartigen Bahnen für Unterlagen von gedruckten Schaltungen.

Das Mischen von verschiedenen Fasern zur Herstellung vonVliesstoffen ist bekannt; vgl. hierzu z.B. Spalte 8 der USA-Patentschrift

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2 7²3 935 vom 15· Nov. 1955· Diese Erkenntnisse wurden auch auf das Gebiet der "Fibriden"/Stapelfaser-Papiere ausgedehnt; vgl. die oben genannten USA-Patentschriften 2 999 788 und 2 988 782. Es ist jedoch nicht ohne weiteres anzunehmen, dass das Mischen von verschiedenen Fasern die Dimensionsstabilität einer vliesartigen Bahn, die verschiedenen Erhitzungsstufen und unterschiedlichen Verarbeitungsschritten unterworfen wird, verbessern würde. Die Dimensionsstabilität und die Hitzebeständigkeit der aromatischen Polyamide sind nur schwer zu verbessern, insbesondere im Vergleich zu relativ hitzeempfindlichen Fasern wie Polyethylenterephthalat;. In jedem Falle sind dem Stand der Technik keine | Lehren zu entnehmen, welche Art von Fasergemischen im Hinblick auf das spezielle Gebiet von gedruckten Schaltungen geeignet sein würden.

Die vorliegende Erfindung betrifft die Herstellung von biegsamen Unterlagen für gedruckte Schaltungen, welche durch die Verarbeitung (einschliesslich der bei erhöhten Temperaturen durchgeführten Schritte) zu gedruckten Schaltungen nicht nachteilig beeinflusst werden.

Gegenstand der Erfindung ist ferner eine gedruckte Schaltung oder ein ähnlicher Schichtstoff mit einer vliesartigen, papierähnlichen Unterlage aus einem Gemisch von Fasern, welche beständig gegen w Verformung, Verziehen, Verschlechterung und andere nachteilige Einflüsse ist, die bei der Herstellung der gedruckten Schaltungen durch Erhitzen und/oder die verschiedenen chemischen und physikalischen Bearbeitungsschritte, die bei der Beschichtung mit einer elektrisch leitfähigen Folie, dem Ätzen der leitfähigen Folie, dem Löten usw. durchgeführt werden müssen, verursacht werden.

Gemäss der Erfindung werden diskontinuierliche, aromatische Polyamidfasern z.B. von dem in den oben erwähnten USA-Patentschriften 3 094 511, 3 354 127 und 3 300 450 beschriebenen Typ mit mindestens 25 Gew.-% (oder mindestens 15 Gew.-^ nicht verzogenen) diskontinuierlichen Polyesterfasern, z.B. einem Gemisch von verzogenen

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und nicht verzogenen Stapelfasern, die aus einem Polymerisat aus einem Alkylenglykol und einer aromatischen Diearbonsäure hergestellt worden sind, vermischt; dann wird eine dünne (weniger als etwa 0,5 mm), poröse (d.h. einem Gurley-Wert nach ASTM D 726, Methode A, von weniger als etwa 100 Sekunden pro 100 cm^ Luft für eine 0,125 mm dicke Schicht des Materials besitzende),vliesartige Bahn aus dem Gemisch der diskontinuierlichen Pasern gebildet; diese dünne, poröse, vliesartige Bahn mit einem geeigneten, elektrisch isolierenden, hitzehärtbaren, organischen, polymeren, synthetischen Harz imprägniert; und die imprägnierte, dünne, poröse, vliesartige Bahn gemäss den üblichen Arbeitsweisen zu gedruckten Schaltungen verarbeitet, z.B. mit einem leitfähigen Film beschichtet oder plattiert, dann geätzt, gelötet usw.

Die oben genannte Porosität ist für ein leichtes Imprägnieren wichtig. Um der oben beschriebenen, vliesarfcigen Bahn die erforderliche Porosität zu verleihen, sollte möglichst vermieden werden, die in den den USA-Patentschriften 2 999 788 und 2 988 782 beschriebenen "Pibriden" mit dem Gemisch der diskontinuierlichen (d.h. Stapel-) Pasern zu vermischen, da solche "Pibriden" eine Neigung zur Verminderung der Porosität beJ^tzen und damit das Imprägnieren erschweren. Für eine optimale Porosität (im oben beschriebenen Bereich der Gurley-Werte) wird ein Gemisch aus Stapelfasern bevorzugt, in dem die Fasern eine Garnzahl von etwa 0,5 bis 10 Denier und mindestens j5 mm Länge haben. Die Fasern, besonders die Pasern mit feinen Denierzahlen, sind vorzugsweise einfädig.

Es gibt offenbar keine einfache oder direkte Erklärung für das erfindungsgemäss verbesserte Verhalten der vliesartigen Bahnen, und die Erfindung ist in der Tat auch an keine solche Erklr^ung gebunden. Es dürfte sogar im Gegensatz zu den Lehren tind den Erfahrungen der Technik zu stehen, grössere Dimensionsstabilität erreichen zu wollen, indem man hitzebeständige, aromatische Polyamidfasern rnLt hitzeempfindlichen Polyesterfasern vermischt. Der Grund für die Verbesserung umfasst vermutlih Faktoren wie eine

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Kompensierung der Feuchtigkeitsempfindlichkeit der aromatischen Polyamide und/oder einen Ausgleich der Ausdehnungskoeffizienten der Fasern (und/oder des harzartigen Imprägnierungsmittels und/oder der leitfähigen Beschichtung).

Es wurde z.B. gefunden, dassjeine imprägnierte, vliesartige Bahn gemäss der Erfindung in einer Weise hergestellt werden kann, dass sie einen nahezu konstanten, linearen Wärmeausdehnungskoeffizienten innerhalb eines erheblichen Temperaturbereiches ( z.B. von Raumtemperatur bis l60° C) hat. Weiterhin kann dieser Koeffizient dem linearen Ausdehnungskoeffizienten von leitfähigen Metallen wie Kupfer, Silber, Gold und Aluminium sehr nahekommen, selbst wenn die vliesartige Bahn mindestens 15 Gew.-^ einer temperaturempfindlichen (oder in der Hitze erweichenden) Paser enthält.

Die in der Literatur angegebenen Werte für den linearen Wärmeausdehnungskoeffizienten von verschiedenen Epoxidharzen, die zum Imprägnieren von Unterlagen für gedruckte Schaltungen verwendet werden, liegen im allgemeinen bei mindestens 65 χ 10 pro ⁰C.

linearen Wärmeausdehnungskoeffizienten sind in der vorliegenden Beschreibung als Verhältnis cm/cm pro ⁰C angegeben). Die in der Literatur angegebenen Wärmeausdehnungskoeffizienten für Polyesterfilme sind niedriger als diese Werte für Epoxidharze und grössenordnungsmässig einigen der höheren Werte für die übli- * cherweise verwendeten elektrischen Leiter und Halbleiter vergleichbar, wobei die Wärmeausdehnungskoeffizienten für die meisten dieser leitfähigen Stoffe nach der Literatur im Bereich von etwa 5 bis- 30 je 10 pro ⁰C, in einzelnen Fällen auch bei nur 4 oder bei sogar y$ χ 10 pro ⁰C liegen. Die Wärmeausdehnungskoeffizienten der meisten Metalle als Feststoffe neigen dazu, innerhalb des gesamten für die Erfindung infrage kommenden Temperaturbereiches von der Temperatur unabhängig zu sein, wobei sie in den meisten Fällen unterhalb JO xlO pro ° C verbleiben.

Es wurde nun gefunden, dass mit Epoxidharz imprägnierte, vliesartige Bahnen aus Poly-(ethylenterephthalat)-Fasern mehr als einen

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linearen Ausdehnungskoeffizienten haben können, und zwar abhängig von der Temperatur, bei der der Koeffizient bestimmt wird. Bei Temperaturen unterhalb 100° C liegen diese Werte nahe den oben angegebenen Werten für Polyesterfilme; bei den höheren Temperaturen jedoch, die bei der Herstellung der erfindungsgemässen Sohiohtstoffe häufig angewendet werden, sind diese Werte wesentlich höher und können doppelt oder sogar dreifach so hoch sein, wie nachfolgend im Beispiel 5 (C) gezeigt wird.

Entsprechend den in der Literatur angegebenen Werten haben Fasern, und Garne aus aromatischen Polyamiden einen linearen Ausdehnungskoeffizienten innerhalb des oben erörterten Bereiches von 5 bis 30 χ 10 pro ⁰C, Der lineare Ausdehnungskoeffizient von papierähnlichen Bahnen aus Poly-(m-phenylen-isophthalamid)-Fasern ist jedoch offensichtlich temperaturabhängig, obgleich nicht in demselben Masse wie derjenige der oben beschriebenen Bahnen aus Polyestern·

Dementsprechend waren die niedrigen und relativ konstanten Werte der Wärmeausdehnungskoeffizienten von Imprägnierten, vliesartigen Bahnen gemäss der Erfindung anhand der bisher veröffentlichten Werte der Wärmeausdehnungskoeffizienten der einzelnen Komponenten der Bahnen nicht vorauszusagen, wobei sie einer der Faktoren zu sein scheinen, die bei der überraschenden DimensionsStabilität gemäss der Erfindung, d.h. einer nahezu vollkommenen Flachheit und geringen Schrumpfung, eine Rolle spielen. Kurz gesagt, zeigen die Wärmeausdehnungskoeffizienten, dass die Kombination der Komponenten gemäss der Erfindung Eigenschaften besitzt, die diesen Bestandteilen einzeln nicht eigen sind.

Erfindungsgemäss wird ein hohes Mass an Dimensionsstabilität erreicht, indem man eine rohe, vliesartige Bahn durch Vermischen von (1) mindestens 15 Gew.% diskontinuierlichen, synthetischen Fasern, welche mindestens teilweise bei Temperaturen unterhalb 200° C erweichen, wobei sie einen temperaturabhängigen linearen Wärmeausdehnungskoeffizienten aufweisen können, mit (2) 10 -75

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Gew.-^ Fasern, welche geganüber Temperaturen von mindestens 250⁰C beständig sind und ebenfalls einen linearen Wärmeausdehnungskoeffizienten mit gewisser Temperaturabhängigkeit besitzen können, erzeugt. Die so erhaltene rohe Bahn wird dann mit einem härtbaren Harz imprägniert, welches zu einem feuchtigkeitsunempfindlichen, elektrisch isolierenden Material härtet. Diese Kombination von Materialien ergibt eine Unterlage mit praktisch konstantem linearem Wärmeausdehnungskoeffizienten von vorzugsweise unter JO ä 10~ pro ⁰C, zumindestens innerhalb eines Temperaturbereiches von Normaltemperatur (20 - 25° C) bis zu 120° C und vorzugsweise I6o° C. Die imprägnierte Bahn wird mit einem elektrisch leitenden Material ( d.h. einem Leiter oder Halbleiter ) beschichtet, das normalerweise einen linearen Wärmeausdehnungskoeffizienten von weniger als jJO χ 10 pro ⁰C, vorzugsweise weniger als 25 χ 10 pro ⁰C besitzt, z.B. Nickel, Kupfer, Aluminium oder einem Edelmetall wie Silber oder Gold. Soweit es die Praxis der Erfindung betrifft, haben diese Metalle einen praktisch konstanten, d.h. temperaturunabhängigen Wärmeausdehnungskoef fizienten.

Die Bezeichnung "feuohtigkeitsunempf&ndlich" bedeutet in der vorliegenden Beschreibung eine Feuchtigceitsabsorption, die geringer als diejenige des roh>en Fasergemisohes gemäss der Erfindung ist, d.h. geringer als 6 Gew.-# und vorzugsweise geringer als 5 Gew.-% nach 3 Tagen bei 95 % relativer Feuchtigkeit.

Die Bezeichnung "beständig gegenüber Temperaturen von mindestens 250⁰ C" bedeutet in der vorliegenden Beschreibung mit Bezug auf Fasern im weitesten Sinne, dass die Faser Temperaturen bis zu 250⁰ C (z.B. beim Flotieren auf einem heissen Bad eines Lötmaterials) 10 Sekunden lang oder langer ausgesetzt werdenkann, ohne oder bei nur geringer Schrumpfung durch Schmelzen, ohne Nachlassen der Dehnbarkeit, ohne Desorientierung der Molekularstruktur oder ähnliche chemische oder physikalische Veränderungen. Fasern, die diesen Anforderungen ensprechen, sind z.B. die oben beschriebenen aromatischen Polyamide sowie hochschmelzende und/oder abbaubeständige Cellulosefasern, vorzugsweise regenerierte Cellulosefasern

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wie Rayon. Unter Anwendung der bekannten Spinnverfahren können Fasern aus hitzebeständigen, dimensionsstabilen Polyimiden z.B. Polymerisaten aus aromatischen Diaminen wie 4,4^t-Diaininodiphenyl-' äther und aromatischen Dianhydriden wie Pyromellitsäureanhydrid, hergestellt werden. Die erhaltenen Fasern sind beständig gegenüber Temperaturen bis zu 250° C und besitzen eine niedrige Wärmeausdehnung. Die erfindungsgemäss bevorzugten hitzebeständigen Fasern haben, wenn sie bei Raumtemperatur nach 24 Stunden langer Einwirkung von trockener Luft von 260° C geprüft werden, mindestens noch 60 % ihrer Bruchfestigkeit vor dem Versuch. Ferner haben diese Fasern vorzugsweise einen linearen Ausdehnungskoeffizienten von wenigerals etwa j50 χ 10 pro ⁰C bei Temperaturen unterhalb 120° C. (

Die rohen (d.h. nicht imprägnierten) Bahnen gemäss der Erfindung können nach einer Reihe von bekannten Verfahrensstufen hergestellt werden.

Zunächst wird das gewünschte Gemisch der diskontinuierlichen Fasern aus aromatischen Polyamiden und Polyestern zu einer vliesartigen Bahn verarbeitet, und zwar vorzugsweise durch Verlegen in Luft, z.B. Rando-Webbing oder Garnetting. Dann wird die flockige, in Luft verlegte, vlieartige Bahn vernadelt oder in anderer Welse behandelt, um die Dichte zu erhöhen und/oder Festigkeit und Gleichmässigkeit zu erzielen. Drittens wird die vliesartige, vernadelte m Bahn vorzugsweise heiss gepresst und/oder kalandert, um die Festigkeit durch autogenes Binden der Bahn weiter zu erhöhen und sowohl die Dichte als auch die Festigkeit zu verbessern. Die Länge der Stapelfasern sollte so gewählt sein, dass gute Zerreissfestigkeit erzetylt wird und sich die Bahn auf leichte Weise erzeugen lässt. Rando-Webbing, Garnetting oder äquivalente Bahnenbildung in Luft sind für Stapelfasern mit einer Länge von mehr als etwa 0,3 cm und vorzugsweise mehr als etwa 1,5 cm geeignet. Fasern mit einer Länge von mehr als etwa 8 oder 10 cm sind selbst zur Verarbeitung auf einer Garnett-Maschine ungeeignet.

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Unabhängig von der zur Bildung der Bahn angewendeten Technik soll ten die diskontinuierlichen Pasern aus aromatischen Polyamiden und Polyestern gemäss der Erfindung einfädige Stapelfasern mit Fadendurohmessern von mehr als 5 aber weniger als 35 Mikron oder etwa 0,5 bis 10 Denier sein. Die aromatische Polyamid-Stapelfaser enthält ein Polyamid, welches vorzugsweise eines der in den USA-Patentschriften 3 094 511* 3 300 4-50 oder 3 354 127 beschriebenen Polymerisate ist, d.h.

Unter diesen Polymerisaten werden diejenigen bevorzugt, Senen R-, Wasserstoff und Ar ein m- oder p-Phenylenrest ist, z.B. PoIy-(m-phenylen-_i/diamin7-isophthalamid). Diese bevorzugten Polymerisate behalten ihre physikalischen Eigenschaften bei Temperaturen bis oberhalb 3OO⁰ C praktisch bei. Sie schmelzen nicht, sondern zersetzen sich rasch oberhalb 370° C. Der Index der Polymerisation (n) sollte hoch genug sein, um die in versponnenen Fäden üblichen hohen Molekulargewichte zu liefern. Andere aromatische Polyamide, z.B. diejenigen der Formel (-NR₁-Ar₁-CO-) sind für ihre guten Wärmeeigenschaften ebenfalls in der Technik bekannt; vgl. die oben zitierten USA-Patentschriften 3 203 933 und 3 225 011.

Die bevorzugten Polyesterfasern enthalten Polyester der Formel

(-O-A-O-CO-Ar-CO-)_n,

worin A ein zweiwertiger, geradkettiger oder cyclischer- aliphatischer Rest, Ar ein zweiwertiger aromatischer Rest, z.B. m- und/ oder p-Phenylen, und η der Index der Polymerisation sind. Diese Polyester werden in bekannter Weise aus difunktionellen Alkoholen, z.B. Äthylenglykol, Propylenglykol und 1,4-Gyelohexandimethanol, und difunktionellen Carbonsäuren (oder Estern davon), z.B. Terephthalsäure, Isophthalsäure und Gemischen davon, hergestellt. Aus diesen Polyestern hergestellte Fäden und Fasern sind im Handel erhältlich, z.B. unter der Bezeichnung "Dacron" (Produkt der

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duPont Co.), welches verstrecktes Poly-(äthylenterephthalat) ist. Die Polyesterfaser braucht nicht verzogen zu sein ( d.h. verstreckt oder orientiert und von kristalliner Struktur), sie kann auch nicht verzogen sein (d.h. nicht orientiert und im wesentlichen amorph); in der Tat sollte mindestens ein Teil der Polyester -Stapelfaser nicht verzogen sein.

Die rohen, vliesartigen Bahnen gemäss der Erfindung können beispielsweise das folgende Fasergemisch enthalten:

Stapelfaser Gew.-^

verzogener Polyester (wie oben beschrieben) 0 - 60 nicht verzogener Polyester (wie oben beschrieben)15 - 60 aromatisches Polyamid (wie oben beschrieben) 10 - 75

Ein wesentliches Merkmal dieses Fasergemisches besteht darin, dass es mindestens 15 Gew.-^ der nicht verzogenen Fasern enthält, welche bei Temperaturen unterhalb 100° C, z.B. bei 75° C, zu erweichen beginnen. Der Restanteil der Fasern (sowohl der verzogenen Polyester als auch das aromatische Polyamid) beginnen bei solch niedrigen Temperaturen nicht einmal zu erweichen. Der verzogene Polyester beginnt bei Temperaburen oberhalb 200° C, z.B. bei 150⁰C zu erweichen, und· das aromatische Polyamid ist beständig bei Temperaturen bis oberhalb 250° C und sogar über 300 oder 350° C.

Der Mengenanteil der verzogenen Polyesterfaser kann und sollte unter 10 Gew.-^ (sogar bis zu 0 Gew.-%) liegen, wenn sich der Mengenanteil der aromatischen Polyamidfaser 75 Gew.-% nähert, z.B. bei 65 Gew.-^ oder höher liegt. Wenn sich jedoch der Mengenanteil dieses hitzebeständigen Polyamids der unteren Grenze von 10 Gew.-% nähert, sollte mindestens ein Teil der verzogenen Polyesterfasern vorhanden sein, um einen höheren Anteil an Fasern zu erzielen, die einem Erweichen innerhalb des Bereiches von I50 - 250⁰ C widerstehen. Wenn beispielsweise der Mengenanteil der aromatischen Polyamidfaser unterhalb 25 Gew.-% liegt, sollte der Anteil der verzo-

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genen Polyesterfaser mindestens 25 Gew.-% betragen. Das optimale Fasergemisch ist daher:

Stapelfaser . ■ Gew.-#

Gesamtanteil an verzogener und nicht verzogener Polyesterfaser (für die gesamte Polyesterkomponente: verzogen: nicht verzogen = 30/JO bei 35 Gew.-^; verzogen: nicht verzogen = 50/70, aber ^C 2:1 bei . 75 Gew.-^) 35 - 75

aromatisches Polyamid \ 65-25

Es ist darauf hinzuweisen, dass sowohl ein Überschuss an aromatischen Polyamid ( mehr als 75 Gew.-# ) als auch ein Überschuss an Polyester (verzogne + nicht verzogene Fasern = mehr als 90 #) vliesartige Unterlagen mit schlechter Dimensionsstabilität ergibt, und eine erhebliche Verformung der mit dem Metall beschichteten Unterlage ist während der Verarbeitung zu gedruckten Schaltungen zu erwmrten. . - -

Die Feuchtigkeitsempfindlichkeit und Biegsamkeit der rohen Bahnen sind ebenfalls ein wesentlicher Faktor gemäss dar Erfindung. Die Wasserabsorption einer rohen Bahn, die weniger als 75 Gew.-% aromatische Polyamidfasern (bestimmt für eine knochentrockene Probe, die 3 Tage lang in 95 % rel. Feuchtigkeit konditioniert worden ist ) enthält, beträgt weniger als 6 % und kann durch Erhöhung des Anteils an Polyesterfasern leicht auf unter 5 % gesenkt w^den. Die Feuchtigkeitsabsorption kann weiterhin durch die Wahl eines gegen Feuchtigkeit unempfindlichen, hitzehärtbaren Harzes vermindert werden, wobei man z.B. eines der in der USA-Patentschrift 3 027 2*79 vom 27. März I962 beschriebenen Harze verwenden kann. Die Feuchtigkeitsempfindlichkeit von Bahnen, die mehr als 75 Gew,- % aromatische Polyamidfasern enthalten, fi8och nicht durch Beschichten oder Imprägnieren mit Harzen ausgeschaltet werden. Wenn solche Bahnen mit hohem Polyamidgehalt, die mit Harz beschichtet oder imprägniert sind, mit Metall überzogen und den Bedingungen des Lötbades unterworfen werden, tritt schwerwiegende Blasen-

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bildung des Metallüberzuges ein. Diese Blasenbildung lässt sich jedoch bei den Fasergemischen der Erfindung, insbesondere denjenigen mit niedrigem Gehalt an aromatischen Fasern, praktisch vollständig ausschalten. Es ist jedoch nicht erforderlich, einen minimalen Gehalt an aromatischen Polyamidfasern zu verwenden, um die Blasenbildung im Lötbad zu vermeiden. Bei einer Bahn mit etwa 50 # Poly-(ra-phenylenisophthalamid)- und 50 % Poly-(äthylenterephthalat)-Stapelfasern, die mit einem Polymerisat gemäss der USA-Patentschrift 3 027 279 imprägniert 1st, tritt keine sichtbare Blasenbildung ein, obgleich diese imprägnierte Bahn eine Feuchtigkeitsabsorption von etwa 2 % (die rohe Bahn von 3 #) hat.

Die rohe (unimprägnierte) Bahn muss porös sein, um die Imprägnierung zu gestatten. Der Gurley-Wert (ASTM D 726, Methode A) der rohen Bahnen beträgt vorzugsweise weniger als 100 Sekunden pro 100 cnr Luft, wenn er für eine einzelne, 0,125 mm dicke Schicht des vliesartigen Materials ermittelt wird. Die rohe Bahn darf jedoch nicht so offen oder locker verlegt sein, dass sie überhaupt keinen Gurley-Wert aufweist. Wenn man das erfindungsgemässe, vliesartige Material zehnfach übereinanderlegt, und 300 cnr Luft anstelle der 100 cm·^ Luft durch die erhaltene 1,25 mm dicke Lage gepresst werden, erhält man einen Gurley-Wert von mindestens 0,5 Sekunden und im allgemeinen mindestens 1 oder 2 Sekunden. In der industriellen Praxis hat die rohe Bahn eine Dicke von weniger als etwa 0,5 mm und vorzugsweise weniger als etwa 0,4 mm. Das Ge-

wicht der rohen Bahn kann im Bereich von etwa 75 bis 135 g/m vorzugsweise etwa 23 - 30 kg pro 260 m (45 bis 75 pounds pro 2880 oder 3000 square foot, vorzugsweise 50 - 65 lbs. pro 2880 square foot ) liegen. Bahnen mit grösserer Dicke können nach der Metallbeschichtung der Unterlage in unangemessener Weise an Biegsamkeit verlieren. Für eine rasche, wirksame und kontinuierlicÄe Herstellung von gedruckten Schaltungen ist es wesentlich, dass die metallbeschichtete Unterlage ( d.h. die metall^beschichtete, imprägnierte Bahn ) biegsam genug ist, um sich um Walzen herum führen zu lassen und dgl. Eine Unterlagebahn oder ein Film,der steifer als ein biaxial orientierter Poly-(alkylenterephthalat)-Film von 0,25 mm

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(z.B. ein 0,25 mm dicker "Mylar"-Film, eingetragenes Warenzeichen der duPont Co.) ist, wäre für die kontinuierliche, industrielle Herstellung von gedruckten Schaltungen nicht ausreichend biegsam. Die Biegsamkeit eines 0,13 mm dicken "Mylar"-Films (der auf dem "Gurley Stiffness Tester" von W. und L*E. Gurley Company of Troy, New York 700 rag misst) wird als ungefährer Standard für biegsame Unterlagen, wie sie zur Zeit in der Industrie verwendet werden, angesehen. Die erfindungsgemässen Unterlagen für gedruckte Schaltungen sind mindestens so biegsam wie ein 0,25 mm dicker "Mylar" -Film, und können biegsamer als ein 0,13 mm dicker "Mylar"-Film sein, wobei die Biegsamkeit auch von der Biegsamkeit des Harz-Imprägniermittels usw. abhängt. Bei einigen gedruckten Schaltun-" gen kann die Unterlage so biegsam sein, wie es gewünscht wird; bei anderen Anwendungen ist eine minimale Steifheit, z.B. ein "Gurley Stiffness"-Wert von mehr als 100 mg erforderlich. Eine typische Unterlage für gedruckte Schaltungen hat gemäss der Erfindung einen "Gurley Stiffness"-Wert von etwa 500 mg.

Die Klasse der hitzehärtbaren Harze, die zur Imprägnierung der erfindungsgemässen rohen Bahnen verwendet wird, Ist diejenige, welche unter Bildung von Schichten mit guten elektrischen Isolies· rungseigenschaften, geringer Feuchtigkeitsempfindlichkeit und guten Wärme- und mechanischen Eigenschaften einschliesslieh guter Biegsamkeit gehärtet werden kann, ohne in unangemessener Weise zu schrumpfen. Vor dem Härten sollte die Harzmasse fllessfähig genug sein, um eine poröse Bahn zu imprägnieren. Harze, die mittels eines Kondensat ions Vorganges unter Abspaltung von Wasser härten (z.B.. Harnstoff-Äüehyd-Harze, Melamin-Aldehyd-Harze und Phenol- -Aldehyd-Harze) werden weniger bevorzugt, da die in der Bahn absorbierte Feuchtigkeit im Lötbad Blasenbildung verursachen kann. Hitzehärtbare Polyurethane und Silicone können ebenso wie hitzehärtbare (ungesättigte) Polyester, Acrylharze usw. verwendet werden. Ein Problem im Zusammenhang mit den härtbaren Polyestern besteht darin, dass während der Härtung Schrumpfung eintreten kann und In Betracht gezogen werden muss. Härtbare Epoxidsysterne, z.B. die üblichen Massen aus mehrwertigen Phenolen und Polyglyci-

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dyläthern, sind geeignete, isolierende Imprägniermittel. Eine besonders geeignete, isolierende Epoxidmasse enthält ein Gemisch aus (1) einem verzwelgtkettigen, saure Endgruppen aufweisenden Polyester einer Dicarbonsäure mit einem zweiwertigen Alkohol und einer polyfunktionellen Verbindng, die ein mehrwertiger Alkohol mit mindestens drei nicht-tertiären Hydroxylgruppen oder eine mehrbasische SSure alt mindestens drei Carboxylgruppen, sein kann, wobei nicht mehr als die Hälfte aller dieser Säuren und Alkohole aromatische Ringe enthält, und wobei der Polyester im Durchschnitt 2,1 bis 3,0 Carboxylgruppen pro Molekül enthält, eine Säurezahl von 15 - 125 und eine Hydroxy !zahl von weniger als 10 hat und frei von äthylenisch ungesättigten Bindungen in seiner Hauptkette ist? und (2) einer Epoxidverbindung, die im Durchschnitt mindestens 1,3 Gruppen ent hat, welche sich mit den Carboxylgruppen leicht umsetzen, wobei mindestenseine dieser Gruppen die Oxirangruppe ist, wobei diese Gruppen durch eine Kette von mindestens zwei Kohlenstoffatomen voneinander getrennt sind, und wobei die Kette frei von äthylenisch ungesättigten Bindungen ist. Vgl. USA-Patentschrift 3 027 279. Eine Epoxid-Polyester-Masse dieses Typs kann z.B. ein Gemisch aus (1) einem Polyester, der sich von Adipinsäure, Isophthalsäure, Propylenglykol und Trimethylolpropan ableitet, und (2) einem flüssigen Epoxyharz, wie z.B. dem Polyglycidylather von Bisphenol A oder Resorcinol, dem Kondensationsprodukt von l,l,2,2-Tetraüs-(4-4iydroxyphenyl)-äthan und Epichlorhydrin, Limonendioxid, Cyelopentadiendioxid, Vinylcyclohexendioxld und/oder 3, ^-Epoxy-o-methylcyelohexylmethyl-?* 4-epoxy-6-methy lcyc lohexancarboxylat, enthalten.

Das Gewichtsverhältnis der Bahn zum Imprägniermittel in den erfindungsgemässen Unterlagen liegt im Bereich von 1 : 1 bis 1 : K und beträgt vorzugsweise etwa 2 s 3·

Die imprägnierten Unurlagen gemäss der Erfindung können auf übliche Weise auf einer oder beiden Oberflächen mit einer leitfähigen Schicht versehen werden, z.B. mit Hilfe eines geeigneten Klebstoffes oder durch stromlose Plattierung, durch welche eine ausrei-

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chende Metallabscheidung erzielt wird, um eine Elektroplattierung zu ermöglichen. Geeignete leitende Schichten sind z.B. Folien aus Kupfer, Aluminium, Nickel, Silber, Gold oder geeigneten Übergangs metallen, Die Dicke der Metallfolie liegt gewöhnlich in der Grössenordnung von etwa 0,02 bis 0,05 mm· Der erhaltene Schichtstoff aus der imprägnierten, vliesartigen Bahn und der Metallfolie ist besonders geeignet zur Herstellung gedruckter Schaltungen, obgleich er auch selbst als Kondensator oder als Material für Schutz- oder Hitzereflexionsauskleidungen verwendet werden kann. Nach dem Metallauftrag kann ein Leitungsmuster auf der vliesartigen Unterlage geschaffen werden, indem man auf übliche Weise Teile der Metallfolie selektiv wegätzt. Die geätzten Schichtstoffe können dann mehrere Sekunden lang auf einem üblichen Bad eines Lötmaterials schwimmen gelassen oder in ein solches getaucht werden, wobei die Temperatur des Bades mindestens 230° C beträgt und sogar bei 3^0° C liegen kann. Diese Behandlung in einem Bad eines Lötmaterials wird gewöhnlich durchgeführt, um zuvor befestigte elektrische oder elektronische Stromverbindungen und/ oder Teile wie Widerstände, Transistoren, Halbleiterdioden, Kondensatoren usw. anzulöten. Eine solche gedruckte Schaltung ist in der beigefügten Zeichnung dargestellt, die nachfolgend beschrieben wird.

Sowohl bei einseitig mit Metall versehenen Schichtstoffen (Folie /vliesarfcige Bahn) als auch bei beidseitig mit Metall versehenen Schichtstoffen (Folie/vliesartige Bahn/Folie) ist es sehr erwünscht, dass die vliesartige Unterlage mindestens semi-transparent ist, um die Prüfung des richtigen Haftens der Beschichtung und/oder de» genauen Anordnung der oben und unten aufgebrachten Beschichtung zu erleichtern. Es ist ein Merkmal der Erfindung, dass die vliesartigen Bahnen von sjda aus transparent oder semi -transparent sind.

Es ist klar, dass bei der Herstellung von gedruckten Schaltungen grosse Anforderungen an die Dimensionsstabilität der Unterlage und an die Haftfähigkeit des Metallüberzuges an der Unterlage ge-

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stellt werden. Für die vorliegende Beschreibung wurde die folgende Messtechnik erstellt, um die \&?formung verschiedener Unterlagen gemäss der Erfindung und gemäßs dem Stand der Technik zu vergleichen;

(1) ein imprägnierter, beidseitig beschichteter Schichtstoff wird auf standardisierte Weise hergestellt, wobei der Überzug aus 0,0^5 mm Kupfer bestand;

(2) der Schichtstoff gemäss Stufe (l) wird zu einer Probe mit den Abmessungen 7,62 χ 7,62 cm zugeschnitten;

(j5) eine Seite des Schichtstoff es wird mit einem Maskierungsband \ geschützt, und von der anderen Seite wird der gesamte Kupferüberzug (mit Ammoniumpersulfat-Ätzlösung) abgeätzt, um die maximale Verformung festzustellen. Der geätzte Schichtstoff wird bei Raumtemperatur 30 Minuten lang trocknen gelassen; dann wird die erste Messung der Verformung durchgeführt;

(4) der Schichtstoff gemäss Stufe (3) wird jJO Minuten lang auf 121° C erhitzt, um typische Verfahrensschritte, die bei der Herstellung von gedruckten Schaltungen durchgeführt werden, zu simulieren; die zweite Messung der Verformung wird dann vorgenommen;

(5) der Schichtstoff von Stufe (4) wird 10 Sekunden lang in ein bei 2^2° G gehaltenes Zinn-Blei-Lötbad eingetaucht. Eine dritte Messung der Verformung wird dann vorgenommen.

Die Messungen der Verformung werden durchgeführt, indem die geätzte und/oder erhitzte Probe von 7,62 χ 7,62 cm, die mehr oder weniger verzogen oder gekrümmt sein dürfte, so auf eine flache Oberfläche gelegt wird, dass die konkav gebogene Oberfläche der Probe einen Bogen über der fla-chen Oberfläche bildet. Der Abstand von der flachen Oberfläche bis zur Spitze des Bogens ist die "Verformung¹.¹ Eine Verformung von weniger als etwa 3*2 mm wird als sehr gut angesehen.

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Die Blasenbildung im Lötbad wird geprüft, indem man den Schichtstoff von Stufe (j5) bei geregelten Feuchtigkeitsbedingungen konditioniert und ihn dann Stufe (5) unterwirft. Jede auftretende Blasenbildung, die durch das Entweichen von Feuchtigkeit verursacht wird, bläht das Kupfer oder trennt es auf andere Weise ab.

Ein weiterl ,wünschenswertes Merkmal der erfindungsgemässen, mit Metall beschichteten Sehichtstoffe ist neben der geringen Verformung und Blasenbildung ihre geringe Schrumpfung. Diese geringe Schrumpfung ist ein weiterer Beweis für ihre gute Dimensions Stabilität» Eine wätere gewünschte Eigenschaft der erfindungsgemässen Unterlagen ist ihre gute Zerreissfestigkeit.

Die Erfindung wird weiterhin durch die folgenden Ausführungsbeispiele erläutert, jedoch nicht eingeschränkt.

Beispiel 1 A. Herstellung einer rohen, vliesartigen Bahn

Das folgende Fasergemisch wurde abgewogen, dann gelockert und in einem Fasermischer miteinander vermischt:

Gew. -Teile

PoJy-(m-phenylenisophthalamid)-Stapelfsern (erhältlich von der duPont Co. unter der eingetragenen Bezeichnung "Nomex", aromatisches Polyamid, 2 Denier χ 3,8l cm) 50 unverzogene PoIy-(äthylenterephthalat)-Fasern (2 Denier χ 5,81 cm, erhältlich als "Celanese type 450") 50

Nach gründlichem Vermischen wurde das Gemisch auf einer Rando Webber-Maschine mit einer Geschwindigkeit von etwa 1,52 m/sec zu einer Bahn verarbeitet. Nachdem die Bahn gebildet worden war, wurde sie durch eine Vernade lungs maschine geführt, wo die lockere

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Bahn zu grösserer Festigkeit und Gleichmäsigkeit vernadelt wurde. Danach wurde die Bahn während desselben Arbeitsganges durch stählerne Haltewalzen, die auf 190° C erhitzt Wordenwaren, geführt. Danach wurde die Bahn verdichtet, und ihre Dicke betrug an dieser Stelle etwa 0,31 mm. Die Bahn wurde dann durch zweimaliges Kalandrieren über ölgeheizten Walzen von 246° C und bei einem Spaltdruck von 2275 kg weiter verdichtet. Danach betrug die Dicke der Bahn 0,20'mm, ihr Gewicht 102 g/m (3,0 ounce/sq. yard = 60 pounds per ream). Die Bahn war porös, dicht und zäh.

B. Herstellung einer Unterlage für gedruckte Schaltungen aus der rohen Bahn

Die in Teil A dieses Beispiels hergestellte, rohe Bahn wurde durch Tauchen mit dem Epoxid-Polyester-Harz von Beispiel 2 der USA-Patentschrift 3 027 279, d.h. dem Reaktionsprodukt zwischen Adipinsäure/lsophthalsäure/Propylenglykol/Trimethylolpropan-Polyester, einem Epichlorhydrin-Bisphenol A-Epoxyharz und Tris-(2,4,6-Dimethylaminomethyl)-phenol, beschichtet. Der Harzüberzug wurde 30 Minuten lang bei 205 °C gehärtet. Die erhaltene, imprägnierte Bahn hatte eine Dicke von 0,25 mm, gute Zerreissfestigkeit, und ein Gew.-Verhältnis Harz : Paser (d.h. Harz ι rohe Bahn) von 80 : 20.

C. Auftragen der Kupferschicht

Eine Klebstoffschicht (dieselbe Harzmasse wie in Beispiel 1 - B) mit einer trockenen Schichtdicke von etwa 0,025 mm wurde auf beiden Seiten über dem ersten, gehärteten Überzug aufgetragen. Diese wurde 20 Minuten lang bei 149° 0 getrocknet, und zur B-Stufe gehärtet.0,03 g/om² "Treatment A"-Kupferfolie (Circuit Foil Corporation) wurde dann auf beide Seiten aufgeschichtet, indem das Material durch den Spalt von auf I38⁰ C erhitzten Druckwalzen geführt wurde, wobei die eine Walze aus Stahl, die andere aus Gummi bestand. Nach der Herstellung des Schichtstoffes wurde der Klebstoff 15 Minuten lang bei 205° C gehärtet. Der erhaltene, flache, auf beiden Seiten mit Metall versehene Schichtstoff war

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biegsam und hatte eine Gesamtdicke von 0,392 mm. Das Kupfer war fest an der Unterlage gebunden.

D. Wärmeausdehnungskoeffizient

Naoh dem Verfahren von Teil A-C dieses Beispiels wurde eine zweite, mit Kupfer beschichtete Probe hergestellt. Der Kupferüberzug wurde vollständig weggeätzt, um eine vliesarfeige, imprägnierte Bahn zu erhalten, wobei die Gesamtdicke des Dielektrikums 0,JO mm betrug. Der lineare Wärmeausdehnungskoeffizient wurde innerhalb des Temperaturbereiches von 30 - l60° C gemessen und ergab sich zu 17 x 10"⁶ pro ⁰C. 0,03 g/cm² "Treatment A"-Kupferfolie (Circuit Foil Corp.) mit einer Dicke von 0,035 mm hatte einen linearen Wärmeausdehnungskoeffizienten von 18 χ 10" pro ⁰C in diesem Temperaturbereich; dieser Wert stimmt mit dem in der Literatur angegebenen Wert von 17 χ 10 /⁰C gut überein.

Beispiele 2-4

Das Verfahren von Beispiel 1-A wurde angewendet, um Bahnen mit unterschiedlichem Fasergehalt herzustellen, mit den folgenden Abwandlungenj eine Garnett-Maschinö wurde sowohl zum Vermischen der Fasern als auch zur Bildung der lockeren Bahnen verwendet. Zum Verdichten wurde anstelle der Haltewalzen eine Plattenpresse unter den folgenden Bedingungen verwendet:

Beispiele Bedingungen auf der Plattenpresse

2 und 3 163° C, 35 kg/cm^H,15 Minuten

4 232° C, 35 kg/cm², 15 Minuten

Folgende Fasergemische wurden verwendet:

Beispiel Stapelfaser Gew. -%

2 "Nomex" (vgl. Beispiel 1-A) 10

nicht verzogener Polyester (vgl.Beisp.l-A) 40 verzogenes Poly-(äthylenterephthalat)

("Celanese Type 4ΐθ", 3 Denier, 3,Öl cm) 50

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Beispiel Stapelfaser Gew. -<$

3 "Noraex" (vgl. Beispiel 1-A) 25 nicht verzogener Polyester (vgl.Beisp.l-A) 50 verzogener Polyester (vgl. Beisp. 2) 25

4 "Nomex" (vgl. Beispiel 1-A) 75 nicht verzogener Polyester (vgl.Beisp.l-A) 25

Die bei den Beispielen 2, 3 bzw. 4 erhaltenen rohen Bahnen besassen eine Dicke von 0,114 bzw. 0,l47 bzw. 0,152 nun.

Gemäss Beispiel 1, Teile B und G wurden Unterlagen für gedruckte Schaltungen hergestellt, mit der Abwandlung, dass eine Plattenpresse zum Aufbringen der Kupferschichten verwendet wurde, wobei die Bedingungen 205°C, 8,75 kg/cm und 30 Minuten waren. Folgende Dicken und Gew.-Verhältnisse Harz : rohe Bahn wurde fürdie imprägnierten Bahnen erhalten:

Beispiel Dicke Gew.-Verhältnis Harz xrohe Bahn

2 0,173 mm 54 : 46

3 0,193 mm 57 i 43

4 0,226 mm 70 : 30

Beispiel 5 A. Verformung^ versuche

Der oben beschriebene Verformungsversuch wurde mit Proben durchgeführt, die aus den Schichtstoffen der Beispiele 1-4 zugeschnitten worden waren und Abmessungen von 7*62 χ 7*62 cm besassen. Um einen Vergleich mit dem Verhalten der erfindungsgemässen Isolationsmaterialien zu ermöglichen, wurden nach dem Verfahren von Beispiel 1 beidseitig mit Mefe.ll versehene Schichtstoff^ aus den folgenden Unterlagen hergestellt:

Unterlage (l)t bestand nur aus Polyesterfasern, d.h. verzogenen

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und nicht verzogenen PoIy-(alkylenterephthalat)-Fasern im Verhältnis 50/50, erhältlich von Kendall Co. als "Kendall M-1482"; Dicke der rohen Bahn 0,127 mm

Dicke der imprägnierten Bahn 0,191 mm Gew.-Verhältnis Harz/rohe Bahn
der imprägnierten Bahn 57 :

Unterlage (il): bestand nur aus "Nomex"-Fasern (vgl. Beispiel !-Α), d.h. war eine poröse, vliesartige Bahn aus 100 % "Nomex" -Fasern, gebunden mit 10 Gew.-^ hitzehärtendem, acrylischem Bindemittel, erhältlich von Kendall Co. als "Kendali St-4-77.1"; Dddce der rohen Bahn 0,076 mm

Dicke der imprägnierten Bahn 0,178 mm Verhältnis Harz:rohe Bahn der
imprägnierten Bahn 78 χ 22

Die Unterlagen (i) und (II) wurden auf beiden Seiten mit je 0,035 mm-Kupferfolien beschichtet.

Die Ergebnisse der Verformungsversuche sind in der folgenden Tabelle I angegeben:

	Tabelle I	mit Metall beschichteten Bahnen	12l°c 3o min.	232^OC Lötbad
Verformung der	auf beiden Seiten	Verformung, Abstand von der flachen Oberfläche bis zur Spitze des Bogens (mm)	22	25,4
-	Gew.-^ "Nomex" im Fasergemisch	nach dem Ätzen	21	18
Schichtstoff	O	16	3,3	3,3
Unterlage (i), beidseitig be schichtet £	10	11	0,0	0,8
Beispiel 2 χ	25	3,3	8,1	4,8
Beispiel 3 £	50	2,3	8,1	19
Beispiel 1 X	75	8,4
Beispiel 4 xx	Unterlage (II),beid seitig beschichtet»* 100	9,7

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χ Verformung als Bqgenbildung gegenüber der Unterlage xx Verformung als Bogenbildung gegenüber dem nichtgeätzten KupferÜberzug.

B. Blasenbildungsversuch im LStbad

Der oben beschriebene Blas enbildungs verlieh (Lötbad von 232⁰C) wurde mit.einem identischen Satz Proben durchgeführt. Die Proben wurden, wie oben beschrieben, geätzt und getrocknet, dann 24 Stunden lang bei 50 % relativer Feuchtigkeit konditioniert. Bei einem Fasergehalt von 0 - 50 Gew.-^ "Nomex" war keine Blasenbildung zu erkennen. Eine leichte Blasenbildung kann bei einem Gehalt an "Nomex"-Fasern von 75 % auftreten. Die Probe mit einer Unterlage aus 100 % "Nomex" (Unterlage (II) ) war offensichtlich blasig.

Die Feuchtigkeitsabsorption des Harzimprägniermittels von Beispiel 5-B nach 3 Tagen bei 95 % relativer Feuchtigkeit beträgt nur etwa 1 %\ dies ist für harzartige, elektrisch isolierende Überzügsund Imprägniermassen typisch.

C. Wärmeausdehnungskoeffizienten

Der lineare Ausdehnungskoeffizient der Unterlage (i) wurde erhalten, indem der gesamte Metallüberzug weggeätzt und der Koeffizient sowohl in Verarbeitungs- als auch in Querrichtung der Bahn bei JO - 100° C und 100 - l60° C bestimmt wurde. Folgende Ergebnisse wurden erhalten:

Tabelle II

Wärmeausdehnungskoeffizient einer nur aus.,Polyesterfasern bestehenden Bahn

Temperaturbereich linearer Ausdehnungskoeffizient, cm/cm pro C

Verarbeitungsrich- Querrich-

tung χ tung χ

30 - 10O⁰C 30xlÖ~° 46 χ ΙΟ"⁶

100 - 16O°C 66 χ 10"⁶ 100 χ 10~⁶

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χ Die Bezeichnungen "\erarbeitungsrichtung" und "Querrichtung" beziehen sich auf die Art und Weise,'wie die Pasern zu einer Bahnstruktur verlegt werden, diedurch die Art und Arbeitsweise der die Bahn erzeugenden Maschine bestimmt wird.

Der in der Literatur angegebene lineare Ausdehnungskoeffizient für "Nomex"-Fasern oder -Garn (vgl. Beispiel 1) beträgt 20 xlO pro ⁰C Ein im Handel erhältliches, 0,127 mm dickes "Nomex"-Fibridpapier (von der duPont Co.) hatte jedoch in Marbeltungsrichtung einen linearen Ausdehnungskoeffizienten von 11 χ 10~ pro ⁰C bei 70 - 120⁰G und von 35 χ 10"⁶ pro ⁰C bei 120 - 155° C. Die Werte der Ausdehungskoeffizienten von Bahnen gemäss der Er- * findung (vgl. Beispiel 1-D) zeigen somit weiterhin ihre wesentlich vorteilhaftere Dimensionsstabilität gegenüber den nur aus Polyesterfasern bestehenden Bahnen (vgl. Tabelle II) und den im Handel erhältlichen Poly-(m-phenylenisophthalamid)-Papieren.

Wie bereits ersinnt, ist der neuartige Schichtstoff gemäss der Erfindung für zahlreiche Zwecke anwendbar· So kann z.B. nach dem Verfahren von Beispiel I-C mittels der üblichen Technik eine gedruckte Schaltung unter Verwendung eines Maskterungsbandes und von Ammoniumpersulfat als Ätzmittel hergestellt werden. Mit dieser Technik kann man auf eine oder beide Seiten des beidseitig mit der Metallschicht versänenen Schichtstoffes ein "Finger"-Muster k ätzen. Die "Finger" werden gestanzt, um Löcher für den Anschluss von elektrischen oder elektronischen Teilen zu schaffen. Die Löcher werden dann mit Hilfe der üblichen stromlosen Techniken plattiert, und nachdem die entsprechenden Teile befestigt worden sind, wird die erhaltene Schaltung der üblichen Behandlung im Lötbad unterworfen. In der Zeichnung ist eine solche gedruckte Schaltung in perspektivischer Ansicht dargestellt. KupfeF-Finger" 15 sind angebracht worden, indem die auf der Hauptoberfläche 13 der Unterlage 11 aufgebrachte Kupferschicht geätzt wurde. Der Widerstand I7 wird angeschlossen und an die beiden "Finger" 15 angelötet, wobei die gedruckte Schaltung 10 entstanden ist.

- Patentansprüche 109884/1899

Claims

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1.,) Mit Metall beschichtetes, bahnenförmiges, harzimprägniertes, elektrisch isolierendes, vliesartiges Unterlagematerial, welches in der Hitze erweichende Pasern wie z.B. Polyesterfasern enthält, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens 10 #, vorzugsweise mindestens 25 %_s aber nicht mehr als 75 % der Pasern in dem Unterlagematerial, bezogen auf das Gesamtgewicht der Pasern in dem vliesartigen Unterlagematerial, aromatische Polyamid-, Cellulose- oder Polyimidfasern sind.

2. Mit Metall beschichtetes Unterlagematerial nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Unterlagematerial zu mindestens 15 Gew."% aber nicht mehr als 60 Gew.-% aus nicht verzogenen Polyesterfasern und zu 25-75 Gew.-^ aus aromatischen Polyamidfasern besteht, wobei der Rest, falls vorhanden, verzogene Polyesterfasern sind.

3. Mit Metall beschichtetes Unterlagematerial gemäss Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Unterlagematerial zu 25-75 Gew.-% aus Poly-(m-phenylisophthalamid)-Pasern und zu 75-»25 Gew.-^ aus PoIy-(äthylenterephthalat)-Pasern besteht.

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4. Verwendung des mit Metall beschichteten Unterlagematerials geraäss Anspruch 1 zur Herstellung von gedruckten Schaltungen.

Me./Br.

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