DE2166977C3

DE2166977C3 - Verfahren zum Aufdampfen von Kupferüberzügen auf geformte Körper aus Kunststoff

Info

Publication number: DE2166977C3
Application number: DE19712166977
Authority: DE
Inventors: Irmgard 6200 Wiesbaden Bindrum; Wilhelm Dr. 8965 Wertach Brandt
Original assignee: Hoechst AG
Current assignee: Hoechst AG
Priority date: 1971-12-08
Filing date: 1971-12-08
Publication date: 1978-06-01
Also published as: DE2166977B2; DE2166977A1

Description

Es ist bekannt, Kupferschichten im Hochvakuum auf geformte Körper aus Kunststoffen, z. B. auf im Spritzguß hergestellte Kunststoff-Platten oder auf Kunststoff-Folien, die aus Lösung oder aus der Schmelze hergestellt sind, aufzudampfen.

Diese Kupferschichten zeigen eine verhältnismäßig geringe Haftung auf der Oberfläche der geformten Kunststoffe — im folgenden kurz Kunststoff-Oberflächen genannt —, sie lassen sich z. B. durch einen aufgeklebten Klebestreifen leicht abziehen. Außerdem weisen die Kupferschichten in der Durchsicht viele winzige Löcher auf.

Aus der deutschen Patentschrift 10 02 584 ist es z. B. bekannt, eine dünne Zwischenschicht aus einer Siliciummonoxidatmosphäre abzuscheiden und dadurch die Haftung aufgedampfter Aluminiumschichten zu verbessern.

Gemäß der deutschen Offenlegungsschrift 14 46 283 wird eine Polyesterfolie unter starker Kühlung mit einer sehr dünnen Schicht eines edlen Metalls, z. B. Silber, und anschließend mit einer Zinkschicht bedampft. Dabei soll eine Streifenbildung auf der bedampften Folie verhindert werden.

In der DT-PS 8 78 236 wird ein Widerstand beschrieben, der aufgebaut ist aus einer Unterlage aus einem Polyplast, einei auf dieser Unterlage im Vakuum aufgedampften sehr dünnen Schicht eines anorganischen, beständigen dielektrischen Stoffes, insbesondere eines beständigen Oxydes und einer auf dieser Schicht ebenfalls im Vakuum aufgedampften, dünnen, leitenden Metall- oder Halbleiterschicht. Dadurch soll die Haftfestigkeit der aufgedampften Metallschicht durch die dünne Zwischenschicht verbessert werden.

Aus der DT-AS 12 25 940 ist ein Verfahren zum haftfesten Vakuum-Aufdampfen einer vorzugsweise metallischen Schicht auf eine Unterlage aus halogeniertem Polyäthylen unter Anordnung einer Haftzwischenschicht bekannt, bei dem als Haftschicht eine Metalloxidschicht durch Kathodenzerstäubung aufgebracht wird. Das in dieser DT-AS beschriebene Verfahren wurde speziell für die bei der Herstellung von vakuumbedampften Unterlagen aus halogeniertem Polyäthylen (z. B. Poly-tetrafluor-äthylen) auftretenden Probleme entwickelt

S Aufgabe der im Anspruch 1 angegebenen Erfindung ist es, ein technologisch verhältnismäßig einfacheres Verfahren zu finden, bei dem im Hochvakuum auf Kunststoffoberflächen aufgedampfte Kupferschichten eine ähnlich gute Haftung zeigen wie bisher und keine Löcher aufweisen.

Der Ruß muß in den Ruß enthaltenden Oberflächen abwisch- und abriebfest haften. Polyester-Oberf'ächen werden z. B. mit wäßrigen Ruß-Dispersionen beschichtet, die neben Netzmitteln Trichloressigsäure enthalten.

Die Herstellung von Polyesterformkörpern mit in die Oberfläche eingebetteten Rußpartikeln ist z. B. in der britischen Patentschrift 11 75 936 beschrieben. Die festhaftende Beschichtung von Formkörpern aus anderen Kunststoffen mit Ruß ist z. B. in der belgischen Patentschrift 7 39 548 beschrieben.

Als Kunststoffe sind z. B. Polyester, Polypropylen, Acrylnitril-Butadien-Styrol-Mischpolymerisate oder Polyimide geeignet. Zu den Polyestern gehören die Polykondensationsprodukte aus Äthylenglykol und Terephthalsäure oder Isophthalsäure, zu den Polyimiden die Kondensationsprodukte aus aromatischen Diaminen, z. B. Benzidin und Pyromellithsäuredianhydrid.
Die Bedampfung der Kunststoff-Oberflächen, denen Ruß inkorporiert worden ist, geschieht im Hochvakuum, im allgemeinen bei 10~³ bis 10~⁵,z. B. bei 10"⁴Torr.

Bedampft wird so lange, bis sich wenigstens etwa 2 g Kupfer je Quadratmeter Kunststoff-Oberfläche abgeschieden haben, das entspricht einer wenigstens 0,22 μΐη dicken Kupferschicht. Dann ist die aufgedampfte Kupferschichi optisch vollkommen geschlossen und dicht. Sie haftet untrennbar auf der Unterlage, d. h., sie läßt sich, wenn ein Kreuzmuster in die Kupferschicht geritzt und dieses mit einem druckempfindlichen Klebestreifen überklebt wird, bei ruckartigem Abziehen des Klebestreifens von der Unterlage nicht ablösen.

Wenn Kunststoff-Oberflächen ohne inkorporierten Ruß im Hochvakuum mit Kupfer bedampft werden, dann läßt sich die aufgedampfte Kupferschicht leicht abziehen. Diese aufgedampften Kupferschichten sind nicht dicht, sondern von vielen winzigen Löchern durchsetzt.

Die erfindungsgemäß erhaltenen Kupferschichten lassen sich in einem galvanischen Kupferbad verstärken,

z. B. auf 2 bis 20 μΐη. Auch diese Kupferschichten haften im Klebstreifen-Test untrennbar. Wenn Hochvakuum-Kupferschichten, die unmittelbar auf Kunststoff-Oberflächen ohne Ruß aufgedampft worden sind, galvanisch verstärkt werden, lassen sich die galvanischen Verstärkungen mitsamt der aufgedampften Kupferschicht leicht von der Kunststoff-Oberfläche abziehen.

Die erfindungsgemäß erhaltenen, galvanisch verstärkten Kupferschichten behalten auch dann ihre gute Haftung, wenn sie wochenlang bei Zimmertemperatur in wasserdampfgesättigter Luft gelagert werden.

Das folgende Beispiel erläutert Ausfühningsformen des erfindungsgemäßen Verfahrens. Prozentwerte sind, wenn nichts anderes angegeben ist, Gewichtsprozente.

Beispiel

Biaxial gereckte und thermofixierte Folien aus Polyäthylenterephthalat wurden mit jeweils einer der folgenden Dispersionen beschichtet, die durch Vermah-

len der entsprechenden Rußmenge mit der Lösung von 0,05% Polyoxyäthylenlauryläther und der angegebenen Menge Trichloressigsäure (TCE) in Wasser in der Kugelmühle hergestellt worden waren.

]	3% Ruß	20% TCE
Il	4% Ruß	20% TCE
III	4,5% Ruß	15% TCE

Die Folien wurden 10 Minuten bei 150°C getrocknet Der Ruß haftete wisch- und abriebfest auf den Folienoberflächen Diese hatten folgende Oberflächenwiderstände:

1	2,3	■ 10"Ohm
Il	3.1	■ 1O⁴OhIH
III	8 ·	10¹ Ohm

Das unpräparierte Polyethylenterephthalat hatte einen Oberflächen widerstand von 7 · IO¹⁴ Ohm.
Alle Folien wurden 60 Sekunden lang in einer Hochvakuum-Apparatur bei 10-⁴Torr mit Kupfer bedampft Dabei schieden sich 2,7 g Cu/m² Folienoberfläche ab. Die Dicke der Kupferschicht betrug 0,30 μπι.

In die Kupferschichten der drei Folien wurde mit einer Rasierklinge ein Kreuzmuster von Strichen in 1 mm Abstand geritzt. Ein druckempfindlicher K'ebstreifen wurde aufgeklebt Beim ruckartigen Abzug des Streifens löste sich von keiner der Folien Kupfer.

Wenn eine Polyesterfolie ohne Ruß-Präparation in gleicher Weise im Hochvakuum mit Kupfer bedampft wurde, haftete beim Abzug des Klebstreifens fast die ganze aufgedampfte Kupferschicht an diesem.

Eine differenzierte Haftung ergab sich, nachdem die auf die Folien I —111 aufgedampften Kupferschichten galvanisch auf 5 μ verstärkt worden waren. Nun haftete die Kupferschicht nur noch auf den Folien II und III untrennbar; von Folie I ließ sie sich teilweise abziehen.

Ähnliche Ergebnisse werden erhalten, wenn man eine mit Ruß beschichtete Polyesterfolie verwendet, wie sie in Beispie) 1 der belgischen Patentschrift 7 39 548 beschrieben ist.

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Aufdampfen von Kupferüberzügen auf geformte Körper aus Kunststoff unter Vorbehandeln der Kunststoffoberfläche, indem man auf der zu bedampfenden Oberfläche eine Schicht aus einem leitfähigen Stoff erzeugt, dadurch gekennzeichnet, daß man als Vorbehandlung der Kunststoffoberfläche Ruß in solcher Menge inkorporiert, daß der Oberflächenwiderstand 1 bis 10¹² Ohm beträgt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man auf der zu bedampfenden Oberfläche eine Schicht mit einem Oberflächenwiderstand unterhalb 10⁵ Ohm erzeugt.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man geformte Körper aus Polyester, Polyolefin, Polyimid oder Acrylnitril-Butadien-Styrol-Mischpolymerisat verwendet.

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man den vorbehandelten Formkörper so lange bedampft, bis sich mindestens 2 g Kupfer je m² Oberfläche abgeschieden haben.