DE2240853A1 - Verfahren zum verbinden einer zur herstellung einer leiterplatte geeigneten metallschicht mit einer biegsamen dielektrischen unterlage - Google Patents

Verfahren zum verbinden einer zur herstellung einer leiterplatte geeigneten metallschicht mit einer biegsamen dielektrischen unterlage

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DE2240853A1
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Description

PATENTANWALT DIPL.-ING. E. WEINTRAUD, C FRANXFURTVMaIN i, MAINZER LANDSTRASSE 134-146
ium.: Buckbee-Mears Company
St. Paul /USA ■
Verfahren zum Verbinden einer zur Herstellung einer Leiterplatte geeigneten Metallschicht mit einer biegsamen dielektrischen Unterlage
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Verbinden einer zur Herstellung einer Leiterplatte geeigneten Metallschicht mit einer biegsamen dielektrischen Unterlage. Es ist bekannt, biegsame Leiterplatten durch Aufwalzen einer Metallfolie, z.B. einer Kupferfolie, auf eine biegsame dielektrische Unterlage herzustellen. Die Unterlage kann aus einem dielektrischen Film bestehen, der mit einem geeigneten Kleber bezogen ist, um die Metallfolie, festzuhalten. Auch ist es bekannt, thermoplastische Unterlagen, wie solche aus Polyethylen zu verwenden, an denen die Metallfolie unter Anwendung von Hitze befestigt wird. Auch sind biegsame dielektrische Unterlagen auf Kunstharzbasis bekannt, an denen die Kupferfolie während des Trocknens der Unterlage gebunden wird..
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, mittels eines neuen Verfahrens zur Verbindung einer Metallschicht mit einer biegsamen dielektrischen Unterlage eine biegsame Leiterplatte zu schaffen, bei welcher die elektrischen Leiter fester als bisher mit der dielektrischen Unterlage verbunden sind. Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß die auf einer Basis liegende Metallschicht zusammen mit dieser ausreichend lang in ein Oxydationsbad eingebracht wird,
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so daß sich eine dünne Oxydschicht auf der freien !fläche der Metallschicht bildet, daß nach Waschen und Trocknen der Anordnung eine biegsame dielektrische Unterlage mit der oxydierten Fläche der Metallschicht verbunden wird und daß diese Unterlage mit der mit ihr verbundenen Metallschicht von der Basis abgezogen wird. Da alle bekannten biegsamen dielektrischen Unterlagen chemische Verbindungen enthalten, welche Wasserstoffatome aufweisen, kann die Festigkeit der Verbindung zwischen der Metallschicht und der Unterlage dadurch erhöht werden, daß die Metallschicht einem starken alkalischen Bad unterworfen wird, welches labilen Sauerstoff enthält, so daß eine sehr dünne Schicht von Sauerstoffatomen auf der Oberfläche der Metallschicht gebildet wird. Biese Sauerstoffatome bilden schwache chemische Verbindungen mit den Wasserstoff atomen der dielektrischen Unterlage, welche in der chemischen Technik allgemein als Wasserstoffverbindungen bezeichnet werden. Infolge dieser chemischen Verbindungen wird die Metallschicht, auf der später in bekannter Weise elektrische Leitungszüge geformt werden, fester mit der biegsamen dielektrischen Unterlage verbunden als dies in den bekannten Verfahren der Fall war.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Zeichnungen dargestellt.
Die Figuren 1, 2, 3 und 4 zeigen die wesentlichen Verfahrensschritte für die Befestigung einer Metallschicht an einer dielektrischen Unterlage.
In Fig. 1 ist eine geeignete Basisplatte 10 dargestellt, auf deren oberer Fläche eine Metallschicht 12 galvanisch oder auf andere Weise niedergeschlagen ist. Die Basis kann auch aus rostfreiem Stahl, Nickel oder einem anderen
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Material bestehen und kann einen Rand 14 an den Stellen aufweisen, die nicht von der Metallschicht bedeckt werden sollen. Die Metallschicht 12 besteht im allgemeinen aus Kupfer, obwohl auch andere leitfähige Metalle verwendet werden können.
Die Basisplatte 10 mit der Metallschicht 12 werden in ein geeignetes Bad 18 eingetaucht, welches eine starke alkalische Lösung mit labilem Sauerstoff enthält, um die Oberfläche der Metallschicht 12 leicht zu oxydieren. Mit beachtlichem Erfolg wurden Lösungen von Sodium hypochlorit oder Ammonium persulfat verwendet.
Es ist wesentlich, daß eine sehr dünne Schicht von Sauerstoffatomen auf der freien Oberfläche der Metallschicht 12 gebildet wird, welche vorzugsweise, die Dicke einer mono-molekularen Schicht von Sauerstoffatomen besitzt. Diese Sauerstoffatome haben die Eigenschaft, schwache chemische Verbindungen oder Wasserstoffverbindungen mit den Wasserstoffatomen des Materials zu bilden, welches als dielektrische Unterlage im allgemeinen verwendet wird. Diese Materialien können Thermoplaste oder Kunstharzplaste sein, welche in ihrer chemischen Zusammensetzung einen Überschuß an Wasserstoff atomen besitzen. Die Badbehandlung muß nicht zu lange ausgedehnt werden und darf nicht bei zu.hoher Temperatur durchgeführt werden, da die Oxydation sonst soweit getrieben wird, daß mehr als eine mono-molekulare Schicht entsteht. Eine dickere Oxydationsschicht würde schwächere Verbindungen erzeugen als diese mit einer mono-molekularen Schicht zu erhalten sind und dies ist nicht wünschenswert. Zum Beispiel wurde gefunden, daß bei Verwendung eines Bades aus Sodiumhypochlorit in handelsüblicher Stärke die Badbehandlung bei Temperaturen
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im Bereich von 85-95° Celsius für diex Dauer von wenigstens 10 Sekunden, Jedoch nicht länger als 2QO Sekunden erfolgen soll. Die besten Verbindungen wurden bei einer Temperatur von ungefähr 90° CeIsiue und einer Badbehandlung von ungefähr 30 Sekundin Dauer erzielt. Unter diesen Voraussetzungen wurden mono-molekulare Schichten von Sauerstoff auf der Oberfläche der Metallschicht erzeugt. Der Brozeß kann mit höheren Temperaturen und kürzerer Dauer durchgeführt werden, Jedoch ist dies nicht ao vorteilhaft, weil die höheren Temperaturen die Badflüssigkeit zum Kochen bringen, wobei sich ihr· Zusammensetzung zersetzt.
Bei der Anwendung von Ammoniumpersulfat-Lösungen ist ein Temperaturbereich zwischen 70 und 80° Celsius vorteilhaft.
In Fig. 2 ist die Basis nach ihrer Entfernung aus dem Bad dargestellt und die Metallschicht 12 trägt eine sehr dünne mono-molekulare Schicht 20 von Sauerstoffatomen. Die Basis wird sodann mit Wasser gewaschen, um alle Bestandteile der Badlösung zu entfernen und mit heißer Luft getrocknet, um mögliches Verkratzen der Oberfläche zu vermeiden, welche die mono-molekulare Schicht von Sauerstoffatomen zerstören könnte und an den Kratzstellen daher di© Verbindungen verschlechtern würde.
Nachdem die Metallschicht sorgfältig getrocknet ist, wird sie mit der dielektrischen Unterlage 22 verbunden, wie dies in Fig. 3 dargestellt ist. Die Unterlage wird direkt auf die Metallschicht 12 unter Anwendung von Druck und Hitze aufgewalzt, wobei Wasserstoff-
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verbindungen gebildet werden. Bei Anwendung, einer dielektrischen Unterlage auf Kunstharzbasis wird diese vor dem Aufwalzen teilweise getrocknet und dann während dem Aufwalzen endgültig getrocknet. Die Trocknung während des Aufwalzens findet bei Temperaturen zwischen I50 und 260° Celsius unter Anwendung eines Druckes von 5-125 kg/cm statt.
Nach Vollendung dieser Verbindung wird die dielektrische Unterlage 22 von der Basis 10 abgezogen, wie dies in Fig. 4 dargestellt ist. Die Metallschicht bleibt infolge der Wasserstoffverbindungen, die an den Berührungsstellen der Schicht 20 zwischen der Metallschicht 12 und der Unterlage 22 gebildet werden, fest an dieser kleben.
Durch die mono-molekülare Schicht 20 von Sauerstoffatomen wird eine zähe Verbindung zwischen der Metallschicht 12 und der dielektrischen Unterlage 22 geschaffen, welche sicherer ist als bei den .bekannten Verfahren und daher besonders für die Anwendung von biegsamen dielektrischen Unterlagen geeignet ist.
Wurde in der Badbehandlung infolge Anwendung zu hoher Temperaturen oder zu langer Einwirkung der Badlösung eine vzu dicke Schicht von Sauerstoffatomen gebildet, dann kann diese durch eine geeignete Waschbehandlung vor dem Verfahrensschritt "Spülen" der Fig. 2 entfernt werden. In dieser Waschbehandlung können geeignete Reinigungsmittel verwendet werden, um die überschüssigen Schichten von oxydiertem Material zu entfernen und nur eine mono-molekülare Schicht von Sauerstoffatomen zu belassen. Dieses Verfahren ist jedoch nicht so vorteilhaft, weil es- während des Waschprozesses besondere Sorgfalt aufgewandt werden muß,
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tun zu vermeiden, daß die Schicht der Sauerstoffatom· nicht in ihrer Stärke variiert.
16.8.72
Wd/He.
309820/0898

Claims (1)

  1. Arm.; Buckbee-Mears Company
    Patentansprüche
    BZscssassasssssssssBssssssss=
    Verfahren zur Verbindung einer zur Herstellung einer Leiterplatte geeigneten Metallschicht mit einer biegsamen dielektrischen Unterlage, dadurch gekennzeichnet,
    daß die auf einer Basis (10) liegende Metallschicht (12) zusammen mit. dieser ausreichend2ang in ein Oxydationsbad (18) eingebracht wird, daß sich eine dünne Oxydschicht (20) auf der freien Fläche der Metallschicht (12) bildet, daß nach Spülen und Trocknen der Anordnung eine biegsame dielektrische Unterlage (22) mit der oxydierten Fläche der Metallschicht verbunden wird und daß die Unterlage (22) mit der mit ihr verbundenen Metallschicht (12) von der Basis (10) abgezogen wird. . - "
    2. Verfahren nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß ein alkalisches Bad verwendet wird.
    3. Verfahren nach Anspruch 2,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß das Bad aus Sodiumhypochlorit besteht.
    4-, Verfahren, nach Anspruch 2·,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß das Bad aus Ammoniumpersulfat besteht."
    309820/0898
    5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
    daß vor dem Spülen und Trocknen die Anordnung gewaschen wird, um überschüssiges Oxydmaterial zu entfernen.
    16.8.72
    Wd/Ke.
    3098 20/089 8
DE2240853A 1971-11-12 1972-08-19 Verfahren zum verbinden einer zur herstellung einer leiterplatte geeigneten metallschicht mit einer biegsamen dielektrischen unterlage Pending DE2240853A1 (de)

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