DE2650408C3 - Verfahren zur Herstellung von Klebefolien (Prepreg), die ein mit Epoxydharz imprägniertes Glasfasergewebe enthalten - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung von Klebefolien (Prepreg), wie solche zur Herstellung von Mehrlageschaltungen Anwendung finden, die ein mit Epoxydharz imprägniertes Glasfasergewebe enthalten, gemäß dem man das Glasfasergewebe mit einem Haftvermittler beschichtet und zum Imprägnieren in einen Ansatz, bestehend aus gelöstem Epoxydharz, einem Härter sowie einem Lösungsmittel für den Härter, nämlich Dicyandiamid, tränkt und die so behandelte Klebefolie abschließend unter Druck und bei erhöhter Temperatur aushärtet.

Zur Herstellung von Mehrlagenschaltungen benutzt man Epoxydharz-Klebefolien, bestehend aus einem Glasfasergewebe mit einem Gewichtsanteil von ca. 45% und Epoxydharz (z. B. Bisphenol-A mit Epoxyd-Äquivalenzgewicht von 450 7.500) — einschließlich der Zusätze — mit einem Gewichtsanteil von annähernd 55%; für 100 Gewichtsanteile des Epoxydharzes verwendet man zum Imprägnieren des Glasfasergewebes 3 Gewichtsanteile Härter, nämlich Dicyandiamid. Nach dem Imprägnieren des Glasfasergewebes werden mehrere dieser Folien zusammen mit metallischen Leiterfolien unter Druck bei einer Temperatur von annähernd 170°C ausgehärtet. Gebräuchliche Lösungsmittel für den Härter sind Methylglykol und Dimethylformamid. Beide Lösungsmittel besitzen jedoch eine niedrige, unterhalb von 500°C gelegene Zündtemperatur. Aus sicherheitstechnischen Gründen ist man bestrebt, derartige Lösungsmittel nicht einzusetzen.

In einer älteren Anmeldung (P 25 45 149.4-43) wurde daher vorgeschlagen, als Lösungsmittel ein Gemisch, bestehend aus Diacetonalkohol und Wasser, zu verwenden. So benutzt man vorzugsweise zum Lösen von 3 Gewichtsteilen Dicyandiamid eine Mischung, bestehend aus 65 Gewichtsteilen Diacetonalkohol und 13,3 Gewichtsteilen Wasser.

Ein derartiges Gemisch entspricht im wesentlichen den gewünschten Bedingungen. Diacetonalkohol läßt sich gut mit Wasser mischen. Die Verwendung von Wasser bei der Herstellung von Epoxydharz enthaltenden Klebefolien oder Schaltungsplatten wird an sich als bedenklich angesehen. Es besteht möglicherweise die Gefahr, daß die Epoxydharz und einen Wasseranteil enthaltenden Klebefolien sich durch eine Verdampfung des Wassers verwerfen bzw. auftreiben. Überraschend ist es jedoch, daß die Vernetzungsdichte, vergleichsweise gegenüber den bisher benutzten Lösungsmitteln, durch den Wasseranteil dieses Lösungsmittels erhöht

ίο wird. Dies ist im wesentlichen darauf zurückzuführen, daß das Wasser und der Diacetonalkohol sich nicht in freier molekularer Struktur innerhalb der Ketten des Epoxydharzes ablagern, sondern ihre Wasserstoffatome der OH-Gruppen in diese Ketten mit einbezogen werden. Dadurch wird die mechanische bzw. thermomechanische Belastbarkeit beträchtlich erhöht Ein Quellen oder Aufwerfen der unter Benutzung dieses Lösungsmittels hergestellten Mehrlagenschaltungen erfolgt daher nicht Bei den bekannten Lösern, nämlich bei der

Verwendung von Methylglykol und Dimethylformamid,

lagern sich die Moleküle dieser Stoffe zwischen den

Ketten des Epoxydharzes ab, so daß dadurch die Vernetzungsdichte eingeschränkt wird. Das Glasfasergewebe der Klebefolien dient bekannt-

Hch zur Erhöhung der mechanischen Festigkeit Bei der Herstellung der Klebefolien verfährt man derart daß man zunächst das Glasfasergewebe, beispielsweise in einem Durchlauftrog mit einem Haftvermittler benetzt und nach erfolgtem Trocknen das Glasfasergewebe in einem das Epoxydharz enthaltenden Ansatz imprägniert. Der Haftvermittler hat die Aufgabe, eine molekulare Bindung zwischen dem Glasmaterial und dem Harz zu vermitteln. Als Haftvermittler verwendet man vorzugsweise Epoxyd-Silane, z. B. gamma-Glycidoxypropyl-trimethoxy-Silan.

Die haftvermittelnde Rolle des bifunktionellen Silans beruht einerseits darauf, daß die in Gegenwart von Wasser aufgespaltene hydrolysierbare Gruppe des Trimethoxysilans ein Silantriol bildet, das mit den

^o OH-Gruppen der Glasoberfläche Bindungen eingeht. Andererseits bindet das Silan über seine Glycidoxygruppe mit den Epoxyd- bzw. OH-Gruppen des Epoxydharzes, so daß der Silan-Haftvermittler zu einem Bestandteil des polymeren Bindemittels wird. Das Benetzen des

Glasfasergewebes mit dem Haftvermittler und das

nachfolgende Trocknen sind zusätzliche Arbeitsgänge, die dem Imprägnieren des Glasfasergewebes mit dem

Epoxydharz vorausgehen. Ausgehend vom eingangs genannten Verfahren liegt

so der Erfindung die Aufgabe zugrunde, unter Nutzung der in der älteren Anmeldung beschriebenen Verfahrensweise die Herstellung von Klebefolien (Prepreg) zu verkürzen oder den Klebefolien eine höhere mechanische Festigkeit zu verleihen. Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß man bei der Verwendung von Diacetonalkohol und Wasser als Löser für den Härter dem Ansatz auch den Haftvermittler beimischt und in einem Arbeitsschritt durch Tränken des Glasfasergewebes in oder mit diesem Ansatz das

Glasfasergewebe imprägniert.

Wie einleitend schon bemerkt, wird der Haftvermittler vor dem Auftragen aufs Glasgewebe unter Zusatz von Wasser aufbereitet. Bedingt dadurch, daß man gemäß dem Vorschlag der älteren Anmeldung als

*⁵ Lösungsmittel ein Gemisch, bestehend aus Diacetonalkohol und Wasser, verwendet, hat man dank der Gegenwart von Wasser nunmehr auch die Möglichkeit, diesem Lösungsmittel gleichzeitig den Haftvermittler

beizufügen. Dadurch ist nunmehr der Vorteil gegeben, den ersten Benetzungs- und Trocknungs-Arbeitsgang einzusparen.

Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung verwendet man zur Herstellung des Ansatzes /um Lösen von 3 Gewichtsteilen des Härters, bestehend aus Dicyandiamid, eine Mischung aus 65 Gewichtsteilen Diacetonalkohol und 13,3 Gewichtsteilen Wasser und fügt dieser Mischung noch 0,5 bis IA vorzugsweise 1 Gewichtsteil Haftvermittler sowie 100 Gewichtsteile Epoxydharz hinzu.

Diese Verfahrensweise schließt nicht aus, wie bekannt zu verfahren, nämlich in einem gesonderten Arbeitsgang zunächst das Glasfasergewebe mit dem Haftvermittler zu benetzen und nachfolgend zu trocknen und zu einem späteren Zeitpunkt dieses so vorbehandelte Glasfasergewebe gemäß der erfinderischen Verfahrensweise zu imprägnieren. Beim Auftragen des Haftvermittlers auf das Glasfasergewebe werden nicht alle in der Gewebeoberfläche freien OH-Gruppen an den Haftvermittler gebunden, z. B. nur 40 bis 50%, so daß man eine erhöhte Bindung des Epoxydharzes am Glasfasergewebe erhält, wenn man beim Imprägnieren des vorbehandelten Glasfasergewebes mit dem Ansatz nochmals Haftvermittler in der vorbezeichneten Menge beifügt So wird es möglich, einen wesentlich größeren Anteil als 50% der oberflächennahen OH-Gruppen des Glasfasergewebes reaktiv an den Haftvermittler anzuschließen, so daß die mechanische Festigkeit der Klebefolien bzw. der daraus hergestellten Mehrlageschaltungen wesentlich verbessert wird.
Verzichtet man auf die Vorbehandlung des Glasfasergewebes mit Haftvermittler, so ist die mechanische Belastbarkeit derartiger Klebefolien etwas geringer, entsprechend der geringeren Anzahl der nunmehr vernetzten freien OH-Gruppen an der Oberfläche des Glasfasergewebes mit dem Haftvermittler, jedoch wird — wie vorstehend schon vermerkt — ein Arbeitsgang eingespart Für eine Vielzahl Anwendungsmöglichkeiten der Klebefolien werden keine hohen mechanischen Anforderungen gestellt; sie lassen sich nunmehr in einer wesentlich kürzeren Arbeitszeit herstellen, indem man das Glasfasergewebe ohne vorheriges Imprägnieren mit einem Haftvermittler verwendet, jedoch dafür dem Epoxydharzansatz eine vorbezeichnete Menge Haftvermittler beimischt

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Herstellung von Klebefolien (Prepreg), die ein mit Epoxydharz imprägniertes Glasfasergewebe enthalten, gemäß dem man das Glasfasergewebe mit einem Haftvermittler beschichtet und zum Imprägnieren in einen Ansatz, bestehend aus gelöstem Epoxydharz, einem Härter sowie als Lösungsmittel für den Härter Dicyandiamid, tränkt und die so behandelte Klebefolie abschließend unter Druck und bei erhöhter Temperatur aushärtet, dadurch gekennzeichnet, daß man unter Verwendung eines Lösers für den Härter, bestehend aus Diacetonalkohol und Wasser, den Haftvermittler dem Ansatz beimischt und in einem Arbeitsschritt durch Tränken des Glasfasergewebes in oder mit diesem Ansatz das Glasfasergewebe imprägniert.

2. Verfahren zur Herstellung von Klebefolien, dadurch gekennzeichnet, daß man das Glasfasergewebe in einem ersten Arbeitsschritt — wie bekannt — nur mit dem Haftvermittler und in einem zweiten Arbeitsschritt mit dem Haftvermittler enthaltenden Ansatz gemäß Anspruch 1 tränkt