DE3017713A1

DE3017713A1 - Verfahren zur fortlaufenden beschichtung von kunststoffolien mit metallschichten

Info

Publication number: DE3017713A1
Application number: DE19803017713
Authority: DE
Inventors: Helmold Dipl.-Phys. 8000 München Kausche; Winfried Dipl.-Phys. 8014 Neubiberg Peters
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1980-05-08
Filing date: 1980-05-08
Publication date: 1981-11-12

Description

Verfahren zur fortlaufenden Beschichtung von Kunststoff-
folien mit Metallschichten.
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur fortlaufenden Beschichtung von Kunststoffolien mit Metallschichten, bei dem eine Haftschicht und eine Metallschicht nacheinander aufgebracht werden und bei dem die Metallschicht durch Vakuumbedampfung hergestellt wird0 Ein ähnliches Verfahren ist der DE-AS 1225939 bekannt0 Dort werden zwei Schichten des gleichen Metalls aberein ander aufgedampft, wobei die erste Schicht vor dem Aufdämpfen der zweiten Schicht mit einer Unterdruckglimmentladung behandelt wird. Dieses Verfahren ist relativ aufwendig, da drei verschiedene Behandlungen erforderlich sind. Außerdem weist die so erhaltene Metallschicht nur die Haftfestigkeit einer aufgedampften Schicht auf.
Die DE-AS 1085005 beschreibt ein Verfahren, bei dem tierische Felle durch Aufdampfen von Metallen im Hoch; vakuum metallisiert werden sollen und bei dem vor dem Aufdampfen der Metallschicht eine homogene hafterhöhende Zwischenschicht durch Kathodenzerstäubung aufgebracht wird. Das dort beschriebene Verfahren befaßt sich jedoch nicht mit der Beschichtung von Kunststoffolien, die Beanspruchung der Schicht ist wesentlich geringer als bei einer Kunststoffolie mit aufgebrachten Widerstandsschichten und Leiterbahnen. Die dort angegebenen Metalle der 13-Gruppe des periodischen Systems, besonders Silber und Kupfer, zeigen eine erhebliche Neigung zur Legierungsbildung mit anderen Metallen. Sie sind daher im vorliegenden Fall ungeeignet.
Die Aufgabe, die der vorliegenden Erfindung zugrundeliegt; besteht bei einem Verfahren der eingangs beschriebenen Art darin, daß auf einer Kunststoffolie Metallschichten mit einer so hohen Haftfestigkeit aufgebracht werden, daß nach der Verstärkung der aufgebrachten Schichten auf die für Leiterbahnen erforderliche Schichtdicke die Haftfestigkeit für die Handhabung bei der Weiterverarbeitung der Schichten in einer Serienfertigung und schließlich beim Einsatz der daraus gebildeten Netzwerke ausreicht und daß eine nachträgliche Änderung der Eigenschaften der Hetallschicht, die durch die darunterliegenden Schichten bzw. Folien hervorgerufen werden konnte, vermieden wird.
Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß auf die Kunststoffolie zunächst eine Haftschicht durch Sputtern aufgestäubt wird, daß dann zumindest eine Metallschicht aufgedampft wird und daß die Haftschicht und die Metall schicht aus Stoffen hergestellt werden, die kein Eindiffpndieren von fremdartigen Ionen in die MetaIç schicht hervorrufen.
Der Vorteil dieses Verfahrens besteht darin, daß auchWiderstandsschichten mit der erforderlichen Haftfestigkeit auf Kunststoffolien, insbesondere auf Folien mit schlechten Hafteigenschaften gegenüber aufgedampften Metallen, aufgebracht werden können. Insbesondere bei Widerstandsschichten genügt schon eine sehr geringe Eindiffusionvon Fremdatomen, um den Widerstandswert erheblich zu verändern.
Durch das vorgeschlagene Verfahren ist es möglich,mitder Geschwindigkeit der Bandbedampfung Schichten hoher Haftfestigkeit zu erzeugen. Erfindungsgemäß reicht die geringe Abscheidungsrate beim Sputterprozeß, die umeinenFaktor 10 bis 100 geringer ist, als die Bedampfungsrate beim Aufdampfen, bereits aus, um die erforderliche Haftfestigkeit zu gewährleisten. Dabei wird die Kunststoffolie nicht übermäßig belastet. Besonders hoch ist die Haftfestigkeit, wenn beim Sputterverfahren der Restgasdruck unter 1 Pa eingestellt wird. Besonders vorteilhaft wirdeinRestgasdruck von ca. 0,1 Pa eingestellt, da dabei die Haftfestigkeit noch weiter verbessert ist und die Kathodenzerstäubung noch einwandfrei abläuft.
Haftschicht und Metallschicht können aus demselben Metall hergestellt werden. In diesem Fall ist die durch Sputtern hergestellte Haftschicht etwa um den Faktor 100 dünner als die Metallschicht. Der Einfluß der Haftschicht auf die elektrischen Daten der später daraus gebildeten Schaltung ist dementsprechend gering.
Der Einfluß auf die Schaltung verschwindet praktisch vollständig, wenn eine oxidierte, hochisolierende Haftschicht aufgestäubt wird. Dies erfolgt vorteilhaft dadurch, daß eine Haftschicht durch Zerstäuben von Nickelchrom in 02=haltiger Atmosphäre aufgestäubt wird. Ebenfalls vorteilhaft ist es, wenn eine Haftschicht durch Zerstäuben eines Nickelchromoxid-Targets erzeugt wird. Die so gebildete oxidierte Haftschicht, insbesondere NiCr-Oxidschidit wirkt außerdem als Diffusionsbremse für Ionen des Tsägermaterials.
wird eine sauerstoffhaltige Atmosphäre bei der Herstellung der Haftschicht verwendet, so besteht diese vorteil haft aus einem Gemisch von Argon und Sauerstoff, wobei sich die Volumenanteile wie 1:1 verhalten.
Besonders haftfest Schichten wurden mit durchosldierten hochohmigen Nickelchromschichten erreicht.
Flächenwiderstände von mehr als 200 Megaohm können so unschwierig in der Haftschicht erreicht werden. Sie stellen auch dann für einen Großteil der Anwendungen keine stö- renden Nebenschlüsse dar, wenn sie bei der Strukturiesung der Metallschicht nicht mitstrukturiert werden. Insbesondere die Nickelchromoxidschichten sind nichtleitend und nichtätzbar. Sie lassen keine fremden Ionen in darüber liegende Nickelchromschichten eindiffundieren. Dieser Stoff wird daher insbesondere für hochohmige Widerstände vofteilhaft als Metallschicht auf die Haftschicht aufgedampft.
Das genannte Verfahren eignet sich besonders zur Beæchids tung von Polyimidfolien oder Polyparabonfolien, auf dens Metallschichten relativ schlecht haften. Auf die erfindungsgemäß aufgebrachten Metallschichten, z.B. auch Nikkelchromschichten, lassen sich Beläge von Kupfer von einer Dicke zwischen 5pm und 50- aufbringen, ohne daß die Gefahr besteht, daß sich die Metallschichten von der Kunststoffolie lösen, z.B. bei Lötprozessen.
Die genannten Haftschichten aus Metalloxiden dürfen dikker sein. als Haftschichten aus Metall, da sie nichtleitend oder zumindest sehr hochohmig sind. Daher ist es möglich, im Durchlaufverfahren in einer Kammer einer Yakuumanlage die Haftschicht und in einer zweiten Kammer die Metallschicht aufzubringen, wobei die Durchlaufgeschwindigkeit in erster Linie nur nach den Erfordernissen der Metallbedampfung ausgerichtet werden muß.
Der Restgasdruck liegt beim Aufbringen der Haftschicht vorteilhaft zwischen 0,1 Pa und 3 Pa.
8 Patentansprüche

Claims

Patentansprüche 1. Verfahren zur fortlaufenden Beschichtung von Kunststoffolien mit Metallschichten, bei dem im Vakuumverfahren eine Haftschicht und eine Metallschicht nacheinander aufgebracht werden und bei dem die Metalischicht durch Vakuumbedampfung hergestellt wird, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß auf die Kunststoffolie zunächst eine Haftschicht im Sputterverfahren aufgestäibt wird, daß dann zumindest eine Metallschicht aufgedampft wird und daß die Haftschicht und die Netaischicht aus Stoffen hergestellt werden, die kein Eindiffundierenvon fremdartigen Ionen in die Metall schicht hervorrufen.
2. Verfahren nach Anspruch 1, d a d u r c h gekennz e i c h n e t, daß die Haftschicht bei einem Restgasdruck unter 1 Pa aufgestäubt wird.
3. Verfahren nach einem der Anspruche 1 oder 2, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, daß eine Haftschicht aus demselben Material wie die Metallschicht aufgestäubt wird.
4. Herfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, daß eine oxidierte Haftschicht aufgestäubt wird.
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekenn -z e i c h n e t , daß eine Haftschicht durch Zerstäuben von Nickelchrom in 02-haltiger Atmosphäre aufge3tEubt wird.
6. Verfahren nach Anspruch 4, d a d u r e h g e -k e n n z e i c h n e t, daß eine Haftschicht durch ZeF stäuben eines Nickelchromoxid-Targets erzeugt wird.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, d a -d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die auf die Haftschicht aufzudampfende Metallschicht aus Nickelchrom gebildet wird.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, d a -du r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß eine Polyimidfolie oder Polyparabanfolie beschichtet wird.