DE3137105C2

DE3137105C2 -

Info

Publication number: DE3137105C2
Application number: DE3137105A
Authority: DE
Inventors: Eric Loudonville N.Y. Us Lifshin; Joseph David Cargioli; Stephen Jan Schroder; Joe Schenectady N.Y. Us Wong
Original assignee: General Electric Co
Current assignee: General Electric Co
Priority date: 1980-09-22
Filing date: 1981-09-18
Publication date: 1990-07-12
Also published as: FR2490553B1; GB2084925B; IT8124066A0; JPS5787359A; FR2490553A1; US4383003A; GB2152078B; GB2152078A; GB2084925A; IT1139461B; GB8401911D0; DE3137105A1

Description

Die Erfindung betrifft kupferkaschiertes Basismaterial gemäß Oberbegriff des Patentanspruchs 1 sowie Verfahren zu einer Her stellung gemäß Oberbegriff der Patentansprüche 3 und 4.

Bekannte Verfahren der vorgenannten Art ergeben sich aus der DE-AS 19 34 934 bzw. DE-OS 26 36 095.

Aus der DE-OS 28 10 523 bzw. 28 49 971 sind Verfahren zur Vakuumabscheidung von Metall- bzw. Nichtmetallschichten zur Herstellung gedruckter Schaltungen bekannt.

Der Ausdruck "Träger", wie er hier und in den Ansprüchen ver wendet wird, umfaßt Aluminiumblech-Material von normierter Dicke und er schließt auch derartiges Blechmaterial aus anderen Metallen, als auch Folienmaterial aus Kunststoffen mit ein, wie beispielsweise im Handel erhältliche Produkte und andere organische polymere Materialien von ähnlicher Flexibilität. Die als Träger zu verwendenden organischen Polymere oder Kunststoffe sollen den Verarbeitungstemperaturen widerstehen, welche bei der Erfindung auftreten, und sie sollen bei der Abscheidungstempera tur des Kupferfilms die Festigkeit, das inerte Verhalten und die Bindungsfähigkeit zu Trennmittel-Überzügen aufweisen, die für ein Anhaften der Be schichtung erforderlich sind, wenn kupferkaschierte Laminat produkte von den Trägerblechen abgezogen werden.

Der Ausdruck "Trennmittel" umfaßt Materialien und schließt auch Oxide ein, in welchen die Diffusionstendenz von Kupferatomen unter den Zeit-Und Temperaturbedingungen vergleichbar 1 bar bei 175°C zu vernachlässigen ist. Weiter sind dies Material lien, welche Kupfer oder ein anderes als Film darauf abge schiedenens Metall nicht so fest binden wie an das Aluminium oder ein anderes Trägerblech-Material, und ferner werden sie zur Verhinderung der Zwischendiffusion und auch der Reaktion zwischen dem Kupferfilm und dem Aluminiumblech oder einem anderen Träger unter den Bedingungen der Herstellung oder der Verwendung, vorgesehen.

"Ultradünn" bezeichnet Dicken von weniger als 16 µm.

"Film" und "Folie" bedeuten in diesem Zusammenhang einen ultradünnen Überzug beziehungsweise die Kombination eines derartigen Überzugs und einer oder mehrerer ultradünner Überzüge aus einem anderen Metall oder Material.

"Aufdampfen" bedeutet und umfaßt Zerstäuben, physikalische Verdampfung (d. h. Elektronenstrahl, induktive und/oder Wider standsverdampfung), chemisches Aufdampfen und Ionenplattieren.

Der Ausdruck "Substrat", wie er in dieser Beschreibung und den Ansprüchen verwendet wird, bedeutet und bezieht sich auf denjenigen Teil des kupferkaschierten Basismaterials, welcher als die physikalische Trägervorrichtung für den Metallfilm oder -folie dient, und ist geeigneterweise ein Glas-Epoxykörper, der in Form eines vorimprägnierten Glas fasermaterials für die Härtung in Kontakt mit Kupfer- oder einer anderen Metallfolie vorgesehen ist. Andere für diesen Zweck brauchbare Materialien umfassen, sind jedoch nicht darauf beschränkt, diejenigen Materialien, die als "phenoli sche Papierharze" auf dem Markt sind, wobei dies blattförmige Papierprodukte sind, die mit einem härtbaren Harz zur Schaf fung einer Klebstoffbindung zwischen dem Substrat und der Metallfolie des Laminats imprägniert sind. Andere derartige Materialien sind Polyamide und Polyesterharze.

Der Ausdruck "dünnes Kupferblech", wie er hier verwendet wird, bezeichnet ein selbsttragendes gewalztes oder elektro lytisch abgeschiedenes Kupferblech mit einer Dicke von bis zu etwa 80 µm.

Der Ausdruck "Kupplungsmittel" wird hier gemäß dem üblichen Sprach gebrauch verwendet und bedeutet insbesondere diejenigen verschiedenen Hydro lysierfähigen Organosilanester, welche die Fähigkeit aufwei sen, sowohl mit Epoxyharzen als auch mit Siliziumdioxid che mische Bindungen auszubilden.

Kupferkaschiertes Basismaterial ist eines der Ausgangsmaterialien, die für die Herstellung von gedruckten Schaltungen eingesetzt werden. Ein derartiges Laminat besteht aus einem Substrat mit einer fest damit verbundenen Kupferfolie. Die Hersteller von gedruckten Schaltungen tragen die gewünschten Schaltungsmuster auf verschiedene Weisen auf. Bei dem am häufigsten angewandten Verfahren, das als substrak tives Verfahren bekannt ist, wird das gewünschte Muster durch einen Photolack oder ein maskierendes Schablonen-Mate rial auf dem kupferkaschierten Basismaterial maskiert und dann die unerwünschte Kupferkaschierung durch Ätzen entfernt.

Ein anderes Verfahren zur Herstellung von Schaltungsmustern erfordert die Verwendung eines mit ultradünnem Kupfer über zogenen Substrats. Das Maskieren erfolgt wie oben beschrieben. Jedoch ist das Kupfer in dem Bereich ungeschützt, in welchem das Schaltungsmuster gewünscht wird. Anschließend wird eine elektrolytische Abscheidung durchgeführt, welche die Dicke der Schaltungsleistung vergrößert, und anschließend wird die Maskierung und das dünne Untergrund kupfer durch Ätzen entfernt. Dieses Vorgehen ist als semi-additives Verfahren bekannt.

Es ist selbstverständlich erwünscht, gedruckte Schaltungen mit maximaler Packungsdichte herzustellen. Je mehr Schaltungsleitungen, und demzufolge je mehr Komponenten auf einer einzigen gedruckten Schaltung aufgebracht werden können, desto kompakter und ökonomischer wird sie. Einer der beschränkenden Faktoren für die Anzahl der Schaltungsleitungen, die auf einer gegebenen Fläche auf gebracht werden können, ist die Auflösung, mit welcher derartige Leitungen hergestellt werden können. Eine andere Beschränkung ist der Grad der Genauigkeit, mit der die Leitungen und die Räume dazwischen ausgeführt werden können.

Für den Fachmann ist es ersichtlich, daß es im Lichte der vorstehenden Ziele und aus anderen Gründen erwünscht ist, relativ dünne Folien bei der Herstellung des Basismaterials das bei der Produktion von gedruckten Schaltungen eingesetzt wer den soll, zu verwenden. Mit dem für dickere Folien ange wandten subtraktiven Verfahren ist ein größerer Verlust an Kupfer verbunden, wenn die Untergrundfolie weggeätzt wird, wie dies oben beschrieben wurde. Auch erfolgt hier notwendiger weise eine gewisse Fleckenätzung der Schaltungsleitungen, wodurch die Menge an stromführendem Material verringert und die Oberflächenmorphologie der Schaltungsleitungen ver ändert wird. Offensichtlich führt dies zu einer weiteren Beschränkung, wie dicht die Schaltungsleitungen räum lich voneinander angeordnet sein können. Wo das semi-additi ve Verfahren auf Basismaterial mit dünner Kupferfolie angewandt wird, sind diese Nachteile eindeutig auf ein Minimum herab gesetzt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein kupferkaschiertes Basismaterial der im Oberbegriff des Patentanspruches 1 genannten Art zu schaffen, das eine gute Haftfestigkeit der Kupferfolie auf dem Harzsubstrat aufweist und bei dem eine Fleckenbildung auf dem Basismaterial vermieden wird.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch den kennzeichnenden Teil des Patentanspruches 1 gelöst.

Die erfindungsgemäßen Verfahrensstufen ergeben sich aus dem kennzeichnenden Teil des Patentanspruches 3 bzw. 4.

Das erfindungsgemäße Basismaterial ist für die Herstellung gedruckter Schaltungen brauchbar.

Unter Anwendung der vorliegenden Erfindung kann man kupferkaschierte Basismaterialien mit extrem glatten, tatsächlich porenfreien Oberflächen für eine nachfolgende elektrolytische Abscheidung von außerordentlich gut ausgebildeten Schaltleistungen herstellen.

Eine Verfärbung des Substrats durch das Messing, wie dies erfahrungsgemäß bei den Verfahren des Standes der Technik erfolgt, tritt nicht auf, weil die Aluminiumoxid- oder Sili ziumdioxid-Schicht eine wirksame Barriere gegen die Wande rung von verfärbenden Verbindungen in das Substrat dar stellt.

Insbesondere bei Verwendung ultradünner Kupferfilme, können leicht Schaltungen mit hoher Auflösung durch semi-additive oder sub traktive Verfahren hergestellt werden. Im letzteren Fall wird der Träger zuammen mit der Trennschicht von der Kupferfilm-Oberfläche abgestreift, nachdem ein Sub strat mit der Anordnung verbunden wird. Im Falle von Basismaterial mit dickerem Kupferfilm und Ausführungsformen ähnlich denjenigen der Fig. 6, können herkömmliche gedruckte Schaltungen leicht hergestellt werden, insbesondere durch subtraktive Arbeitsweisen, da die Oberfläche des Kupferkörpers entweder beim Entfernen des Trägers freigelegt wird, oder wenn ein Träger gar nicht verwendbar wird, wie bei der Herstellung der Ausführungsform gemäß Fig. 6.

Im folgenden wird die Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert. Im einzelnen zeigen:

Fig. 1 eine schematische Darstellung, welche eine Querschnittsansicht eines Basismaterials der vorliegenden Erfindung zeigt,

Fig. 2 ein Fließdiagramm, welches die bei der prak tischen Durchfürung einer bevorzugten Ausführungsform auf einanderfolgenden Stufen zur Herstellung des kupferkaschierten Basismaterials von Fig. 1 zeigt,

Fig. 3 ein Fließdiagramm ähnlich demjenigen von Fig. 2, welches die aufeinanderfolgenden Stufen eines alter nativen Verfahrens gemäß der vorliegenden Erfindung zur Her stellung eines derartigen Basismaterials erläutert,

Fig. 4 ein schematiasches Diagramm, welches eine Querschnittsansicht einer anderen Ausführungsform gemäß der vor liegenden Erfindung zeigt,

Fig. 5 ein schematisches Diagramm, welches eine Querschnittsansicht einer weiteren Ausführungsform der vorlie genden Erfindung zeigt,

Fig. 6 ein anderes Diagramm ähnlich demjenigen von Fig. 1 einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfin dung und

Fig. 7 ein anderes Diagramm ähnlich denjenigen der Fig. 4 und Fig. 5 von einer weiteren Ausführungsform gemäß der vor liegenden Erfindung.

Wie in Fig. 1 erläutert, ist der Gegenstand der vorliegenden Erfindung ein kupferkaschiertes Basismaterial 10, enthaltend ein Sub strat 12, das einen aufgedampften Siliziumdioxid-Film 15, eine darüberliegende Schicht von aufgedampftem Zink als Film 16 und eine zweite darübergelegte Schicht von aufgedampftem Kupfer 17 trägt, die eine freigelegte obere Oberfläche 18 aufweist. Die Grenzflächenzone zwischen den Filmen 16 und 17 ist im vorliegenden Falle eine Messinglegierung abgestufter Zusammensetzung, die während des Erhitzens dieser Anordnung gebildet wurde, wenn das Substrat 12 mit den mehreren angeordneten Schichten ver bunden wurde. Die Oberfläche der anderen Seite des Zinkfilms ist durch die Anwesenheit von freien whisker-ähnlichen Den driten gekennzeichnet, die in geringer Menge mehr oder weniger gleichmäßig in statistischer Orientierung über die Filmoberfläche verteilt sind.

Fig. 2 erläutert das bevorzugte Verfahren der vorliegenden Erfindung. Zuerst wird ein Aluminium-Trägerblech, vorzugs weise mit einer Dicke von 25 bis 178 µm, mit einer geeigneten Substanz beschichtet, welche dazu neigt, eine relativ schwache Bindung mit Kupfer auszubilden. Derar tige Substanzen sind bekannt und werden hier als Trennmittel bezeichnet und sind Siliziumdioxid, Siliziumoxid, Natron kalk-Fensterglas oder andere Materialien, welche fähig sind, diesen Zweck in zufriedenstellender Weise zu dienen. Der Überzug von Siliziumdioxid kann durch an sich bekannte Verfahren, wie Zerstäuben, chemisches Aufdampfen oder durch Elektronenstrahl-Auf dampfen erfolgen.

Sobald das Aluminium-Trägerblech auf diese Weise geeignet beschichtet ist, wird eine Kupferschicht durch Zerstäuben oder ein anderes Aufdampf-Verfahren darauf aufgebracht. Die abgeschiedene Schicht ist geeigneterweise ein ultradünner Film, jedoch kann sie um vieles dicker bis etwa 80 µm sein, in Abhängigkeit von der endgültigen Verwendung, für die der Artikel vorgesehen ist. Der Vorteil des Auf dampfens besteht darin, daß ein glatter, kontinuierlicher und tatsächlich porenfreier Überzug von Kupfer erhalten wird, auch wenn die Abschnitte extrem dünn sind.

Als nächste Stufe wird in dem Verfahren eine ultradünne Zink schicht durch ein Aufdampf-Verfahren der Wahl aufgebracht.

Diese auf das Kupfer direkt aufgebrachte Schicht wird gege benenfalls zur Bildung von Messing in der Grenzflächenzone zwischen dem Zink- und Kupferfilm führen, sowohl während der SiO₂-Abscheidung als auch der Erhitzungsphase des noch im einzelnen zu beschreibenen Verfahrens der Substratbildung. Weiterhin wird bei der bevorzugten praktischen Durchführung der vorliegenden Erfindung der Zinkschicht in Gegenwart einer vergleichsweise geringen Feuchtigkeitsmenge hergestellt, die jedoch ausreichend ist, whisker-ähnlichen Dendriten in der erhaltenen Filmoberfläche zu bilden.

Dann wird eine Schicht von Siliziumdioxid oder Aluminiumoxid auf die Zinkoberfläche aufgebracht, wobei diese Stufe mittels Aufdampf-Technik, vorzugsweise durch Zerstäuben, durchge führt wird, so daß ein ultradünner Film des Oxidmaterials im wesentlichen gleichmäßig über der bloßen Oberfläche der Zink schicht geschaffen wird.

Die Anordnung kann als nächstes in irgendeiner geeigneten Weise mit einer Lösung eines Silan-Kupplungsmittels in Kon takt gebracht werden, wie beispielsweise durch Eintauchen der bloßen Oberfläche des Siliziumdioxid- oder Aliminiumoxid- Films in Kontakt mit einer Lösungsmittellösung oder durch Bürsten der Lösung auf die freiliegende Oberfläche der Oxid schicht und anschließendes Verdampfen des Lösungsmittels, wodurch das Kupplungsmittel in richtiger Lage auf der Oxid schicht zurückbleibt,

Bei einer alternativen praktischen Durchführung kann das Kupplungsmittel in das Substrat so eingebracht werden, daß es während der Anwendung von Wärme während der Substratbindung zu der Oxidfilm-Substrat-Grenzfläche wandert, um die Bindung des Oxidfilms an die Glas- und Harzkomponen ten des Substrates zu fördern.

Die Laminierungsstufe, in welcher ein Substrat an die Anord nung angefügt wird, wird in der herkömmlichen Weise durch Pressen der Oberfläche der Siliziumdioxid- oder Aluminium oxid-Schicht gegen das vorimprägnierte Glasfaser-Epoxy-Plat tenmaterial des Substrats durchgeführt. Dies wird bei einer ausreichend erhöhten Temperatur bewerkstelligt, so daß das Epoxyharz in einem flüssigen Zustand von niedriger Viskosität vorliegt, und es dadurch ermöglicht wird, daß es über die freie Oberfläche des Oxids, die mit dem Silan-Kupplungs mittel beschichtet oder auch nicht beschichtet sein kann, gleichmäßig fließt, mit einer daraus hervorgehenden Bildung einer starken Verbindung und von Schälfestigkeiten (bei Ver wendung des Standard-Jaquet 90° Schältests) von annähernd 16 N/cm oder darüber.

Im letzten Schritt wird das Aluminium-Trägerblech durch mecha nisches Abstreifen des Trägers mit dem Trennmittel darauf von der Verbundstruktur abgezogen. Wenn das Trennmittel Sili ziumdioxid, Siliziumoxid oder ein anderes geeignetes Material ist, wird es gemäß der vorliegenden Erfindung sauber von der Oberfläche des Kupferfilms entfernt werden, so daß die Ver bundstruktur dann bereits für eine Verwendung zur Herstellung von gedruckten Schaltungen oder für andere Zwecke, welche eine freiliegende Kupfer-Oberfläche erfordern, ist. Wie bereits früher festgestellt, weist die freiliegende Ober fläche der Kupferplattierung des Basismaterials eine relativ klei ne Korngröße auf, wenn der Kupferfilm durch Aufdampf-Verfahren aufgebracht worden ist; diese überlegende Qualität ist für die Herstellung von gedruckten Schaltungen ideal.

Fig. 3 erläutert eine alternative Ausführungsform des erfin dungsgemäßen Verfahrens, bei welcher anstelle des Aluminium- Trägerblechs gemäß dem Verfahren von Fig. 2 eine Druckschale aus rostfreiem Stahl verwendet wird. Der Unterschied zwi schen diesen zwei Verfahren ist daher hauptsächlich in der Endstufe des Abziehens der Druckschale von der Verbund struktur zu sehen. In allen anderen Merkmalen sind die Verfahren jedoch ziemlich ähnlich, mit der Ausnahme, daß das Abziehen der Laminie rung erfolgt, anstatt am Ende der Herstellung, daß die Druck schale in das Verfahren zurückgeführt wird, und mit der weiteren Ausnahme, daß man der Oberfläche der Verbundstruktur nachdem diese von der Druckschale entfernt worden ist, wegen ihrer zerbrechlichen Natur einen schälbaren oder ätzbaren metal lischen oder polymeren physikalischen Schutzüberzug geben kann. Die letztere Maßnahme wird durch die wahlweise Stufe gemäß Fig. 3 angeordnet.

Der Fachmann wird erkennen, daß die Kommerzialisierung dieser Erfindung auf verschiedenen Wegen durchgeführt werden kann. So können es die Hersteller geeignet beziehungsweise bequem finden, das in Fig. 4 erläuterte Produkt auf den Markt zu bringen, welches ein Aluminium-Trägerblech, das mit einem geeigneten Trennmittel beschichtet ist, einen Kupferfilm, einen über dem Kupferfilm liegenden Aluminium-Film und einen über dem Aluminiumoxid-Film enthält. Als Alternative kann das Produkt ein Aluminium-Trägerblech und eine Trennmittel-Schicht mit einem darüberliegenden Kupferfilm und mit einem Zinkfilm anstelle des Aluminium- Films enthalten, wie dies in Fig. 5 erläutert wird. Als weitere Alternative kann das Produkt das in Fig. 6 gezeigte sein, welches eine dünne Kupferschicht enthält, die einen zerstäubten Zinkfilm und einen zerstäubten SiO₂-Film, der über dem Zinkfilm liegt, trägt. Ein anderes, in Fig. 7 gezeig tes Produkt ist ähnlich dem Produkt von Fig. 5, mit der Aus nahme, daß eine zerstäubte SiO₂-Schicht über dem Zinkfilm liegt. Diese vier Produkte sind alle zur Herstellung von kupferkaschiertem Basismaterial für eine endgültige Verwendung zur Herstellung von gedruckten Schaltungen brauchbar. Selbst verständlich können die Abnehmer mit diesen Zwischenproduk ten leicht die Endfabrikation von gedruckten Schaltungen, geeigneterweise in Übereinstimmung mit den vorstehend gegebenen Richtlinien, durchführen.

Nachfolgend werden Beispiele für die praktische Durchführung der vorliegenden Erfindung gegeben, wie sie tatsächlich aus geführt wurden, wobei in jedem Falle die erzielten Ergebnisse im einzelnen angegeben sind.

Beispiel 1

Auf 4 etwa 0,18 mm dicke Aluminiumbleche, welche zerstäubte Überzüge von Siliziumdioxid in einer Dicke von 570 · 10^-¹⁰ m als Trennmittel trugen, wurden 10 µm-Kupferfilme durch Zerstäuben aufgebracht. Ein Zinkfilm von 5000 · 10^-¹⁰ m wurde auf der Kupferfilm-Oberfläche von jeder dieser Proben durch Zerstäuben in einer Vakuumkammer unter einer Feuchtig keit enthaltenden Argonatmosphäre, in welcher der Argondruck annähernd 1,33 Pa betrug und mehr als zehnfach größer als der Feuchtigkeitsdruck war, aufgebracht. Auf jede dieser Proben wurde wiederum durch Zerstäubungstechnik eine Siliziumdioxid-Schicht in Form eines 660 · 10^-¹⁰ m-Films auf gebracht und Kupplungsmittel-Lösungen wurden auf drei dieser Proben aufgebürstet, um die Bindungen und Adhäsion zwischen der Kupfer-Zink-Laminatstruktur und dem in der nächsten Stu fe aufzubringenden Glas-Epoxy-Substrat zu fördern. Das bei der ersten Probe verwendete Kupplungsmittel war ein im Handel erhältliches Produkt, dessen chemi sche Bezeichnung β-(3,4-Epoxy-cyclohexyl)-äthyl-trimethoxy- silan (I) ist. Dieses Kupplungsmittel wurde als wasserfreie methanolische Lösung aufgebracht. Bevor man das Verbinden mit dem Substrat bzw. das Laminieren vornahm, ließ man das Methanol verdampfen. Die zweite Probe hatte ein darauf aufgebrachtes Kupplungs mittel, das im Handel erhältlich und dessen chemische Bezeichnung γ-Glycidoxypropyl-trimeth oxysilan (II) ist. Das Kupplungsmittel war wie im Falle der ersten Probe auf die Siliziumdioxid-Schicht in Form einer methanoli schen Lösung aufgebracht worden, wobei diese nach Verdampfen des Methanols das Kupplungsmittel als Rückstand auf der Ober fläche des Siliziumdioxid-Films zurückließ. Die dritte Probe war in ähnlicher Weise mit einem handelsüblichen Kupplungsmittel, das als γ-(Amino)-propyl-triäthoxysilan (III) bekannt ist, behandelt worden. Die vierte Probe wurde nicht mit Kupplungsmittel behandelt. Die Laminierung wurde in jedem Fall dadurch bewerkstelligt, daß man eine vorimprägnierte Glasfaser-Epoxy platte, die in gehärteter Form im Handel ist, so gegen die Proben anordnete, daß die Silizium dioxid-Schicht an die vorimprägnierte Glas-Epoxy-Schicht angrenzte und einen Druck von etwa 11,0 bar ausübte, während man eine Temperatur von etwa 170°C während 40 Minuten aufrechterhielt, in welcher Zeit die Härtung voll ständig durchgeführt war. Im Anschluß an das Abkühlen und an die Entfernung der Proben aus der Lamina tionspresse, wurden die Aluminium-Träger von der laminier ten Anordnung abgestreift, wobei das fertiggestellte Produkt zurückblieb. Für die Schälfestigkeit der mit (I) behandelten Probe wurden Werte zwischen etwa 14 N/cm und 16 N/cm, für die mit (II) behandelte Probe ein Wert von etwa 16 n/cm und für die mit (III) behandelte Probe Werte von etwa 14 N/cm bis 16 N/cm gemessen. Die nicht mit einem Kupplungs mittel behandelte Probe ergab Werte für die Schälfestigkeit von etwa 16 N/cm bis 17,6 N/cm.

Beispiel 2

Bei einer Wiederholung von Beispiel 1 wurde für die mit (I) behandelte Probe genau die gleiche Schälfestigkeit gemessen, jedoch ergaben die anderen in der Reihe gemessenen Proben erheblich kleinere Werte als ihre entsprechenden Versuche in Beispiel 1. So zeigte die mit (II) behandelte Probe eine Schälfestigkeit von 11,2 N/cm, die mit (III) behandelte Probe eine Schälfestigkeit von etwa 10 bis 14 N/cm und die nicht mit einem Kupplungsmittel behandelt te Probe eine Schälfestigkeit von 11,2 bis 13,6 N/cm.

Beispiel 3

Auf 12 etwa 0,08 mm dicke Aluminiumbleche mit 200 · 10^-¹⁰ m Überzügen aus SiO₂ als Trennmittel wurden durch Zerstäuben Kupferfilme mit einer Dicke von 10 µm aufge bracht. Auf die Kupfer-Oberflächen dieser Proben wurden durch Zerstäuben während variierender Zeiten bei der gleichen Leistungsaufnahme von 100 Watt darüberliegende Zinkschichten aufgebracht, derart, daß 4 Proben 5000 · 10^-¹⁰-Zinkfilme, 4 andere Proben 2500 · 10 ^-¹⁰ m-Zinkfilme und die restlichen 4 Proben 1200 · 10^-¹⁰ m-Zinkfilme hatten. Auf jeweils 2 Proben von jeder dieser drei Serien wurde ein 660 · 10^-¹⁰-Film von SiO₂, und auf die anderen 2 Proben einer jeden Serie ein 330 · 10^-¹⁰ m-Film aus SiO₂ aufgebracht, wobei in allen Fäl len die gleiche Leistung angewandt wurde und die Zerstäu bungszeit auf 20 Minuten bzw. 10 Minuten festgesetzt war, um die gewünschten Filmdicken herzustellen. Dann wurde eine 0,5%ige methanolische Lösung des Kupplungsmittel (I) auf eine Probe eines jeden Paares der 660 · 10^-¹⁰ m- und 330 · ^-¹⁰ m-SiO₂-beschichteten Proben der 5000 · 10^-¹⁰ m- und 2500 · 10^-¹⁰ m-Zinkfilmreihen aufgebürstet, wobei die anderen Proben eines jeden Paares diesbezüglich unbehandelt gelassen wurden. Ebenso wurde eines jedem der zwei Paare der 1200 · 10^-¹⁰ m-Zinkfilmreihen mit dem Kupplungsmittel nicht behandelt, während die anderen eines jeden Paares mit einer 2%igen Methanollösung des Kupplungsmittels (III) gebürstet wurden. Im Anschluß an die Substrat-Laminierung gemäß Beispiel 1, wurden die Schälfestigkeitsuntersuchungen wie oben beschrieben durchgeführt, wobei die Messungen Werte von 11,2 bis 12 bzw. 12,8 N/cm für die unbehandelten und behandelten 660 · 10^-¹⁰ m- SiO₂-Film- und 5000 · 10^-¹⁰ m-Zinkfilm-Proben ergaben. Die anderen 2 500 · 10^-¹⁰ m-Zinkfilm-Proben (330 · 10^-¹⁰ m-SiO₂- Film), behandelt und unbehandelt, ergaben Werte in N/cm von 12,8 bis 14,8 bzw. 13,6 bis 14,4. Sowohl die unbehandelten Proben der zweiten Reihen (2500 · 10^-¹⁰ m-Zinkfilm) und der behandelten 330 · 10^-¹⁰ m-SiO₂-Film-Reihen hatten die gleichen Werte bei 12 N/cm, wohingegen die behandelte 660 · 10^-¹⁰ m-SiO₂-Filmprobe einen Wert von 12,8 bis 14,4 N/cm ergab. Die unbehandelten Proben der dritten Reihen (1200 · 10^-¹⁰ m-Zink film) zeigten wesentlich größere Schälfestigkeiten mit Wer ten von 13,6 bis 15,2 bzw. 12 bis 12,8 gegen 4 bis 10,4 und 8 N/cm für den behandelten 660 · 10^-¹⁰ m- bzw. 330 · 10^-¹⁰ m-SiO₂ Film.

Beispiel 4

Bei einem anderen Versuch ähnlich demjenigen von Beispiel 3 wurden auf 4 etwa 0,18 mm dicken Aluminiumblechen, von denen jedes mit einem 570 · 10^-¹⁰ m-SiO₂-Film beschichtet war, 10 µm-Kupferfilme durch Zerstäuben hergestellt. Auf die freiliegenden Kupferfilm-Oberflächen wurden Zinkfilme durch Zerstäuben bei einer Leistungsaufnahme von 100 Watt während Intervallen von 20 bis 5 Minuten, zur Herstellung von Filmen mit verschiedenen Dicken, d. h. 14 000 · 10^-¹⁰ m, 7000 · 10^-¹⁰ m, 5250 · 10^-¹⁰ m und 1200 · 10^-¹⁰ m, aufgebracht. Bei jeder dieser Zinkabscheidungsoperationen wurde Feuchtig keit in der Zerstäubungsatmosphäre von Argon vorgesehen, wobei etwa die Hälfte des Argons bei Raumtemperatur durch Wasser geleitet wurde, während der Rest des Argons bei einem jeden Versuch in trockenem Zustand in die Zerstäubungskammer eingeführt wurde. Auf drei dieser Proben wurde dann ein 660 · 10^-¹⁰ m-SiO₂-Film aufgebracht, während der Zinkfilm auf den anderen (3500 · 10^-¹⁰ m) mit einem nur 200 · 10^-¹⁰ m dicken Film von SiO₂ überzogen wurde. Jede erhaltene Sili ziomdioxid-Filmoberfläche wurde mit einer 0,5%igen äthanoli schen Lösung von Kupplungsmittel (I) gebürstet und nach dem Verdampfen des Alkohols wurde die Anordnung mit einem Sub strat laminiert und die Schälfestigkeit, wie oben beschrie ben, gemessen. Die Schälfestigkeit der 14 000 · 10^-¹⁰ m-Zink beschichteten Probe lag erheblich unter dem annehmbaren Betrag und betrug weniger als 4 N/cm, während die 7000 · 10^-¹⁰ m-Zink-beschichtete Probe Werte in dem annehmbaren Bereich von 14,6 bis 17,6 N/cm aufwies. Die 5250 · 10^-¹⁰ m-Zinkprobe hatte Werte bei 12 bis 13,6 N/cm, und die 3500 · 10^-¹⁰ m-Probe hatte eine Schälfestigkeit von 15,2 N/cm.

Beispiel 5

In einem anderen Versuch ähnlich denjenigen der vorstehenden Beispiele wurde Aluminium anstelle von Zink eingesetzt und 3 Proben mit 5000 · 10^-¹⁰ m dicken Aluminium-Filmen herge stellt und zwar unter einer Argonatmosphäre von 1,33 Pa Druck und einem Feuchtigkeitsdruck von 0,133 Pa. Wiederum war das Siliziumdioxid von einer Spezifikation der vorstehenden Beispiele, und es wurde auf die ersten 2 Proben Kupplungsmittel (I) bzw. (II) aufgebracht, während bei der dritten Probe kein Kupplungsmittel verwendet wurde. Der Schältest wurde bei den Proben nach dem Binden mit einer vorimprägnierten Glasfaser-Epoxyplatte, wie dies in Beispiel 1 beschrieben wurde und im Anschluß an die Entfernung des Alumi niumträger-Streifens und des Trennmittels durchgeführt und es wurden für jede der ersten 2 Proben Werte von 9,6 N/cm und für die unbehandelte Probe ein Wert von 11,2 N/cm gemessen.

Beispiel 6

In einem genau wie in Beispiel 5 durchgeführten Versuch, mit der Ausnahme, daß die Argonatmosphäre im wesentlichen wasser frei war und weniger als 1 Teil pro 1000 Teile Feuchtigkeit enthielt, zeigte sich, daß die 3 hergestellten Proben bei den wie in Beispiel 4 beschriebenen Untersuchungen genau die gleichen Schälfestigkeiten von 10,4 N/cm aufwiesen.

Beispiel 7

In einem anderen Versuch ähnlich demjenigen von Beispiel 6 wurden 4 Proben unter Verwendung von Fensterglas anstelle von Siliziumdioxid als Schicht für den Aluminium-Film über dem Kupferfilm hergestellt. Die fertiggestellten Produkte entsprachen denjenigen der oben gemessenen Schälfestigkeit von 10,4 N/cm im Falle der mit (I) behandelten Probe, 11,2 N/cm für die mit (II) behandelte Probe und 10,4 bis 11,2 /cm für die mit (III) behandelte Probe sowie 13,6 N/cm für die unbehandelte Probe.

Claims

1. Kupferkaschiertes Basismaterial, bestehend aus einem Harzsubstrat und einer gegebenenfalls aufgerauhten Kupferfolie sowie dazwischen vorgesehenen dünnen Metallschichten, dadurch gekennzeichnet, daß die aus Zink, Aluminium, Zinn oder Chrom bestehen den dünnen Schichten eine Dicke von 1,2 × 10^-⁷ m bis 7 × 10^-⁷ m aufweisen und eine weitere Schicht aus Siliziumdioxid oder Aluminiumoxid in Stärken von 0,2 × 10^-⁷ m bis 1,2 × 10^-⁷ m vorgesehen ist.

2. Basismaterial nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kupferfolie eine Dicke von weniger als 16 µm hat.

3. Verfahren zur Herstellung von kupferkaschiertem Ba sismaterial durch Verpressen einer gegebenenfalls aufgerauhten Kupferfolie, auf welche dünne metalli sche Schichten aus Zink, Zinn, Kobalt etc. abge schieden werden, mit harzimprägnierten Substraten (Prepregs), dadurch gekennzeichnet, daß Metalle aus der Gruppe Zink, Aluminium, Zinn und Chrom in Schichtdicken von 1,2 × 10^-⁷ m bis 7 × 10^-⁷ m auf die Kupferfolie gedampft und anschließend Schichten aus Siliziumdioxid oder Aluminiumoxid in Stärken von 0,2 × 10^-⁷ m aufge dampft werden.

4. Verfahren zur Herstellung von kupferkaschiertem Ba sismaterial durch

a) Aufbringen eines leitfähigen Metalls, insbeson dere Kupfer, auf die mit einem Trennmittel be handelte Oberfläche eines Trägers,
b) Behandeln der Metallschicht zur Verbesserung der Haftung (Aufrauhen, Oxidation),
c) Verpressen des Verbundes (Metallschicht/Träger) mit harzimprägnierten Substraten (Prepregs) zu einem Laminat und
d) entfernen des Trägers,

dadurch gekennzeichnet, daß nach Verfahrensschritt b) Metalle aus der Gruppe Zink, Aluminium, Zinn und Chrom in Schichtdicken von 1,2 × 10^-⁷ m bis 7 × 10^-⁷ m auf das leitfähige Metall, insbesondere eine Kupferfolie, gedampft und anschließend Schichten aus Siliziumdioxid oder Aluminiumoxid in Stärken von 0,2 × 10^-⁷ m bis 1,2 × 10^-⁷ m aufgedampft werden.

5. Verfahren nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Aufdampfen der metallischen und oxidischen Schichten durch Zerstäuben erfolgt.

6. Verfahren nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß auf die Oxidschicht zusätzlich eine Schicht eines Silan-Haftvermittlers aufgebracht wird.

7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Aufbringen des Silan-Haftvermittlers durch Auf bringen einer methanolischen Lösung des Silan-Haft vermittlers und anschließendes Verdampfen des Methanols erfolgt.

8. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Aufbringen des Kupfers durch Zerstäuben erfolgt.

9. Verfahren nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Aufdampfen des Metalls in einer Feuchtigkeit enthaltenden Atmosphäre erfolgt.

10. Verfahren nach Anspruch 5 und 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Zerstäuben von Zink unter einer Argon-Atmosphäre erfolgt, die etwa ein Teil Feuchtigkeit pro 100 Teile enthält.

11. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Zerstäuben von Zink in Gegenwart einer kleinen, zur Bildung von whisker-ähnlichen Dendriten auf der entstehenden Zinkschicht, wirksamen Feuchtigkeits menge erfolgt.