DE3643660A1 - Durch waerme aktivierbarer haftvermittler fuer drahtgeschriebene schaltungen - Google Patents
Durch waerme aktivierbarer haftvermittler fuer drahtgeschriebene schaltungenInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine Haftvermittlermischung,
die ein polymeres Kunstharz enthält, welches ohne
in den C-Zustand überzugehen, das heißt, ohne zu
vernetzen, durch Wärme aktiviert werden und in
einem späteren Verfahrensschritt in den C-Zustand
überführt werden kann, und eine drahtgeschriebene
Schaltung, deren Drahtleiterzüge in den
erfindungsgemäßen Haftvermittler eingebettet sind,
sowie ein Verfahren zur Herstellung einer solchen
Schaltung.
Wärmeaktivierbare Haftvermittlerschichten werden in
der Regel als dünner, nichtklebender Film auf die
Oberfläche eines Trägers gebracht. Werden diese
Schichten aktiviert, so gehen sie in den klebenden
Zustand über, in dem sie noch eine gewisse
Zeitspanne nach der Aktivierung verbleiben, um beim
Abkühlen sehr schnell zu erhärten. Damit ist die
Zeit, in der der Haftvermittler verbindungsfähig
ist, verhältnismäßig kurz, weshalb die Verbindung
sehr schnell durchgeführt werden muß.
In vielen Fällen ist es erforderlich, eine Temperatur-
beständige Haftvermittlerschicht zu erzielen.
Es ist bekannt, daß eine höhere Temperaturbeständigkeit
durch Einführung einer vernetzenden
Komponente bewirkt werden kann. Üblicherweise
werden hierfür vernetzende Komponenten wie
Polyepoxide zugesetzt. In US-PS 37 23 568 wird beispielsweise
ein Epoxipolymerisations-Katalysator
zugesetzt, der mit freien Gruppen im Basismaterial
reagiert.
Die US-PS 41 37 364 beschreibt die Vernetzung eines
Ethylenvinylazetat-Vinylalkohol-Polymers durch
Zusatz von Isophtaloyolbiscaprolaktum oder von
Vinyltriethoxisilan. Die Vernetzung wird vor
der Wärme-Reaktivierung erzielt. Noch bessere Ergebnisse
werden erzielt durch zusätzliche Einführung
von vernetzenden Komponenten, die durch Wärme
aktiviert werden, direkt nach dem Aufbringen
der Haftvermittlerschicht. Ein weiteres Beispiel
für Vernetzung unter Wärmezuführ wird in der
US-PS 41 16 937 beschrieben; hier werden flexible
Polyimide wie beispielsweise Polyamino-bis-maleimid
verwendet. Diese Mischungen vernetzen bei Temperaturen
über 150°C. In den beschriebenen Beispielen
wird die Vernetzung zwischen der die Vernetzung
bewirkenden Komponente und freien Gruppen im
Basismaterial erzielt.
Es sind wärmeaushärtende Haftvermittlermischungen
bekannt, in welchen Polyisocyanate mit Komponenten
verbunden werden, die gegen Isocyanate reaktionsfähig
sind. Hierbei treten allerdings Schwierigkeiten
auf, da die reaktionsfähigen Gruppen,
beispielsweise Polyole oder Polyamine, bereits
bei Raumtemperatur mit den Isocyanatgruppen
reagieren. Folglich ist es sehr schwierig,
Mischungen herzustellen, die wenigstens für einige
Zeit lagerfähig sind. Um diese Schwierigkeit
zu überwinden, werden häufig die beiden Komponenten
getrennt aufbewahrt und erst unmittelbar
vor dem Gebrauch gemischt. Die Reaktion tritt
dann entweder spontan ein oder wird durch Wärme
eingeleitet.
Ein Nachteil dieser Zweikomponenten-Haftvermittler
besteht in der erforderlichen getrennten Herstellung
und Lagerung, der Herstellung des genauen
Mischungsverhältnisses vor Gebrauch sowie der
Gefahr, daß durch vorzeitiges Reagieren der
Komponenten der Mischapparat sowie die
Auftragvorrichtung verkleben.
Ein weiteres Verfahren zur Herstellung eines
Polyisocyanat-Haftvermittlers ist beispielsweise
in der französischen Patentschrift
12 37 936 beschrieben. Dieser Haftvermittler,
der verhältnismäßig lange lagerfähig ist, geht
von nicht vernetzten Prepolymeren aus mit einer
kleinen Menge freien Isacyanat; die Vernetzung
wird durch die Luftfeuchtigkeit bewirkt.
Ein Nachteil dieses Verfahrens besteht darin, daß
die Härtung, die auf der Oberfläche beginnt,
sich nur langsam ins Innere fortsetzt, so daß
das Endstadium erst nach Wochen oder sogar Monaten
erzielt wird. In Vertiefungen oder in
sehr großen Bezirken wird manchmal überhaupt
keine Aushärtung erzielt.
Stabile Mischungen können auch erzielt werden,
wenn das Polyisocyanat zunächst mit einer einfunktionalen
Komponente zur Reaktion gebracht
wird. Das entstehende Addukt wird als blockiertes
Isocyanat bezeichnet, wenn es weniger wärmebeständig
ist als das durch die nachträglich durchgeführte
Vernetzungsreaktion hergestellte Produkt.
Unter Wärmeeinwirkung wird das blockierende Agens
eliminiert, und das Polyisocyanat ist frei zur
Vernetzungsreaktion und bildet sodann wärmebeständigere
Verbindungen. Wegen des zu eliminierenden
blockierenden Agens haben derartige
Mischungen technische und wirtschaftliche Nachteile.
Wenn das blockierende Agens in dem
vernetzten Haftvermittler verbleibt, verändert
dieses dessen Eigenschaften; wenn es verdampft,
muß es entweder wiedergewonnen oder aus der
verbrauchten Luft entfernt werden.
Die US-Patente 34 75 200, 42 51 427 und 42 51 428
beschreiben Polyisocyanate, die über 100°C oder
über 130°C schmelzen und die mit bestimmten
Polyolen Mischungen ergeben, die eine gute
Lagerfähigkeit aufweisen und die Wärme-gehärtet
werden können. Sie dienen als Überzüge für
Schläuche und Gewebe. Die Nachteile der oben
genannten Mischungen bestehen darin, daß, wenn
eine ausreichende Lagerfähigkeit erzielt werden
soll, nur sehr wenige Polyole verwendbar sind;
deshalb ist der Anwendungsbereich für derartige
Mischungen auch sehr beschränkt.
Das US-Patent 40 93 675 beschreibt eine
Haftvermittlermischung, die ein Poly(ester/ether)-
Block-Copolymer mit einer endständigen CH Gruppe
enthält, mit der folgenden Formel:
- [O---OOC - R(COOH)2 - CO] - n .
In dieser Formel ist -O ---O- das Poly(ester/ether)-
Block-Polymer, welches eine vernetzende Komponente
sowie eine lineare, flexible, copolymere Komponente
enthält. Das vernetzende Copolymer ist ein
Blockpolymer, in welchem einer der Blöcke selbst ein
Copolymer ist und welches bis zu Temperaturen von
150°C nicht verfließt.
Das US-Patent 44 30 479 beschreibt eine Haftvermittlermischung,
die aus einer thermoplastischen
und einer vernetzenden Komponente im Gewichtsverhältnis
1 : 100 besteht; dabei ist die vernetzende
Komponente entweder ein Polyamin oder ein
Hydroxy-substituierter Polyester von Polyacrylat mit
einer vernetzenden Komponente, die aus Di-oder
Polyisocyanat besteht. Das thermoplastische Polymer
ist vorzugsweise ein Polyester, Polyurethan oder
Polyamid, ein Gummi oder ein Ethylen/Vinyl-Azetat
polymer und kann, falls erwünscht, bis zu 100
Gew.Teile auf 100 Gew.Teile eines klebenden Harzes
enthalten (üblich ist ein hydrierter oder dehydrierter
Harzester). Diese Mischungen sind bindungsstarke
Haftvermittler, die bei Wärmeaktivierung erst
langsam in den klebenden Zustand übergehen, der
bei einer relativ niedrigen Temperatur erzielt wird,
und zeigen große Widerstandsfähigkeit gegen höhere
Temperaturen. Sie wirken nicht blockierend und
können auf der Unterlage bis zu 60 Tagen vor Gebrauch
aufgetragen werden.
Das US-Patent 41 94 618 beschreibt ein Schleifmaterial,
das aus einem Träger mit auf diesem
haftenden Schleifkörnern besteht. Die beiden
Enden des Schleifmaterials werden verbunden;
dies geschieht, indem ein Haftvermittlerfilm
aufgebracht wird, der teilweise ausgehärtet ist,
der aber noch wärmeaktivierbar ist, um die beiden
Enden miteinander zu verbinden. Der Haftvermittlerfilm
ist ein Reaktionsprodukt einer Haftvermittlermischung
aus (a) einem Hydroxy-Endgruppen aufweisenden
Polyurethan-Polyester; (b) einer aktiven
Wasserstoffkomponente mit einem Äquivalentgew.
von aktivem Wasserstoff zwischen 27-500; (c) einer
Komponente mit freien Isocyanat-Gruppen; und (d)
einer chlorierten aliphatischen Kohlenwasserstoffverbindung,
einer chlorinierten aromatischen
Kohlenwasserstoffverbindung und/oder einem
alkylierten Polysteren. Diese Komponente (d)
ist mit den Komponenten (a), (b) und (c) mischbar.
Das US-Patent 44 76 259 beschreibt eine wärmeaushärtbare
Mischung auf Lösungsmittelbasis bestehend
aus einem Epoxyesterharz mit einer Anzahl funktioneller
Hydroxygruppen und einem mittleren Molekulargew.
zwischen 1000 und 5000, und einem
polyfunktionalen hydroxyreaktiven Vernetzungs-Agens.
Der Epoxyharzester wird durch die Reaktion von
Diepoxid, dessen Kette durch Diphenol und
Diakrylsäure verlängert wird, mit einem hydrofunktionellen,
sekundären Amin hergestellt, in
einer Menge von 1:1 Äquivalentverhältnis. Die
vernetzende Komponente ist ein Aminovernetzer
oder ein blockiertes Isocyanat, dessen Isocyanatgruppen
durch eine Reaktion mit einem aktiven
Wasserstoff enthaltenden Agens blockiert sind.
Die US-Patente 36 46 752 und 40 97 684 beschreiben
katalytische Haftvermittler für drahtgeschriebene
Schaltungen, welche ein flexibles Haftvermittlerharz
enthalten, entweder ausschließlich oder in
Kombination mit einem wärmeaushärtbaren Harz.
Das flexible Haftvermittlerharz schließt die
Epoxidharze, die Polyvinylazetalharze sowie
Polyvinylalkohol, Polyvinylazetat, natürliche
und synthetische Gummi wie chlorinierte Gummi,
Butadien-Acrylonitril-Copolymere und Acrylpolymere
und Copolymere ein. Die Verwendung von
Haftvermittlern in einem Verfahren für die
Herstellung von elektrischen Schaltplatten
wird in den US-Patenten 36 74 602 und 36 74 914
erwähnt. Die Haftvermittlerschicht besteht aus
teilweise ausgehärtetem, wärmeaushärtbarem Harz,
welches bei Raumtemperatur nicht klebrig ist,
welcher aber unter Einwirkung von Wärme unterhalb
der Aushärttemperatur erweicht und bei kurzzeitiger
Erwärmung und anschließendem Abkühlen eine
Haftvermittlerbindung ergibt. In einem Verfahrensschritt
des zuvor genannten Verfahrens wird
nach dem Aufbringen des vollständigen Leiterzugmusters
dieses dauerhaft mit der Unterlage verbunden,
indem die Drähte in die Haftvermittlerschicht
eingepresst werden unter Anwendung von
Wärme und Druck und dabei das Aushärten des Haftvermittlers
erfolgt; oder das Leiterzugmuster wird
mit einem sogenannten Epoxyprepreg abgedeckt und
dann unter Anwendung von Wärme und Druck in die
Harzschicht einlaminiert. Derartige Haftvermittler
wurden bei der Herstellung der handelsüblichen
Drahtschaltungen jahrelang verwendet.
Es mußte festgestellt werden, daß während des
zuvor genannten Laminierungsschrittes die korrekt
aufgebrachten Leiterzüge häufig verschoben
werden, wenn die Abdeckung aufgebracht und laminiert
wird, aufgrund des hydraulischen Druckes,
der auf die erweichte Epoxidharz- und die darunter
teilweise erweichte Haftvermittlerschicht wirkt.
Versuche, diese Drahtverschiebungen zu vermeiden,
indem die Haftvermittlerschicht vor dem Aufbringen
der Drähte oder durch Anheizen nach dem Aufbringen
des vollständigen Schaltungsmusters teilweise gehärtet
wird, oder durch Verändern der Laminierungsbedingungen,
haben sich nicht als erfolgreich erwiesen.
Der spezifische Volumenwiderstand der Haftvermittlerschicht
ist 1×104 bis 1×106 Megohm-cm,
weil ein hoher Gummigehalt erforderlich ist, um
dem Haftvermittler ausreichende Klebkraft für die
Bindung des Drahtes zu verleihen. In einigen Anwendungsbereichen
ist ein höherer spezifischer
Volumenwiderstand erforderlich.
US-Patent 44 27 478 beschreibt die Verwendung eines
lichtaushärtenden Haftvermittlers zur Einbettung
der Leiterzugdrähte einer drahtgeschriebenen
Schaltung. Der Haftvermittler ist eine Mischung
aus Akrylatestern von Epoxy-Novolack-Harzen und
Bisphenol-A-Epoxidharzen. Der Haftvermittler wird
auf einem Träger aufgebracht und die Leiterzugdrähte
auf diesem niedergelegt; um eine Verschiebung
der Drähte zu vermeiden, wird teilweise
Licht ausgehärtet. In einem späteren Verfahrensschritt
wird der Haftvermittler photochemisch oder vermittels
Wärme voll ausgehärtet und so die Drähte
fest auf der Unterlage verankert.
Die europäische Patentanmeldung Nr. 97 815 beschreibt
einen lichtaushärtbaren Haftvermittler
zur Fixierung der Drähte auf einer Schaltplatte;
der Haftvermittler enthält Bisphenol-A-Epoxidharz
mit einem Molekulargewicht zwischen 1500-5000, einem
epoxidierten Novolack mit einem Molekulargewicht
zwischen 900-1500, und eine ungesättigte Carboxylsäure
mit einer Ethylengruppe, einen Katalysator,
eine ungesättigte Verbindung auf Polyethylenbasis,
einen Photoiinitiator, ein Phenoxyharz mit einem
Molekulargewicht von über 30 000 und ein thixotropes
Agens.
Das GB-Patent 15 04 252 schlägt die Verwendung
eines wärmeaushärtbaren Harzes für drahtgeschriebene
Schaltungen vor, welches die Oberfläche mit
Ausnahme der Lötbezirke abdeckt. Die Zusammensetzung
des wärmeaushärtbaren Haftvermittlers wird dort
nicht beschrieben.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen
nicht-klebrigen, durch Energiezufuhr aktivierbaren,
mindestens ein polymeres Kunstharz enthaltenden
Haftvermittler herzustellen, der die
im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 angegebenen
Merkmale aufweist. Vorteilhafte Ausgestaltungsformen
ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Der erfindungsgemäße Haftvermittler weist einen
spezifischen Volumenwiderstand auf, der in einem
Temperaturbereich zwischen 20-120°C mindestens
um eine Größenordnung, vorzugsweise um zwei
Größenordnungen über dem Widerstand der Haftvermittlerschichten
nach dem Stand der Technik liegt.
Der Haftvermittler nach der Erfindung ist fest und
enthält ein Kunstharz, welches vor dem Vergießen
der Leiterdrähte in den C-Zustand vernetzt werden
kann, so daß eine Verschiebung der Drähte in
einem nachfolgenden Verfahrensschritt weitgehend
ausgeschlossen ist. Weiterhin ist die erfindungsgemäße
Haftvermittlermischung bei Zimmertemperatur
nicht klebrig und durch Ultraschallenergie
oder Wärme aktivierbar. Die Mischung kann weiterhin
bis zu 25% flüchtiger Bestandteile enthalten,
um die Aktivierung durch Ultraschallenergie zu
erleichtern und ist dennoch bei Zimmertemperatur
und Atmosphärendruck nicht klebrig. Die erfindungsgemäße
Mischung enthält keine synthetischen
Elastomeren oder Gummi. Die wärmeaushärtbare
Mischung kann sich wie eine Schmelze verhalten;
sie verflüssigt sich und wird klebrig, wenn sie
bis zum Schmelzbereich erwärmt wird, und verfestigt
sich danach schnell, wenn sie unterhalb
des Schmelzbereiches abgekühlt wird. Sie kann
ebenfalls durch UV-Bestrahlung ausgehärtet werden.
Weiterhin wird durch die erfindungsgemäße Haftvermittlerschicht
ein Draht von 0,1 mm Durchmesser
auf einer Unterlage mit einer Haftfestigkeit
von mindestens 30 g fixiert.
Ein weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen
Verfahrens besteht in dem hohen Isolationswiderstand
der Schaltung von mindestens 1×105 Megohm.
Wenn nicht an anderer Stelle in dieser Beschreibung
bereits formuliert, sind die in dieser Anmeldung
verwendeten Ausdrücke wie folgt definiert:
Ein "wärmeaktivierbarer Haftvermittler" ist ein
trockener Haftvermittlerfilm, der durch Wärme
klebrig oder durch Wärme und Druck oder Ultraschallenergie
klebrig oder flüssig wird.
"B-Zustand" ist ein Zwischenzustand mancher
wärmeaushärtbarer Harze, in dem das Material
durch Wärmezufuhr erweicht und unter Einwirkung
von Lösungsmitteln quillt, aber nicht völlig
schmilzt oder gelöst wird. Das Harz in einem
unausgehärteten Haftvermittler ist meistens
in diesem B-Zustand.
Ein "blockiertes härtendes Agens" ist ein Härter,
dessen Reaktionsfähigkeit zeitweilig blockiert
ist, aber wieder reaktiviert werden kann.
Mit "Haftfestigkeit" wird die Last bezeichnet, die
erforderlich ist, um eine Haftvermittlerschicht
in der Bindungsebene zu brechen, wenn diese Last
entweder als Zug, Druck, Biegung, Abziehkraft,
Schwerkraft oder Spaltung angebracht wird.
"C-Zustand" ist der Endzustand, in dem das
Material vollständig ausgehärtet oder vernetzt
ist. Es ist dann relativ unlöslich und unschmelzbar.
Eine "Doktor-Walze" ist eine Walze, die mit einer
anderen Geschwindigkeit oder in einer anderen
Richtung rotiert als die Auftragswalze und damit
eine gleichmäßige Verteilung auf der Oberfläche
erzielt.
"Füllstoff" ist eine nicht als Haftvermittler
wirkende Substanz, die einem Haftvermittler zugesetzt
wird, um dessen Eigenschaften zu verbessern,
wie beispielsweise dessen Haltbarkeit und Stärke.
"Weichmacher" ist ein Material, das dem Haftvermittler
zugesetzt wird, um dessen Flexibilität,
Verarbeitbarkeit oder Dehnbarkeit zu verbessern.
Mit "klebend" wird eine Eigenschaft des Haftvermittlers
bezeichnet, welche diesen zur Bindung
mit einer meßbaren Stärke befähigt, sofort,
nachdem er mit dem zu verbindenden Körper unter
leichtem Druck in Kontakt gebracht wurde.
Mit "thermoplastisch" wird ein Material bezeichnet,
das wiederholt unter Wärmezufuhr erweicht werden
kann und bei Abkühlung erhärtet.
"Wärmeaushärtbar" ist die Eigenschaft eines Materials,
das bei Wärmeeinwirkung einer chemischen
Reaktion unterliegt; diese Reaktion kann auch
durch Katalysatoren, UV-Bestrahlung, etc. zum
Ablauf gebracht werden und führt zu einem relativ
unschmelzbaren Zustand.
"T g " ist die Glasübergangstemperatur; es ist die
Temperatur, bei der ein amorpher hochpolymerer
Körper vom brüchigen, glasigen Zustand in den
plastischen Zustand übergeht.
Mit "Eintritt von T g " wird das Eintreten dieses
Zustandes bezeichnet, der durch Differential-
Abtastung (Kolorimetrie) oder thermisch-mechanische
Analyse bestimmt werden kann.
"Drahtschreiben" ist das Aufbringen und Befestigen
von Drahtleiterzügen auf einer Unterlage zur
Herstellung einer Schaltung.
Im C-Zustand ist die Haftvermittlermischung
temperaturbeständig, d. h., bei Einwirkung von
Wärme schmilzt sie nicht und verflüssigt sich
nicht, wenn sie einer Temperatur von bis zu
etwa 200°C und einem Druck von 3 MPa ausgesetzt wird.
Nach dem verbesserten Verfahren nach der Erfindung
werden drahtgeschriebene Schaltungen hergestellt,
bei denen wenigstens eine Haftvermittlerschicht
auf einen Träger aufgebracht, wenigstens eine
Drahtverbindung auf dieser Haftvermittlerschicht
hergestellt und in einem späteren Verfahrensschritt
die Haftvermittlerschicht in den C-Zustand
gebracht wird. Die Verbesserungen sind die folgenden:
Die verwendete Haftvermittlerschicht ist nicht
klebrig; die Haftvermittlermischung enthält ein
festes, polymerisiertes Kunstharz, welches aktiviert
werden kann, ohne daß es hierbei in den C-Zustand
übergeht, wenn genügend Wärme oder Ultraschallenergie
für einen Zeitraum von weniger als 1 Sekunde
zugeführt wird. Die Haftvermittlerschicht besteht
aus den folgenden Bestandteilen:
- (1) Einer ersten Komponente, deren filmbildendes polymeres Kunstharz ein Molekulargewicht von mindestens 10 000 und eine Hydroxyl-, Epoxid- oder ungesättigte Funktionalität von mindestens 7 aufweist, und das aus einer Gruppe der Polyole bestehend aus Polyester, Polyurethan, Phenoxid, Epoxid und deren Mischungen ausgewählt ist.
- (2) Einer zweiten Komponente, einem Weichmacher, aus der Gruppe der organischen Lösungsmittel und reaktiven Verdünner sowie Mischungen derselben mit einem aromatischen Petroleum-Öl, wobei der Weichmacher in einer Menge vorhanden ist, die nach Aktivierung die Ausbildung einer Haftverbindung mit dem Drahtleiterzug bewirkt, die ausreicht, um diesen in seinen X- und Y- Koordinaten sicher festzulegen, ohne daß der Haftvermittler in den ausgehärteten C-Zustand übergeht; und (3) als dritte Komponente mindestens einen Härter, der zunächst in seiner nicht reaktiven bzw. geblockten Form vorliegt, unter Aktivierungsbedingungen für den Drahtverlegevorgang nicht reagiert, und erst bei Zufuhr ausreichender Energie in Form von Wärme oder Strahlung in einem späteren Verfahrensschritt unter Vernetzung des polymeren Kunstharzes der Übergang in den ausgehärteten C-Zustand bewirkt wird; und daß vor der vollständigen Überführung in den C-Zustand mehr als 90%, und bis zu 95%, und vorzugsweise praktisch die gesamte Menge des Lösungsmittel-Weichmachers verdampft bzw. der Verdünner-Weichmacher zur Reaktion gebracht wird.
Das filmbildende polymere Kunstharz hat ein Molekulargewicht,
das ausreichend hoch ist, um gute
filmbildende Eigenschaften aufzuweisen, und ist im
trockenen Zustand nicht klebrig. Geeignete filmbildende
polymere Harze sind beispielsweise Polyole mit einer
Hydroxyd-Epoxid- oder ungesättigten Funktionalität,
die größer als 7 und vorzugsweise größer als 20
ist, und sind aus der Gruppe der Polyester, Epoxide,
Polyurethane und Phenoxyharze und deren Mischungen
ausgezählt. Die Funktionalität steht für die Vernetzung
im C-Zustand zur Verfügung. Beispiele
für funktionelle ungesättigte Gruppen schließen
Vinyl-, Allyl-, Methallyl-, Acryl- und Methacryl-
Gruppen ein. Nach einer Ausgestaltungsform sind
die funktionellen Gruppen des filmbildenden
Harzes Hydroxylgruppen und der Härter ist ein
blockiertes Polyisocyanat. In einer anderen Ausgestaltungsform
sind die funktionellen Gruppen
des filmbildenden Harzes ungesättigte Doppelbindungen
wie Acryl-, oder Allylgruppen und der
Härter enthält ein freies Radikal, das geeignet
ist, die Vernetzung hervorzurufen. Es konnte
festgestellt werden, daß Phenoxyharze wie
Poly(4,4′-isopropylidendiphenol-1,3glyceryl ether)
die sich wiederholende Gruppeneinheit
aufweist, wobei n eine ganze Zahl zwischen 20-350 ist,
ganz besonders geeignet für die erfindungsgemäßen
Haftvermittler sind. Die genannten Phenoxyharze
sind linear und tragen ein oder zwei Oxiran-Endgruppen.
Phenoxyharze sind thermoplastisch.
Geeignete Polyester schließen beispielsweise (1)
gesättigte oder ungesättigte Dicarbonsäuren mit
4 bis 10 Kohlenstoffatomen, oder auch aromatische
Dicarbonsäuren wie Terephtalsäure, Isophtalsäure
und andere substituierte Phtalsäuren sowie 4,4′-
Diphenylthioether-Dicarbonsäure, 4,4′-Diphenyl-
dicarbonsäure und gesättigte und ungesättigte
aliphatische dimere Säuren (zum Beispiel Polymerisationsprodukte
von zwei Molekülen einer
ungesättigten Fettsäure mit 12 bis 26 Kohlenstoffatomen
und Mischungen und Derivaten hiervon)
ein; und (2) ein oder mehrere gesättigte oder
ungesättigte aliphatische Diole mit 2 bis 12
Kohlenstoffatomen, sowie langkettige Diole mit
einem mittleren Molekulargewicht zwischen 200
und 4000, Polyethylenoxide, Polypropylenoxide
und Polyhydroxylverbindungen wie Glycerin,
Trimethylpropan, Neopentylalkohol und Mischungen
sowie Derivate derselben. Unter den geeigneten
Harzen sind die folgenden zu nennen: Diglycidylether
von Bisphenol A mit einem Epoxyäquivalentgewicht
von 450 bis 2000, Epoxynovolack oder Polyglycidyl-ether
von Phenolformaldehyd, Polyglycidyl-ether
von Tetraphenylethan und Polyglycidyl-ether von
Resorzinol. Ebenfalls geeignet sind hochmolekulare
Copolymere von Bisphenol A und Epichlorhydrin mit
durchschnittlichen Molekulargewichten über
50 000. Vorzugsweise Epoxyharze sind Diglycidylether
von Bisphenol A mit einem Epoxyäquivalentgewicht
von 1000 bis 6000. Brauchbare Polyurethane
schließen die Reaktionsprodukte von Diisocyanaten
und Polyestern, Polyether oder Polyester/Polyether-
Copolymere ein. Vorzugsweise verwendete Polyurethane
sind solche, die aliphatische Ketten mit 100 bis
1000 Dalton aufweisen sowie einige aromatische
Gruppen (beispielsweise Isophtalat oder Terephtalatester-
Gruppen oder Toluendiurethan-Gruppen).
Geeignete filmbildende polymere Harze entsprechend
der vorliegenden Erfindung können unter Verwendung
von einem oder mehreren Polyolen erhalten werden,
wenn diese ein durchschnittliches Molekulargewicht
von mindestens 10 000, besser 15 000, aufweisen.
Ebenfalls kann ein Polymer aus der Gruppe
der Polyester, Polyurethane, und Polyether sowie
der Epoxide und Mischungen von diesen im B-Zustand
verwendet werden mit einem Härter, der in einer
geringeren Menge als dem stoechiometrischen Verhältnis
entsprechend vorhanden ist und der in der
Lage ist, mit den funktionellen Gruppen, die in
geringer Konzentration in der Polymerkette vorhanden
sind, zu reagieren, so daß das im B-Zustand
befindliche Harz die zuvor genannten hohen mittleren
Molekulargewichte aufweist. Vorzugsweise ist das
den B-Zustand erzielende Härtemittel ein Isocyanat
oder Amid, das beispielsweise mit einem Polyol
reagiert. Die filmbildenden Polymerharze nach der
Erfindung weisen gute Haftfestigkeit, chemische
und thermische Beständigkeit und Flexibilität der
Haftvermittlermischung auf. Die Haftfestigkeit
wird für eine Anzahl von Oberflächen durch Einführung
polarer Gruppen entlang der Polymerkette
verstärkt. Beispielsweise kann eine Verbesserung
der Haftfestigkeit durch Einführung von Hydroxylgruppen
am Skelett eine Phenoxyharzes erzielt
werden. Die Flexibilität der Haftvermittlermischung
wird durch inneres Verpressen der aliphatischen
Teile des Polymerharzes erzielt. Die
Wärmebeständigkeit der Haftvermittlermischung
wird durch Einführung aromatischer Gruppen im
Polymerskelett erzielt, die in gleichmäßigen Abständen
eingebaut werden. Die chemische Widerstandsfähigkeit
der Haftvermittlerschicht wird
durch Einbau von aromatischen Gruppen und Etherverbindungen
in einem sich wiederholenden Muster
am Skelett des Polymers erzielt. Die Etherverbindungen
sind gegen Alkalien und anorganische Säuren
stabil. Die Weichmacher für die erfindungsgemäße
Haftvermittlerschicht werden so ausgewählt, daß
sie die Eigenschaften des Polymers im C-Zustand
nicht nachteilig beeinflussen. Vor der Überführung in
den C-Zustand soll der Weichmacher verträglich für
das Polymerharz sein und sich nicht entmischen.
Der Weichmacher soll die Plastizität der Mischung
erhöhen; gleichzeitig wird durch diesen der Einsatzpunkt
der Aktivierung durch Ultraschall oder Wärme
bestimmt. Dieser Punkt, Tg, liegt zwischen -5 und
+15°C, vorzugsweise zwischen +4 und +10°C. Eine
Gruppe von Weichmachern ist verdampfbar und kann
vor Übergang in den C-Zustand verdampft werden,
nachdem die Bindung zwischen Draht und Haftvermittler
erzielt wurde. Geeignete Weichmacher sind
Lösungsmittel für die polymeren Harze. Von den
organischen Lösungsmitteln werden vorzugsweise
solche verwendet, die einen Siedepunkt über 100°C
und vorzugsweise über 120°C haben. Hierzu gehören
Glycolether, beispielsweise die Ether von
Ethylenglycol oder Propylenglycol mit aliphatischen
Gruppen mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen;
Glycoletherester wie Azetate von Methyl-, Ethyl-
und Propylethylenglycolether; Ketone mit 6 bis 9
Kohlenstoffatomen wie Methylbutylketon, Methylisoamylketon,
Ethylamylketon, Methylheptylketon,
n-Methylpyrollidon und Cyclohexanon; aromatische
Kohlenwasserstoffe wie Xylen und Toluen; und
substituierte aromatische Kohlenwasserstoffe wie
Cresol.
Eine zweite Gruppe von Weichmachern sind reaktive
Verdünner, die mit Polymerharzen vernetzt werden
können und dadurch einen Teil der vernetzten Verbindung
bilden. Geeignete Weichmacher im Rahmen
der Erfindung sind Acrylat und Methacrylatester
mit Siedepunkten von über 100°C, und Mono- und
Diepoxide mit niedrigem Molekulargewicht wie
Neopentyldiglycidylether, Butylglycidylether und
ähnliche. Eine weitere Gruppe von Weichmachern,
die gemeinsam mit den beiden vorangegangenen
verwendet werden, sind hochsiedende Öle, die
sich durch Verdampfen nicht wieder aus der
Mischung entfernen lassen, solange die Temperatur
160°C und vorzugsweise 300° nicht übersteigt.
Unter den hochsiedenden Ölen sind insbesondere
die aromatischen Öle zu nennen, beispielsweise
aromatische Petroleumöle mit einem
Siedepunkt von über 315°C, von denen angenommen
wird, daß sie zu 96,2% aus aromatischen Ölen und
3,8% Paraffin bestehen.
Wie die Anmelderin fesgestellt hat, ist es
möglich, eine Haftvermittlermischung so aufzubauen,
daß diese bis zum Eintreten des C-Zustandes,
also bis zur Vernetzung, wärmeaktivierbar
ist. So bleibt die Mischung bis zum Einsetzen
des C-Zustandes klebrig, wenn ausreichend Wärme
oder Ultraschallenergie zugeführt wird, und verfestigt
sich bei Abkühlung schnell. Das Polymerharz
in der Haftvermittlermischung kann vernetzt werden,
d. h. es kann in den C-Zustand übergehen, wodurch
die Wärmewiderstandsfähigkeit erhöht wird,
ohne daß irgendwelche anderen wünschenswerten
Eigenschaften verändert werden, wie beispielsweise
die Dimensionsstabilität und Klebkraft.
Vorzugsweise liegt die Temperatur, bei der die
Vernetzung eintritt, höher als die Aktivierungstemperatur.
Dies kann erzielt werden, wenn das
Polymer auf Polyolbasis aufgebaut ist und Hydroxy-,
Epoxid - oder eine ungesättigte Funktionalität,
die größer als 20 ist, sowie ein blockiertes
Isocyanat zur Einleitung der Vernetzung verwendet
wird, das in der Lage ist, mit dem Polyol
zu reagieren; oder wenn ein UV-Härter zugesetzt
wird, der in der Lage ist, mit den funktionellen
Gruppen des Polyols die Vernetzung einzuleiten.
Die Auswähl des Härters, der in der Lage ist,
die Vernetzung der funktionellen Gruppen einzuleiten,
hängt von der Art der funktionellen
Gruppen ab. Wenn die funktionellen Gruppen
Hydroxylgruppen sind, kann als Härter ein
Polyisocyanat gewählt werden sowie Ureamelamin-
Harze, Phenole und Verbindungen, die eine Phenolhydroxylgruppe
enthalten. Unter den Polyisocyanaten
werden vorteilhaft blockierte Cyanate gewählt, die
oberhalb einer Temperatur von 75°C, vorzugsweise
von über 100°C, freigesetzt werden. Geeignete
blockierte Isocyanate sind in US-PS 44 76 259
beschrieben. Wenn die funktionellen Gruppen im B-
Zustand reaktionsfähig sind, wie die Epoxide, ist
der Härter beispielsweise Dicyandiamid oder der
Trifluoridmonoethylamin-Komplex. Andere geeignete
Härter sind Anhydride wie Dodecenylsuccinanhydrid,
Hexahydrophtalanhydrid und Tetrahydrophtalanhydrid.
Als latente Katalysatoren können u. a. der
Bortrifluorid-Monoethylaminkomplex, quartäre Ammoniumhalogenide,
wie Benzyltrimethylammoniumchlorid,
Zinnoctat, Zinnstearat, extra koordinierte
Siliciumsalze, Triethanolaminborat, -titanat und
quartäre Phosphoniumverbindungen, wie
Methyltrioctylphosphoniumdimethylphosphat, Tetrabutylphosphoniumacetat,
Methyltributylphosphoniumdimethylphoshat,
Benzyltriphenylphosphoniumchlorid,
Tetrabutylphosphoniumchlorid, Methyltriphenylphosphoniumdimethylphosphat
und Triphenylphosphoniumiodid
eingesetzt werden. Zur Quervernetzung über
Epoxidgruppen sind weiter blockierte Lewissäuren,
die durch UV-Bestrahlung freigesetzt werden können,
wie z. B. aromatische Iodoniumkomplexsalze, und
aromatische Sulfoniumsalze wie Triphenylsulfoniumhexafluorantimonat
und Triphenylsulfoniumhexafluorophosphat,
geeignet.
Wenn es sich bei den zur Aushärtung in den C-Zustand
zur Verfügung stehenden Gruppen um C-C-Doppelbindungen
handelt, wird als Aushärter ein Radialstarter
verwendet, der durch Wärme, wie z. B.
1,1′-Azobis(cyclohexancarbonitril, Dicumylperoxid,
1,1′.Bis-(tert.-butylperoxy)-diisopropylbenzol
und ähnliche, oder durch Bestrahlung, wie z. B.
Benzoin, Benzoinalkylether, Benzilketale, Dialkoxyacetophenone,
Di- und Trichloracetophenon, Benzophenon,
4,4′-Dimethylaminobenzophenon, Thioxanthonderivate,
wie Thioxanthon, 2-Chlorthioxanthon, 2-Dimethylthioxanthon,
2-Ethylthioxanthon usw., Fluorenon,
Dibenzosuberon, 6,11-Dihydrobenzothiepin-11-on,
2-Chlor-6,11-dihydrodibenzothiepin-11on und
Chinone, wie Anthrachinon, 2-Ethylanthrachinon,
tert. Butylanthrachinon und Anthrachinonsulfat
aktiviert werden kann. Vorzugsweise wird 2,2-Dimethoxy-phenyl-
2-acetophenon verwendet.
Die Haftvermittlermischung kann einen oder mehrere
Zusätze enthalten, wie Füllstoffe, Pigmente, organische
Kuppler zur Bindung des Füllstoffes an das
Polymer, Gleitmittel und Flußmittel und ähnliche.
Die hierfür geeigneten Zusätze sind dem Fachmann bekannt.
Der Füllstoff befördert die nicht klebrige
Eigenschaft des Haftvermittlers im festen Zustand;
weiterhin wird durch Füllstoffzusätze die Dimensionsstabilität
verbessert. Füllstoffe sind in der
Regel anorganische Granulate, welche die Haftfestigkeit
nicht verbessern. Im allgemeinen verringern
Füllstoffe die Schrumpfung, verbessern
die Bearbeitbarkeit, und bei geeigneter Auswahl
werden durch sie die elektrischen Eigenschaften
und die Wärmeleitfähigkeit verbessert. Faserverstärker
wie Glas- und Glimmer-Fasern verbessern
die Wärmebeständigkeit, verhindern das Schrumpfen
und die Wärmeausdehnung. Geeignete Füllstoffe
sind u. a. anorganische Carbonate, Oxide, Sulfate,
Sulfide, wie Calciumcarbonat, Calciumsulfat,
Baryte, Barytweiß, Zinksulfidsilikate, Kieselgur,
Tonerden, Magnesiumsilikat, Wollastonit, Aluminiumoxid-
Hydrat, Zinkoxid, Titandioxid, Zirkonoxide,
Zirkonsilikate und organische Füllstoffe,
wie organische Pigmente und puderförmige, unlösliche
Polymere. Vorzugsweise werden als Füllstoffe
Glimmer, geschäumte Silika und Zirkonsilikat
verwendet. Pigmente können ebenfalls als Füllstoffe
zugesetzt werden, um je nach Wunsch die Mischung
zu färben oder undurchsichtig zu machen. Geeignete
Pigmente sind dem Fachmann bekannt.
Titanat kann als Kuppler zwischen Füllstoffoberfläche
und Polymer zugesetzt werden. Füllstoffe
haben die Tendenz, sich in der Mischung abzusetzen.
Diese Eigenschaft wird durch den Zusatz
von Titanat erheblich verringert. Es wird angenommen,
daß die kuppelnde Wirkung des Titanats
zwischen anorganischen und organischen Phasen
darin besteht, daß es das Wasser auf der anorganischen
Oberfläche ersetzt. Geeignete Titanate
für diesen Zweck sind im Handel erhältlich.
Flußmittel werden zugesetzt, um die Fließeigenschaften
der Mischung zu verbessern, wenn die
Oberfläche des Trägers mit der Haftvermittlerschicht
überzogen wird. Besonders geeignet hierfür
sind Cellulose-Derivate und lineare Polymere
wie beispielsweise Polyvinylacetat, Silikonöle
und Modaflow ® (ein polymeres Butylacrylat).
Andere geeignete Flußmittel sind Aluminiumstearat,
Calciumstearat, Sucrosbenzoat und hochmolekulare
nichtionische Benetzer. Thixotrope Zusätze dienen
dazu, die Viskosität der Mischung einzustellen
und verhindern eine Phasentrennung in der Mischung.
Hierfür geeignet sind beisweise die fettsauren
Salze wie Aluminium, Kalzium und Zink sowie
Laurin- oder Stearinsäure. Agenzien zur Entlüftung
der Mischung bewirken eine Reduzierung der Blasenbildung
beim Auftragen der Mischung. Gute Ergebnisse
werden mit geeigneten Mischungen aus Vinylisobutylether
und Acrylestern erzielt, die im
Handel erhältlich sind. Der Zusatz sollte 0,05%
bezogen auf das feste Polymerharz, nicht
übersteigen.
Falls erwünscht, können der Haftvermittlermischung
Katalysatoren für die stromlose Metallabscheidung
zugesetzt werden. Beispielsweise kann hierfür
ein Aluminiumsilikat verwendet werden, dessen
Partikel mit Palladium überzogen sind, wie im
US-Patent 35 46 009 beschrieben. Ein anderer
geeigneter Katalysator ist 1% Palladium, das
einer Lösung von 85% Diglycidylether von Bispenol A
zugesetzt wird. Die erfindungsgemäße Haftvermittlerschicht
kann auch lange vor dem tatsächlichen
Klebevorgang auf den Träger aufgebracht
werden und dann direkt vor dem Klebevorgang
durch Wärme oder Strahlung oder Ultraschall
aktiviert werden. Das Auftragen des Haftvermittlers
auf den Träger wird nach den bei auf
Lösungsmittelbasis zusammengesetzten Mischungen
üblichen Verfahren vorgenommen, wie beispielsweise
durch Aufsprühen, Auftragen mit Hilfe
eines Rakels, Aufwalzen oder einer Kombination
aus Aufstreichen und Aufwalzen. Die erfindungsgemäße
Haftvermittlermischung kann mit den üblichen
Sprühapparaten aufgesprüht werden. Die
aufgebrachte Schicht ist in jedem Fall fest,
nicht klebrig, vernetzbar, trocknet sehr schnell
an der Luft und kann sofort oder später aktiviert
werden, solange sie nicht im C-Zustand, d. h.
nicht vernetzt ist. In der Praxis hat es sich
als vorteilhaft erwiesen, die Schicht auf einer
ablösbaren Unterlage aufzubringen, wie beispielsweise
einen Polyesterfilm mit einem nicht an der
Schicht haftenden Überzug. Der ablösbare Überzug
kann beispielsweise aus einem mit einer Silikonschicht
versehenen Polyesterfilm bestehen. Der
Haftvermittlerüberzug kann von der Polyesterfolie
abgezogen werden, wann immer dies erforderlich
ist. Der Haftvermittlerüberzug kann sodann
in Form eines Films mit einer einheitlichen
Schichtdicke zwischen 50 und 150 μm auf die gewünschte
Unterlage auflaminiert oder aufgewalzt
werden. Die Haftvermittlermischungen nach der
Erfindung haben viele Vorteile. Sie können sowohl
zum Fixieren als auch zum Einbetten von Leiterzugdrähten
für drahtgeschriebene Schaltungen
dienen, oder als Unterlage zum Aufbringen von
gedruckten Schaltungen. Die nicht klebende Oberfläche
gestattet das Hantieren mit der Platte
während der einzelnen Fabrikationsschritte zur
Herstellung einer drahtgeschriebenen Schaltung.
Ebenfalls kann der Draht auf der Oberfläche der
Haftvermittlerschicht niedergelegt werden, ohne
daß die Gefahr besteht, daß der Auftragmechanismus
verklebt. Weiterhin haften auf der Oberfläche
weder Staub noch andere Partikel aus dem Herstellvorgang.
Die Wärmeaktivierbarkeit der Mischung,
ehe diese im vernetzten Zustand ist, ermöglicht,
daß der auf auf einer aktivierten Haftvermittlerschicht
niedergelegte Draht schnell und einfach
fixiert wird. Die Vernetzungseigenschaften des
polymeren Harzes ermöglichen eine ausgezeichnete
Isolation und eine gute Temperaturbeständigkeit
sowie chemische Widerstandsfähigkeit. Wird der
erfindungsgemäße Haftvermittler zur Herstellung
drahtgeschriebener Schaltungen verwendet, so
reduziert sich die Drahtverschiebung während sämtlicher
weiterer Verfahrensschritte auf maximal
0,15 mm/m (bezogen auf eine Referenz oder auf den
Abstand der Drähte untereinander. Die Haftfestigkeit
des Drahtes auf der Unterlage wird
gemessen durch vertikales Abziehen der Drähte
von der Oberfläche senkrecht zu dieser, oder
durch horizontales Abziehen entlang der Plattenoberfläche,
so daß die Drahtachse gekreuzt wird.
Der erfindungsgemäße Haftvermittler sollte in der
Lage sein, einen Draht von 0,1 mm Durchmesser
mit einer Haftfestigkeit von 30-60 g vor dem
Aushärten und damit vor der vollständigen Vernetzung
des Kunstharzes zu binden.
Eine Mischung auf Phenoxy-Basis, geeignet als
Haftvermittlerschicht bei der Herstellung einer drahtgeschriebenen
Schaltung, wird wie folgt hergestellt:
1. Phenoxyharz13,78 kg
Eine 32%ige Lösung von Phenoxyharz in 2-Ethoxyethylazetat
wird hergestellt. Das Phenoxyharz ist
ein Poly[p,p-isopropylidendiphenoxy- (hydroxyethylether]
mit 23 bis 350 monomeren Einheiten pro
Molekül und Endepoxid- oder Phenolgruppen. Das
durchschnittliche Molekulargewicht, M w , beträgt
300 000 und M n ist 20 000.
2. Blockiertes aromatisches Polyisocyanat,3,58 kg,
welches bei 125-160°C frei wird. (Das blockierte
Polyisocyanat ist zu 60% in einer 50/50 Mischung
von Xylen und 2-Ethoxyethylazetat gelöst).
3. Phlogopit Mica-Pulver (Glimmer)0,13 kg
4. Zirkonsilikat-Pulver0,13 kg
(Mit einer durchschnittlichen Partikelgröße von 0,55 μm)
5. Geschäumte Silika0,053 kg
mit einer Oberfläche von 200 m2/g
6. Organisches Titanat, Kupplungs-Agens1,6 g
Die chemische Formel des Titanat ist wie folgt:
7. Aluminiumsilikat (Ton) mit 16 mg Palladium0,22 kg
hergestellt nach dem in der US-PS 35 46 009
beschriebenen Verfahren.
Die obengenannten Bestandteile werden in einem
Scher-Mischer für 5 Minuten gemischt und dann wird
die folgende Epoxidharzlösung zugefügt:
8. Polyglycidylether von Bisphenol A2,22 kg
Mittleres Molekulargewicht, M w , 44 000 und
M n 11 000 als 46%ige Lösung in 92,5%
2-Hydroxymethoxypropan und 7,5% Methylisoamylketon
Die Mischung der Bestandteile wurde in einer Farbstoffmühle
gemahlen, bis ein einheitlicher Haftvermittler
entstand. Die so hergestellte Haftvermittlermischung
wird auf eine ablösbare Folie aufgetragen.
Im feuchten Zustand wies diese eine
Schichtdicke von 4,4 mm auf. Die überzogene Folie
wird durch einen 3-stufigen Heißluft-Trockenofen
hindurchgeführt. Die erste Stufe war auf 65°C
eingestellt, und die zweite und dritte auf je
77°C. Die gesamte Ausheizzeit betrug 7 Minuten.
Nach dem Trocknen wurde der mit dem Haftvermittlerüberzug
versehene Polyethylenterephtalat-Film
aufgerollt. Die Haftvermittlerschicht lag nun
in Form eines nicht klebrigen, trockenen Films
vor, in dem noch 22% Lösungsmittel enthalten
waren, das zum größten Teil aus 2-Ethoxyethylacetat
bestand. Der trockene Film hatte eine Schichtdicke
von 0,1 mm. Obgleich die Oberfläche der
Haftvermittlerschicht nicht klebrig war, konnte
sie doch blockierend wirken, deshalb war die
Polyesterfolie mit einem Überzug versehen, der
die Ablösung des Haftvermittlerfilms ermöglicht.
Dann wurde die Polyesterfolie mit einer Haftvermittlerschicht
versehen und diese mittels Heißwalzen
auf ein Epoxyglaslaminat laminiert, bei
einer Temperatur von 70°C. Nun wurde der
Polyesterzwischenträger entfernt und eine
Drahtschaltung auf die Haftvermittlerschicht
aufgebracht, bestehend aus isoliertem Draht von
0,1 mm Durchmesser; die Drahtisolierung aus
Polyimid hatte eine Mindeststärke von 0,023 mm
und einen Außenüberzug aus Polyvinylbutyral
einer Mindeststärke von 0,01 mm. Die drahtgeschriebene
Schaltung wurde für eine Stunde bei
80°C ausgeheizt, um überschüssiges Lösungsmittel
zu entfernen, und dann bei 160°C, um
das Polyisocyanat zu deblockieren und damit die
Vernetzung zwischen dem Phenoxy- und den
Polyglycidylbisphenol-A-Harzen zu ermöglichen, und
so die Haftvermittlerschicht in den C-Zustand
zu bringen. Nach dem Aushärten der Haftvermittlerschicht
betrug die Haftfestigkeit zwischen
Draht und der ausgehärteten Schicht 60 N.
Das drahtgeschriebene Schaltungsmuster wurde mit
einer Prepreg-Schicht bedeckt, die bei 160°C
und 2,4 MP auflaminiert wurde, um die Schaltung
zu schützen und ein widerstandsfähiges Bauteil
herzustellen. Nach dem Laminieren waren alle
Drähte in der vorherbestimmten Anordnung, es wurde
keinerlei Drahtverschiebung durch den Laminierungsvorgang
beobachtet. Die soweit fertiggestellte
Schaltung wurde mit einer Schutzmaske
versehen und Löcher gebohrt, deren Wände zur
Herstellung leitender Verbindungen metallisiert
wurden. Die Schutzmaske wurde nach bekannten
Verfahren entfernt. Der Isolationswiderstand
der drahtgeschriebenen Schaltung betrug 106 MOhm.
Vergleichsweise wurde ein anderes, mit einem
geätzten Stromzuführungs- und Erdleitungsmuster
versehenes Epoxyglaslaminat nach dem Stand der
Technik mit einer Drahtschaltung versehen. Der
Haftvermittler hatte die folgende
Zusammensetzung
Acrylnitrilbutadien-Copolymer-Gummi26,9 %
Alkylphenolresol-Harz13,4 %
Diglycidylether von Bispheenol
A,M w =1000 9,0 %
Chlorosulfonierter Polyethylengummi 9,0 %
Phenolnovolack-Harz mit
Hexamethylentriamin-Zusatz13,4 %
Zirkonsilikat (Füllstoff)17,9 %
Palladiumchlorid, mit flüssigem
Epoxydharz reagiert 2,7 %
Geschäumte Silika 4,5 %
Flußmittel 0,5 %
Kupferphtalocyanin (Pigment) 2,7 %
Der Haftvermittler wurde auf beiden Seiten eines
Epoxyprepregs in einer Schichtdicke von 0,1 mm
auf der einen Seite und 0,05 mm auf der anderen
Seite aufgetragen. Der Haftvermittler wurde durch
Heißwalzen auf ein Epoxyglaslaminat und geätzte
Kupferschaltmuster laminiert. Eine Drahtschaltung
wurde in die Haftvermittlerschicht eingebettet.
Anschließend wurde der Haftvermittler für eine
Stunde bei 93°C ausgehärtet; die Haftfestigkeit
zwischen Drahtschaltung und Unterlage betrug 20 N.
Eine Abdeckschicht in Form eines Prepregs wurde
auf die Schaltung bei 160°C und 2,4 MP laminiert.
Nach dem Auflaminieren der Abdeckschicht wurde
die Drahtschaltung auf Drahtverschiebung und
Schrumpfung geprüft und mit der Drahtschaltung
nach dem erfindungsgemäßen Verfahren verglichen.
Die Ergebnisse sind nachstehend aufgeführt:
Sodann wurde die Schaltung nach dem Stand der
Technik weiterbehandelt, wie oben für den erfindungsgemäßen
Haftvermittler beschrieben.
Der Isolationswiderstand betrug 104 MOhm
(verglichen mit 106 MOhm mit dem erfindungsgemäßen
Haftvermittler).
In einem besonderen Prüfverfahren wurde der Volumenwiderstand
des Haftvermittlers nach dem Stand der
Technik mit dem des erfindungsgemäßen Haftvermittlers
verglichen:
Das Beispiel I wurde mit einer anderen Zusammensetzung
des erfindungsgemäßen Haftvermittlers
wiederholt, wobei ähnliche Ergebnisse erzielt
wurden.
Gew.
1. Phenoxyharz18,2 kg
(Wie in Beispiel I)
2. Blockiertes aliphatisches Polyisocyanat 2,38 kg
bei 100-110°C deblockiert
(Das blockiertePolyisocyanat ist zu 75%
in einer 50/50-Mischung von Xylen und 2-Ethoxyethylazetat gelöst).
in einer 50/50-Mischung von Xylen und 2-Ethoxyethylazetat gelöst).
3. Phlogopit Mica Pulver (325 mesh) 0,13 kg
(Wie in Beispiel I)
4. Zirkonsilikat Pulver 0,13 kg
(Wie in Beispiel I)
5. Geschäumte Silika 0,053 kg
(Wie in Beispiel I)
6. Organisches Titanat, Kuppler 1,6 g
(Wie in Beispiel I)
7. Aluminiumsilikat (Ton) 0,22 kg
(Wie in Beispiel I)
Die einzelnen Bestandteile wurden, wie in
Beispiel I, gemischt; dann wurde die folgende
Epoxyharzlösung zugesetzt:
8. Polyglycidylether von Bisphenol A 2.22 kg
(Wie in Beispiel I)
Beispiel II wird fünfmal wiederholt mit Haftvermittlermischungen
entsprechend der nachstehenden
Tabelle. Im Beispiel IIIA ist die Phenoxyharz-
Zusammensetzung ähnlich der von Beispiel II mit
dem Unterschied, daß das verwendete Lösungsmittel
leichter flüchtig wird, wodurch sich die
Trocknungszeit verkürzt.
Im Beispiel IIIB wird ein durch UV-Strahlung
aushärtbarer Epoxyharz-Haftvermittler verwendet.
Im Beispiel IIIC ist die Epoxyharzmischung im
B-Zustand.
Im Beispiel IIID ist die Phenoxyharz-Mischung
ähnlich der aus Beispiel II mit dem Unterschied,
daß die Aushärttemperatur um 40°C höher liegt.
Im Beispiel IIIE enthält die Haftvermittlermischung
ein blockiertes Polyisocyanat.
Im Beispiel IIIC kann statt des handelsüblichen
Epon 1009 ® ein Epoxyharz mit einem Epoxyäquivalentgewicht
von 2500 oder 1000 verwendet
werden. In der Zusammensetzung nach Beispiel IIIC
kann statt m-Phenylendiamin Hydrazin
oder Benzoguanamin als Härter für den B-Zustand
verwendet werden.
Claims (16)
1. Fester, nicht-klebriger, durch Energiezufuhr
aktivierbarer, mindestens ein polymeres Kunstharz enthaltender
Haftvermittler, dadurch gekennzeichnet,
daß dieser zunächst, ohne das polymere
Kunstharz in den C-Zustand zu bringen, durch Zufuhr
von ausreichender Energie in Form von Wärme oder Ultraschall
für eine nachfolgende Zeitspanne von weniger als
einer Sekunde aktivierbar und, zu einem späteren Zeitpunkt
in einem nachfolgenden Verfahrensschritt, durch
entsprechende Energiezufuhr in den vernetzten C-Zustand
überführbar ist, und daß er sodann unter Druck von bis
zu 4 MPa und bei einer Temperatur von bis zu 200°C
weder schmilzt bzw. erweicht noch in einer Ebene senkrecht
zu der Richtung, in der der Druck einwirkt,
fließt; und daß der Haftvermittler die folgenden Komponenten
enthält: (a) als erste Komponente ein filmbildendes,
polymeres Kunstharz ausgewählt aus der
Gruppe der Polyole bestehend aus Polyester, Polyurethan,
Phenoxid, Epoxid und deren Gemischen mit einem mittleren
Molekular-Gewicht von mehr als 10 000 und einer
Hydroxyl-, Expoxid- oder ungesättigten Funktionalität
größer als 7; und (b) eine zweite Komponente bestehend
aus einem Weichmacher, der in einer Menge vorhanden
ist, die die Aktivierung des Haftvermittlers ohne Übergang
in den vernetzten C-Zustand ermöglicht; und (c) mindestens
einen Härter, der zunächst im Haftvermittler in einer
nichtreaktiven bzw. geblockten Form vorliegt und dessen
Menge ausreicht, um bei Zufuhr ausreichender Energie in
Form von Wärme oder Strahlung mit den Funktionsgruppen
des polymeren Kunstharzes zu reagieren bzw. eine Vernetzungsreaktion
und den Übergang in den ausgehärteten
C-Zustand zu bewirken.
2. Haftvermittler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß das polymere Kunstharz ein lineares
Phenoxy-Kunstharz mit einer sich wiederholenden Gruppen-
Einheit
ist, wobei n eine ganze Zahl von 20 bis 350 ist.
3. Haftvermittler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die Funktionsgruppen des polymeren
Kunstharzes Hydroxyl-Gruppen sind und der Härter ein
geblocktes Polyisocyanat ist.
4. Haftvermittler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die Funktionsgruppen ungesättigte
Doppelbindungen sind, der Härter ein Initiator mit
freien Radikalen ist und die Überführung in den ausgehärteten
C-Zustand durch Zufuhr ausreichender UV-
Strahlungsenergie erfolgt.
5. Haftvermittler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß das polymere Kunstharz mit einem im
Haftvermittler weiters vorhandenen zweiten Härter zur
Überführung in den B-Zustand reagiert, und daß jener
zweite Härter entweder in einer Menge vorhanden ist, die
geringer ist als die stöchiometrische Menge, oder nur
mit Funktionsgruppen reagiert, die in der Polymerkette
in geringer Konzentration vorhanden sind.
6. Haftvermittler nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet,
daß das polymere Kunstharz im B-Zustand
durch Reaktion eines Polyamins oder Polyamids mit einem
Polyepoxid geringeren Molekular-Gewichts gebildet ist.
7. Haftvermittler nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet,
daß dieser im B-Zustand ungesättigte
Funktionsgruppen aufweist, und daß der Härter zur Überführung
in den C-Zustand ein Initiator mit freien
Radikalen ist.
8. Haftvermittler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß dieser in Form eines Films von 50 bis
125 μm vorliegt.
9. Haftvermittler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß der Weichmacher ein flüchtiges organisches
Lösungsmittel in einer Menge von 10 bis 25 Gew.-%
ist, dessen Siedepunkt um bzw. geringfügig über 100°C
liegt, bzw. ein reaktionsfähiges Verdünnungsmittel,
das mit dem polymeren Kunstharz eine Vernetzungsreaktion
einzugehen vermag, sowie Mischungen derselben
mit einem aromatischen Petroleum-Öl, das unter 160°C
nicht austritt bzw. nicht flüchtig ist.
10. Haftvermittler nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet,
daß der Weichmacher ein organisches Lösungsmittel
aus der Gruppe der Glykolether, Glykoletherester,
Ketone, aromatischen Kohlenwasserstoffe und substituierten
aromatischen Kohlenwasserstoffe ist.
11. Haftvermittler nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet,
daß das reaktionsfähige Verdünnungsmittel
ein Acrylat bzw. ein Methacrylat-ester mit einem Siedepunkt
über 100°C oder eine Mono- bzw. Di-Epoxid-Verbindung
mit niedrigem Molekular-Gewicht ist.
12. Verfahren zum Herstellen von drahtgeschriebenen
Leiterzugnetzwerken mit einem mit mindestens einer,
nach dem Auftrag trockenen und nicht-klebrigen
Haftvermittlerschicht versehenen Träger und mindestens einem
auf die Haftvermittlerschicht aufgebrachten Drahtleiterzug,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Leiterzug auf der durch Einwirkung von Wärme-,
Strahlungs- bzw. Ultraschallenergie örtlich für eine
Zeitspanne von weniger als 1 Sekunde nach Energieeinwirkung
aktivierten, jedoch nicht in den ausgehärteten
C-Zustand überführten Haftvermittlerschicht verlegt und
darin verankert wird, und daß in einem späteren
Verfahrensschritt die Haftvermittlerschicht in den C-Zustand
gebracht wird, und daß die Haftvermittlerschicht
mindestens die folgenden Komponenten enthält: (a) als
erste Komponente ein filmbildendes, polymeres Kunstharz
aus der Gruppe der Polyole bestehend aus Polyester,
Polyurethan, Phenoxid, Epoxid und deren
Mischungen mit einem mittleren Molekular-Gewicht von
mindestens 10 000 und einer Hyroxyl-, Epoxid- oder
ungesättigten Funktionalität von mindestens 7; und
(b) als zweite Komponente einen Weichmacher aus der
Gruppe der organischen Lösungsmittel und reaktiven Verdünner
sowie Mischungen derselben mit einem aromatischen
Petroleum-Öl, wobei der Weichmacher in einer
Menge vorhanden ist, die nach Aktivierung die Ausbildung
einer Haftverbindung mit einem Drahtleiterzug bewirkt,
die ausreicht, um diesen in seinen X- und Y-
Koordinaten sicher festzulegen, ohne daß der Haftvermittler
in den ausgehärteten C-Zustand übergeht; und (c)
als dritte Komponente mindestens einen Härter, der zunächst in
seiner nicht reaktiven bzw. geblockten Form vorliegt,
unter Aktivierungsbedingungen für den Drahtverlegevorgang
nicht reagiert, und erst bei Zufuhr ausreichender
Energie in Form von Wärme oder Strahlung in einem
späteren Verfahrensschritt unter Vernetzung des polymeren
Kunstharzes der Übergang in den ausgehärteten
C-Zustand bewirkt wird; und daß vor der vollständigen
Überführung in den C-Zustand mehr als 90%, und bis zu
95%, und vorzugsweise praktisch die gesamte Menge des
Lösungsmittel-Weichmachers verdampft bzw. der Verdünner-
Weichmacher zur Reaktion gebracht wird.
13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet,
daß der Haftvermittler als Film mittels
Heißwalzen- oder Vakuum-Laminieren auf den Träger aufgebracht
wird, und daß der Weichmacher in der Haftvermittler-
Zusammensetzung in einer Menge vorhanden ist,
die ausreicht, um diese für den Laminiervorgang zu
aktivieren.
14. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet,
daß das Drahtleiterzugnetzwerk nach dem
Aufbringen in einem späteren Verfahrensschritt mit einer
Abdeckschicht versehen wird.
15. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet,
daß die Abdeckschicht aus einem weiteren
Haftvermittlerschicht-Film besteht.
16. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet,
daß die Glasumwandlungstemperatur für den
Haftvermittler zwischen -8°C und 15°C liegt.
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