DE3800144C1 - Process for applying strongly adhering aluminium layers to polycarbonate parts - Google Patents

Process for applying strongly adhering aluminium layers to polycarbonate parts

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DE3800144C1
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polycarbonate
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Siegmar Dr. 7073 Lorch De Trompler
Werner Dipl.-Ing. Hofele
Otto Dipl.-Kaufm. 7070 Schwaebisch Gmuend De Knoepfle
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Abstract

To improve the adhesion of aluminium layers applied to polycarbonate parts by vapour deposition or cathode atomisation, use is made of intermediate layers which comprise aluminium-containing copper and/or tin alloys.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Aufbringung haftfester Aluminiumschichten mittels Aufdampfung oder Kathodenzerstäubung auf Polycarbonatteile, insbesondere auf Spritzgußteile, mit Hilfe einer metallischen Zwischenschicht.The invention relates to a method for application adhesive aluminum layers by means of vapor deposition or Sputtering on polycarbonate parts, in particular on injection molded parts, with the help of a metallic Intermediate layer.

Metallische Aufdampfschichten zeigen auf Kunststoffen unterschiedliche Haftfestigkeitswerte, die von der Natur und Größe der Adsorptionskräfte zwischen Kunststoff- und Metallschicht abhängen. Hat der Kunststoff eine polare Oberfläche, so werden ohne besondere Vorkehrungen ausreichende Haftfestigkeitswerte erzielt. Aluminiumschichten haften auf den meisten Kunststoffen ausreichend. Zum Bedampfen von Polypropylen und Polyethylen werden diese zur Vorbehandlung einer Glimmentladung ausgesetzt. Folien werden meist einer Koronaentladung unterworfen. Eine Alternative dazu ist das Aufbringen von Zwischenschichten, bzw. eine Bekeimung der Kunststoffoberfläche unmittelbar vor dem eigentlichen Metallisierungsprozeß. In der Mikroelektronik werden beispielsweise Zwischenschichten aus Chrom, Nickel oder Nickel-Chrom verwendet.Metallic vapor deposition layers point to plastics different adhesive strength values by nature and size of the adsorption forces between plastic and Suspend metal layer. The plastic has a polar Surface, so be without special precautions sufficient adhesive strength values achieved. Aluminum layers adhere to most plastics sufficient. For steaming polypropylene and Polyethylene are used for pretreatment Glow discharge exposed. Slides are usually one Subject to corona discharge. An alternative to that is Application of intermediate layers, or germination of the Plastic surface immediately before the actual one Metallization process. In microelectronics for example intermediate layers made of chrome, nickel or Nickel-chrome used.

Goldschichten haften auf Kunststoff, wenn man vorher eine Eisen-Chrom-Legierung aufdampft. Es zeigt sich aber, daß alle bekannten Zwischenschichten auf Polycarbonat und polycarbonathaltigen Kunststoffen keine befriedigende Haftfestigkeiten für aufgedampfte, dickere Al-Schichten liefern. Gold layers stick to plastic if you have one beforehand Iron-chromium alloy evaporates. But it turns out that all known intermediate layers on polycarbonate and polycarbonate-containing plastics are not satisfactory Adhesive strengths for evaporated, thicker Al layers deliver.  

Diese lösen sich aber leicht ab, wenn ihre Schichtdicke mehr als 1 µm beträgt.However, these are easily detached if their layer thickness is more than 1 µm.

Es war daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zur Aufbringung haftfester Aluminiumschichten mittels Aufdampfung oder Kathodenzerstäubung auf Polycarbonatteile, insbesondere auf Spritzgußteile, mit Hilfe einer metallischen Zwischenschicht zu entwickeln, das eine bessere Haftfestigkeit als die bisher bekannten Verfahren liefert.It was therefore the object of the present invention Process for applying adhesive aluminum layers by means of vapor deposition or sputtering Polycarbonate parts, especially on injection molded parts, with Help develop a metallic interlayer that better adhesive strength than the previously known Procedure delivers.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß als Zwischenschicht eine aluminiumhaltige Kupfer- und/oder Zinnlegierung aufgebracht wird.This object is achieved in that as Interlayer an aluminum-containing copper and / or Tin alloy is applied.

Vorzugsweise besteht die Zwischenschicht aus einer Kupfer- Legierung mit 40 bis 90 Gew.-% Kupfer, Rest Aluminium, oder eine Zinnlegierung mit 30 bis 90% Zinn, Rest Aluminium, oder einer Legierung mit 40 bis 90% Kupfer, 1 bis 45% Zinn und 5 bis 49% Aluminium.The intermediate layer preferably consists of a copper Alloy with 40 to 90% by weight copper, balance aluminum, or a tin alloy with 30 to 90% tin, the rest Aluminum, or an alloy with 40 to 90% copper, 1 to 45% tin and 5 to 49% aluminum.

Besonders gute Haftfestigkeiten lassen sich erzielen, wenn die Zwischenschicht eine Dicke von 0,005 bis 2 µm aufweist, bei einer Aluminiumschichtdicke von 1 bis 10 µm. Außerdem wirkt es sich positiv auf die Haftfestigkeit aus, wenn nach Aufbringung der Zwischenschicht unmittelbar anschließend auch die Aluminiumschicht abgeschieden wird.Particularly good adhesive strengths can be achieved if the intermediate layer has a thickness of 0.005 to 2 µm, with an aluminum layer thickness of 1 to 10 µm. Furthermore it has a positive effect on the adhesive strength if after Application of the intermediate layer immediately afterwards the aluminum layer is also deposited.

Das erfindungsgemäße Verfahren ist anwendbar zum Metallisieren von Teilen aus Polycarbonat oder Kunststoff- Gemischen, die Polycarbonat enthalten, insbesondere für Polycarbonat-Spritzgußgehäuse in der Elektronik.The method according to the invention can be used for Metallizing parts made of polycarbonate or plastic Mixtures containing polycarbonate, especially for Injection molded polycarbonate housing in electronics.

Folgende Beispiele sollen das erfindungsgemäße Verfahren näher erläutern:The following examples are intended to illustrate the process according to the invention explain in more detail:

  • 1. Auf eine Unterlage aus Polycarbonat wurde nach einer Vorbeglimmung während fünf Minuten an Luft unter einem Druck von 1 Pa eine Aluminiumlegierung aus 45% Al, 45% Cu und 10% Sn im Vakuum bei 5 × 10-3 Pa in einer Schichtdicke von 0,5 µm aufgedampft. Unmittelbar anschließend wurde bei 10-2 Pa eine Aluminiumschicht von 2 µm aufgedampft. Die Haftfestigkeit dieser Schicht war ausgezeichnet und entsprach der Klasse 1 nach ISO 2409.1. An aluminum alloy of 45% Al, 45% Cu and 10% Sn in vacuum at 5 × 10 -3 Pa in a layer thickness of 0 was placed on a base made of polycarbonate after a pre-floating for five minutes in air under a pressure of 1 Pa , 5 µm evaporated. Immediately afterwards an aluminum layer of 2 µm was evaporated at 10 -2 Pa. The adhesive strength of this layer was excellent and corresponded to class 1 according to ISO 2409.
  • 2. Nach dem Vorbeglimmen gemäß Beispiel 1 wurde auf eine Polycarbonatunterlage bei einem Druck von 10-2 Pa zuerst eine 0,7 µm dicke Schicht aus einer Aluminiumlegierung mit 49% Kupfer und dann unmittelbar anschließend eine 5 µm dicke Aluminiumschicht aufgedampft. Die Haftfestigkeit dieser Schicht war sehr gut.2. After pre-gluing according to Example 1, a 0.7 μm thick layer of an aluminum alloy with 49% copper and then immediately afterwards a 5 μm thick aluminum layer were evaporated onto a polycarbonate base at a pressure of 10 -2 Pa. The adhesive strength of this layer was very good.
  • 3. Auf eine Polycarbonatunterlage wurde bei einem Druck von 5 × 10-2 Pa zuerst eine 0,05 µm starke Schicht aus einer Aluminiumlegierung mit 30% Zinn und dann bei 10-3 Pa eine 5 µm starke Aluminiumschicht aufgedampft. Die Haftfestigkeit dieser Schicht war ausgezeichnet.3. A 0.05 μm thick layer of an aluminum alloy with 30% tin and then a 5 μm thick aluminum layer was evaporated onto a polycarbonate base at a pressure of 5 × 10 -2 Pa and then at 10 -3 Pa. The adhesive strength of this layer was excellent.

Claims (5)

1. Verfahren zur Aufbringung haftfester Aluminiumschichten mittels Aufdampfung oder Kathodenzerstäubung auf Polycarbonatteile, insbesondere auf Spritzgußteile, mit Hilfe einer metallischen Zwischenschicht, dadurch gekennzeichnet, daß als Zwischenschicht eine aluminiumhaltige Kupfer- und/oder Zinnlegierung aufgebracht wird.1. A process for applying adherent aluminum layers by means of vapor deposition or sputtering onto polycarbonate parts, in particular onto injection molded parts, with the aid of a metallic intermediate layer, characterized in that an aluminum-containing copper and / or tin alloy is applied as the intermediate layer. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Zwischenschicht aus 40 bis 90 Gew.-% Kupfer oder 30 bis 90 Gew.-% Zinn, Rest jeweils Aluminium, eingesetzt wird.2. The method according to claim 1, characterized, that an intermediate layer of 40 to 90 wt .-% copper or 30 to 90% by weight tin, the rest each aluminum, is used. 3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Zwischenschicht aus 40 bis 90 Gew.-% Kupfer, 1 bis 45 Gew.-% Zinn und 5 bis 49 Gew.-% Aluminium eingesetzt wird.3. The method according to claim 1, characterized, that an intermediate layer of 40 to 90 wt .-% copper, 1 to 45% by weight of tin and 5 to 49% by weight of aluminum is used. 4. Verfahren nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Zwischenschicht eine Schichtdicke von 0,005 bis 2 µm aufweist und durch Aufdampfen oder Kathodenzerstäubung auf der Unterlage aufgebracht wird.4. The method according to claim 1 to 3, characterized, that the intermediate layer has a layer thickness of 0.005 to 2 µm and by evaporation or Sputtering is applied to the base. 5. Verfahren nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß nach Aufbringung der Zwischenschicht unmittelbar anschließend die Aluminiumschicht abgeschieden wird.5. The method according to claim 1 to 4, characterized, that immediately after application of the intermediate layer then the aluminum layer is deposited.
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Title
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