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Verfahren zur Herstellung einer aufgerauhten Oberfläche von isolierenden
Trägerunterlagen Für den Wert einer auf einer Trägerunterlage aufgebrachten dünneu
Schicht ist neben anderem ihre Haftfestigkeit auf der Unterlage entscheidend. Diese
ist je nach dem angewendeten Schichtbildungsverfahren - verschieden, hängt aber
auch im großen Maße von der Wahl der Trägerunterlage und deren Oberflächenbeschaffenheit
ab. Durch Aufdampfung aufgebrachte Schichten haften beispielsweise infolge der Bildung
der Schicht aus atomaren Teilen sehr gut, jedoch reicht auch ihre Haftfestigkeit
häufig in mechanischer Beziehung nicht aus, wie es sich z. B. bei durch Aufdampfung
hergestellten Spiegelflächen zeigte, die gegenüber mechanischen Beanspruchungen,
wie sie bei der Reinigung des Spiegels auftreten, nicht haftfest genug waren.
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Man hat zur Verbesserung der Haftfestigkeit bereits vorgeschlagen,
die Trägerunter-Lage aufzurauhen, und hat für diese Aufrauhung die verschiedensten
Verfahren in Anwendung gebracht: Es konnte dabei in gewisser Weise eine Verbesserung
der _ Haftfestigkeit erzielt werden, obwohl die Aufrauhung bisher noch nicht bewußt
zu dem Niederschlagsverfahren der Schicht in Ein-. klang und Übereinstimmung gebracht
wurde. Die üblichen Aufrauhungen, insbesondere durch mechanische Verfahren, stellen
eine makroskopische Aufrauhung dar, die für die Teilchen, aus denen die Schicht
gebildet wird, viel zu grob ist, so daß eine wesentlich bessere Verankerung dieser
Teilchen nicht stattfinden kann.
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Mit der Erfindung wird ein neuartiges Verfahren- angegeben, mit welchem
es mÖglich ist,- eine äußerst feine Profilierung bei der Aufrauhung zu erzielen,
so daß auch.die Haftfestigkeit von aus- atomaren Teilen gebildeten Überzügen ganz
wesentlich verbessert werden kann, wodurch es gelingt, beispielsweise Oberflächenspiegel,
also Glasträger mit aufgedampfter Metallschicht, oder elektrische Kondensatoren,
d. h. beliebige Dielektrika mit aufgedampfter oder sonstwie
aufgebrachter
Metallschicht, oder auch Widerstände aus isolierenden Trägern mit leitender Oberfläche
u. dgl. mit wesentlich verbesserten Eigenschaften herzustellen.
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Erfindungsgemäß wird 'diese feine Aufrauhung dadurch erreicht, daB
man zwischen der aufzurauhenden Oberfläche der isolierenden Trägerunterlage und
einer zweiten nichtleitenden Fläche eine Wechselspannungsgasentladung durchführt.
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Dieses Verfahren hat große Ähnlichkeit mit der sogenännten Kathodenzerstäubung,
mit Hilfe welcher bekanntlich Metalle unter dem Einfluß eines Spannungsfeldes in
einem mit geeignetem- Gas angefüllten Raum zerstäubt werden, die sich auf beliebigen
Trägern, die in den Weg der Kathodenzerstäubung gebracht werden, in Form einer dünnen,
zusammenhängenden Schicht niederschlagen. Der Unterschied zwischen diesen bekannten
und dem vorliegenden Verfahren ist der, daß nicht Metallelektroden zerstäubt werden,
sondern daß die isolierenden Trägerunterlagen, die aufgerauht werden sollen; unter
dem Einfluß des Wechselspannungsfeldes an ihrer Oberfläche zerstäubt werden.
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Dieser Vorschlag erscheint zunächst schwer durchführbar, da es sich
bei den aufzurauhenden Gegenständen um Nichtleiter der Elektrizität handelt, die
also nicht ohne weiteres als Elektroden bezeichnet werden können. Trotzdem ist das
angegebene Verfahren durchführbar, da die isolierenden Trägerkörper als Dielektrikum
wirken und somit für den über die Entladungsstrecke fließenden Wechselstrom einen
Leiter darstellen.
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Es ist nun allerdings bekannt, in den Weg einer Kathodenzerstäubung
Isolierstoffträger zu bringen, um diese entweder mit einer '-Metallschicht zu überziehen
oder sie, wenn die Einwirkung nur kurzzeitig erfolgt, zu reinigen; d. h. von adsorbierten
Gas- oder Fettschichten zu befreien und sie damit für eine in anderer Weise nachfolgende
Metallisierung geeigneter zu gestalten bzw. durch die Kathodenzerstäubung in nicht
sichtbarer Weise Metallkeime auf dem Träger anzubringen, die als Keimzellen für
eine andersartige spätere Metallisierung dienen. In diesen bekannten Fällen hat
man jedoch niemals bewußt die durch die Kathodenzerstäubung gegebenenfalls hervorgerufene
Aufrauhung des Isolierstoffes verwendet, .die im übrigen auch deswegen nichtNin
Erscheinung treten konnte, weil etwaige entstehende Vertiefungen durch gleichzeitig
darauf niedergeschlagene Metallteilchen'wieder verstopft wurden.
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Insofern muß also auch das. erfindungsgemäße Verfahren in anderer
Weise als die bekannten Verfahren durchgeführt werden. Es ist nämlich nicht angängig,
für den aufzurauhenden lsolierstoff als Gegenelektrode eine Metallarmatur anzuwenden,
weil diese ihrerseits zerstäubt und auf den Isolierstoffträger niedergeschlagen
wird. Entsprechend der erfindungsgemäßen Regel soll die Gasentladung zwischen der
aufzurauhenden Oberfläche des Isolierstoffes und einer zweiten nichtleitenden Fläche
eintreten.
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Dies ist nun dadurch möglich, daß man den Trägerkörper mit der aufzurauhenden
Oberfläche gegenüber einem weiteren Isolierstoffkörper in den Weg einer Wechselspannungsgasentladung
derart bringt, daß -zwischen der aufzurauhenden Oberfläche und dem zweiten Isolierstoffkörper
eine Gasentladung brennt. Man kann aber auch den aufzurauhenden _ Trägerkörper selbst
als Elektrode dadurch ausbilden, daß man in seinem Innern oder auf der Gegenseite
eine Belegungsschicht anbringt,.die mit dem einen Pol der Wecliselspannungsquelle
in Verbindung steht. Diese Elektrode ordnet , man dann einer gleichen Elektrode
oder einem sonstigen Isolierstoffkörper gegenüber an, so daß"aucli in diesem Fall
eine Gasentladung zwischen der aufzurauhenden und einer weiteren Isolierstoftfläclie
brennt.
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Bei der Durchführung des Verfahrens kann es zweckniaßig sein, als
Wechselspannungsquelle eine solche höherer Frequenz, gegebenenfalls sogar Hochfrequenz,
zu verwenden, was besonders dann angebracht erscheint, wenn die Isolierstoffe, die
mit einer aufgerauliten Oberfläche versehen werden sollen, eine geringe Diclektrizitä
tskonstante und somit einen Schlechten 1_e.itweg für den Wechselstrom darstellen.
:11s Gas für die Wechselspannungsentladung bedient nian sich zweckmäßigerweise solcher
Gase oder Dämpfe, die ein hohes Atoin#;ewiclit besitzen, weil dadurch eine große
rein physikalische Zerstäubung der Isolierstofioberflächen bedingt wird.
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Man kann aber auch für die Entladungsstrecke solche Gase oder Dämpfe
benutzen, die unter dein Einfluß der Entladung eine chemische Reaktion mit der Trägerunterlage
eingehen. Es zeigte sich, daß bei Benutzung derartiger Gase oder Dämpfe eine noch
bessere Aufrauhung der Isolierstoffoherfläche erzielbar ist. Als Beispiel sei angeführt,
daß man bei der Aufrauhung von Glasoberflächen Wasserstoffatmosphäre,wobei Siliciumwasserstoff
gebildet wird, oder Tetralindämpfe mit Vorteil verwenden kann. Bei andersartigen
Isolierstoffen sind naturgemäß andere Gase oder Dämpfe zu bevorzugen. Will man beispielsweise
Papier an der Oberfläche aufrauhen, so empfiehlt es sich, als Gas ungesättigte Kohlenwasserstoffe
oder sogar Salzsäure in sehr,, großer Verdünnung zu be-" nutzen.
Die
Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist keinesfalls auf bestimmte Stoffe
beschränkt, sondern läßt sich bei jedem Isolierstoff in Anwendung bringen. So hat
man unter anderem auch mit Oxydschichten versehenes Aluminium als Elektroden in
Wechselspannungsgasentladungen verwendet und dabei eine äußerst feine und für die
Anbringung von leitenden Schichten auf der Aluminiumoxydflächevorzüglich geeignete
Aufrauhung des Aluminiumoxyds festgestellt. i Das erfindungsgemäße Verfahren läßt
sich beispielsweise für Keramikkörper anwenden, die nachher finit niedergeschlagenen
Kohlenstoffschichten überzogen werden und als elektrische Widerstände dienen. Weiterhin
läßt es sich benutzen, um die Haftfestigkeit von durch Aufdampfen, erzeugten oder
chemischen oder sonstigen Niederschlägen von Metallschichten auf Isolierstoffolien
für Koridensatörenzwecke zu verbessern. Auch kann man die Haftfestigkeit von Metallspiegeln
auf Glas öder ähnlichen Unterlagen weitestgehend verbessern.
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In der Zeichnung= sind zwei schematische Beispiele für die Durchführung
des erfindungsgeinäßen Verfahrens dargestellt. In der Fig. i .ist finit a. ein Behälter
bezeichnet, in welchem sich eine Gasfüllung b befindet. i c und d sind zwei Elektroden,
zwischen denen eine Wechselspannung herrscht, die sich über die Gasfüllung b entlädt.
In den Weg dieser Gasentladung sind zwei Isolierkörper e und f j gebracht, so daß
also zwischen der Ober- I fläche g des Isolierkörpers c und der Oberfläche h des
Isolierkörpers f ebenfalls eine ; Gasentladung brennt, die nun diese beiden Oberflächen
g und li zerstäubt und dadurch aufraulit. Durch -die Vorsehung des zweiten Isolierkörpers
f gegenüber dein ersten bzw. umgekehrt besteht keine Gefahr, daß eine durch die
Gasentladung hervorgerufene Aufrauliunig unmittelbar danach durch niedergeschlagenes
Metall von den Elektroden c und d zugedeckt wird, wie es hei den bisher bekannten
Verfahren, bei denen nur ein einziger Isolierkörper im Weg der Gasentladung vorgesehen
war, der Fall ist.
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Gemäß der Fig. 2 kann nun der aufzurauhende- Isolierkörper auch in
der Weise selbst als Elektrode wirksam sein, daß man ihn (mit i bezeichnet) mit
einer leitenden, als Stromzuführung dienenden Einlage k versieht, die aber auch,
wie es bei der Gegenelektrode L gezeigt ist,- als auf der abgewendeten Seite angebrachter
Belag m ausgebildet sein kann. Auch in diesem Falle erfolgt eine Gasentladung zwischen
zwei Isolierstoffflächen n und o, die beide aufgerauht werden.
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Bildet man die eine im Entladungsgefäß dauernd benutzte Elektrode
in der .Form der Elektrode i aus, dann hat man gleichzeitig noch den Vorteil, daß
die stromzuführenden Metallteile, insbesondere k, so gut wie keinen Abnutzungen
durch Zerstäubung unterworfen sind.