DE918367C

DE918367C - Verfahren zum Herstellen von Metallfolien durch Kondensation aus der Dampfphase

Info

Publication number: DE918367C
Application number: DEB9456D
Authority: DE
Inventors: Helmut Adam; Dr-Ing Eberhard Traub
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1944-03-11
Filing date: 1944-03-11
Publication date: 1954-09-23

Description

Verfahren zum Herstellen von Metallfolien durch Kondensation aus der Dampfphase Frei .tragende Metallfolien werden zweckmäßig so hergestellt, daß sie zunächst auf einer Unterlage erzeugt und dann von dieser abgezogen bzw. abgelöst werden. Die Metallschichten werden dabei nach bekanntem Verfahren, z. B. durch thermische Bedampfung oder Elektrodenzerstäubung, auf der Unterlage in der gewünschten Größe und Schichtdicke aufgebracht. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Arbeitsbedingungen zu schaffen, damit .die Schichten nicht vorzeitig abspringen oder beim Ablösen in kleine Teile zerreißen oder sich nach dem Ablösen stark rollen.
Es ist bekannt, daß je höher die Temperatur der Unterlagen, um so besser die Haftfestigkeit der aufgebrachten Schichten ist. Man kühlt daher, um das Ablösen zu erleichtern, die Unterlag-en vorteilhaft unter die Temperatur des Arbeitsraumes ab, wobei man überdies noch die Kondensation aus der Gasphase erleichtert und dichte, glänzende Metallschichten erhält. Mit höherer Temperatur kann nämlich eine Diffusion der kondensierenden Gasmoleküle als auch der bereits aufgebrachten kondensierten Schicht in die Oberfläche der Unterlage erfolgen. Auch bei artfremden Unterlagen, z. B. Glas oder Keramik, kann durch eine Diffusion die Haftfestigkeit erheblich gesteigert werden, so daß, wie schon vorgeschlagen wurde, derart metallisierte Isolierkörper gelötet werden können. Das Ablösen wird weiterhin durch glatte Oberflächen der Unterlagen begünstigt, weil die a:dhärierenden Oberflächen der Metallschicht und der Unterlage .auf diese Weise den kleinstmöglichen Wert haben. Außerdem kann sich in rauhen, zerklüfteten Oberflächen: der Unterlage, z. B. auf Papier, die Metallschicht besser festhaken, was aber beim Ablösen Schwierigkeiten macht und zum Zerreißen der Schicht führen kann.
Zur Erleichterung des Ablösens sind auch Zwischenschichten vorgeschlagen worden, die sehr dünn zunächst auf die Unterlage aufgebracht werden, z. B. Lacke oder aufgedampfte Kohle. Eine auf diese Zwischenschicht aufgebrachte Metallschicht läßt sich mitsamt der Zwischenschicht leicht abheben. Im .allgemeinen löst man nie Metallschichten dadurch ab, daß man die Schicht mit einem Messer anritzt und in Wasser legt. Das Wasser dringt langsam zwischen die Oberflächen er Schicht und der Unterlage ein und hebt so die Schicht ab. Bei Zwischenschichten, aus Lack verwendet man zweckmäßig statt des Wassers gleich ein Lösungsmittel für den Lack, so ,daß die Lackschicht gleichzeitig aufgelöst wird.
Immer wieder wurde nun beobachtet, daß die abzulösenden Metallschichten, sofern sie eine gewisse Größe von mindestens mehreren Quadratzentimetern, haben sollen, unter .inneren mechanischen Spannungen stehen und leicht zerreißen oder nach dem Ablösen sich so stark rollen, daß sie zur weiteren Verwendung, z. B. als Elektrodenrast@er, unbrauchbar sind.
Die Erfindung gibt ein sehr reimfaches Verfahren an, um frei tragende, eben liegende Metallfolien, herzustellen, die durch Kondensation, aus der Dampfphase auf eine Unterlage und nachfolgendes Ablösen von dieser Unterlage erhalten. werden.. Die Unterlagen werden gemäß der Erfindung während des .Aufbringens der Schicht auf mindestens etwa 200° C erwärmt.
Durch diese Erwärmung .der Unterlagen wird die Ausbildung .innerer Spannungen in der aufzubringenden Metallschicht verhindert, oder die entstehenden Spannungen werden so klein; gehalten, daß sie sich nicht schädlich auswirken können. Die Erwärmung ist bei an sich duktilen und daher gut zusammenhängenden Metallen, wie Blei, Aluminium usw., nicht unbedingt notwendig, ebenso nicht bei den niedrigschmelzenden duktilen Legierungen. Die Temperatur wird vorteilhaft nur so hoch gehalten, daß das leichtere Haften bei höherer Temperatur dem Ablösen der Schicht keine Schwierigkeiten bereitet. Auch darf die Kondensation des Metalldampfes, die um so besser vor sich geht, je kälter die Unterlage ist, durch die Temperatur nicht gestört oder gar gänzlich verhindert werden. Man wird also auf keinen Fall über diejenige -leicht feststellbare Mindesttemperatur hinausgehen, bei der man bei dem betreffenden Metall schon den gewünschten Erfolg, d. h. einwandfreies Ablösen ohne Reißen und ebene Lage, beobachtet: Diese Temperatur ist für Kupferschichten von etwa 3 ,u Stärke, die von glatten Glasunterlagen abgezogen werden sollen, etwa 2oo° C. Diese Kupferschichten können zum Herstellen von Elektrodenrastern noch auf ihrer Unterlage in bekannter Weise nach Übertragung eines Ätzmusters (durch photographisches Verfahren). geätzt werden, wobei man das Fortschreiten des Ätzvorganges durch die durchscheinende Glasunterlage leicht beobachten kann.
Die Unterlagen, die erfindungsgemäß erwärmt werden, können durch eine besondere Vorrichtung hierzu aufgeheizt werden. Ist ihre Wärmekapazität aber klein, so kann, z. B. bei der Verwendung von Deckgläsern von o,2 mm Stärke als Bedampfungsunterlage, schon in vie=len Fällen. die Kondensationswärme des Metalldampfes oder die Strahlungswärme des Metallbades zur Erwärmung ausreichen.
Durch das Verfahren gemäß der Erfindung wird auf jeden Fall sicher verhindert, daß die Metallschichten während des Aufbringens reißen. Hat man es aber mit im Hinblick auf das Bedampfungsverfah.reui verhältnismäßig dicken; Schichten von mehreren ,u zu tun, so können diese Schichten doch noch beim Abkühlen aufreißen. Die Ursache hat man in den Spannungen zu erblicken, die durch die Verschiedenheit der Wärmeausdehnungskoeffizienten der Metallschicht und der Unterlage beim Abkühlen .entstehen. Es ist vorgeschlagen worden, diese Spannungen der Schicht gegen die Unterlage durch an sich -bekannte Maßnahmen zu vermeiden oder auf .ein unschädliches Maß herabzusetzen. So kann man vorteilhaft dünne, biegsame Deckgläser von etwa 0,2 mm Stärke als Unterlage verwenden, denn diese geben den Spannungen nach. Soll aber beim Bearbeiten, z. B. Ätzen, die Metallschicht dennoch. auf einer ebenen, nicht gebogenen Unterlage liegen, so kann man die Gläser während des Bedampfens in einer .Spannvorrichtung halten, in der sie so abgebogen sind, daß sie nach dem Abkühlen mitsamt der aufgebrachten Metallschicht eben liegen. Man kann auch Unterlagen.. auswählen; deren Ausdehnungskoeffizient nicht allzusehr von dem der aufzubringenden Metallschicht abweicht; es gibt auch Gläser mit fü.r Gläser verhältnismäßig hohem Ausdehnungskoeffizienten. Verwendet man Deckglas von höherem Ausdehnungskoeffizienten, so hat man in doppelter Hinsicht den auftretenden Spannungen entgegengearbeitet.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: i. Verfahren zum Herstellen von frei. tragenden Metallfolien, die -durch Kondensation aus der Dampfphase auf eine Unterlage und. nachfolgendes Ablösen von dieser Unterlage erhalten werden, dadurch gekennzeichnet, daß die Unterlage während des Aufbringens der Schicht auf mindestens etwa 2oo° C erwärmt wird.
2. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Unterlage durch eine besondere Heizeinrichtung erwärmt wird.
3. Verfahren nach Anspruch i; dadurch gekennzeichnet, d.aß die Unterlage eine geringe Wärmekapazität hat und nur durch die Kondensationswärme des Metalldampfes erwärmt wird.
4. Verfahren nach Anspruch r oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Unterlage nur durch die Strahlungswärme des Metallbades erwärmt wird.
5. Verfahren nach Anspruch r oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß Folien aus Kupfer auf Glasunterlagen, die auf etwa 200° C erwärmt sind, aufgebracht werden.
6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Glasunterlagen einen hohen Wärmeausdehnungskoeffizienten haben, der dem der aufgebrachten Metallfolie nahekommt.
7. Verfahren nach Anspruch 5 und 6; dadurch gekennzeichnet, daß als Unterlagen biegsame Deckgläser mit hohem Wärmeausdehnungskoeffizienten verwendet werden. B. Verfahren nach Anspruch 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß biegsame Deckgläser mit hohem Wärmeausdehnungskoeffizienten in einer Biegevorrichtung während der Bedampfung um ein solches Maß abgebogen gehalten werden, daß sie nach dem Erkalten eben liegen. Angezogene Druckschriften: Deutsche Patentschrift Nr. 246 o58.