DE1590975A1 - Verfahren zur Herstellung flexibler elektrischer Flachkabel - Google Patents

Description

Dipl. rnQ

Patentanwälte . F.Viai«thr.a:m_t Dr. Jug. Λ. Welckmann !!. ¹Vs!;:-.n>8nn, Dir:. Fliys. Dr. K, Fincko 0 Hiü 22

Dr. j?xpL 1

WBSaflSSHOUBB BlBCTEIö COBPOHATIO* Pittsburgh, Pa, USA

Verfallren zur Herstellung flexibler elektrischer .'laehkabel

Die ''irfincuin.^ bezieht sich auf die Herstellung von eine Vielzahl von gegeneinand; r isolierten Leitern aufweisenden 7erbinciuii^seleinenten, insbesondere'auf die Herstellung von eine Vielzahl von gegeneinander isolierten Leitern aufweisenden flexiblen flachkabeln.

Dünne violacirigo Flachkabel wurden bisher in der ,'/eise hergestellt, daß flache metallische Leiter zwischen ein^r oberen und einer unteren vorgeformten thermoplastischen 'arzisolationaschiclit eingebettet ./iirden und aiebes Gebilde α.·::ηη zwischen erwiirmte Durekroll'?n ,':eflihrc ^/urde, :-jo daß ein zus-m.. enhän/renries gl m/ißig dickes gewalztes '--'eDilde entstand.

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Yerschiedentlich wurde noch zwischen den beiden Isolationsschicht en eine Verbindungsachicht eines einen bei niedriger Temperatur liegenden Brweiehungspunkt besitzenden thermoplastischen Harzes'vorgesehen* auch andere Klebmittel sind angewendet worden, um das zusammengewalzte Sebilde zufriedenstellend zu verbinden.

Diesen Verfahren und den danach unter Verwendung von vorgeformten Schichten hergestellten Erzeugnissen, also derartigen ^:ilach

W kabeln haften jedoch bestimmte .Machteile an. Auf Grund dessen, daß das zusammengesetzte 'fe bilde zwischen erwärmten Druckrollen geführt werden muß, ist es schwierig, den genauen Leiterabstand und die genaue Ieitert>tellung einzuhalten. Die vorgeformten Schichten müssen nämlich genügend erwärmt werden, um v/eich zu werden, so daß die Leiter zwischen dieson eingebettet und mit diesen verbunden werden können. Dabei zei t sich eine ganz typische ""!rs ehe imine, näalicn daß die leiter trotz inrer geringen Äomaße aus der richtigen Stellung i±erauskommen. Ϊ3

L ist von Torteil, Schichten niit uei niedrigen -οτιρ·-:ratüren liegenden rweichungs- oder ".^reL-ioi^>r?un,"Sj_:.-um:ten zu v^rv/end«-r, um den Abbindevor^an.-; zu vereini'cchan anu unter X>ms^+:näer nit geringen Drüdcei auszukommen. 3o£-,a.r bei der An—ena".. von Schichten mit bei relativ niedrigen '^e.nperaturen li^ri _t;enden Erweichungspunkt ta können dis leiter nicht in aer ;-evr.;nsc^v ten Stellung gehalten werden. arii'berxiinsus wiro. ün.rc!". tlio b:.i relativ niedrigen I'emporaturen liegenden Sr^sicmin^apunkte und durch andere 'ji^enfichax"tei± der 'Jchic'nten uz-ren Anv.f:ti-'J.uü_; _sohreich

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im Pinblick auf zulässige tJmgebungsbedingungen und allgemeine Betriebsbedingungen, denen mit solchen Schichten hergestellte vielaurige JPlaclucabel ausgesetzt werden können, begrenzt.

Die nach dem nachstehend im einzelnen beschriebenen Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung hergestellten flexiblen elek- V trischen mehradrigen Plaohkabel können erhöhten iemperaturen und anderen strengen Betriebsbedingungen während langer Zeitspannen ausgesetzt werden. Darilberhinaus können die dabei « verwendeten Isolationsachichten einfach und zuverlässig be- ^

seitigt werden, um Leiterkontaktoberflachen ohne Beschädigung der leicht beschädigbaren Leiter freizulegen. Bei dem nach- '■

stehend beschriebenen Verfahren wird eine Vielzahl von auf die erforderlichen Breiten gebrachten und mit Hilfe von mechanischen Einrichtungen in genauen Abständen voneinander f gehaltenen Leitern verwendet. Durch noch so gute Verfahren zum Zertrennen von Italien iat es nun nicht möglich,keinen Grat an den Kanten der dadurch hergeatellten Leiterstreifen entstehen zu lassenι daraus ergeben sich dann die Probleme, daß ein mit Grat versehener Leiter nicht richtig isoliert werden kann. XJm derartigen Problemen zu begegnen, können Zusätzliche Bearbeitungüvorgänge, wie z.B. eine Ätzbehandlung der leiter, durchgeführt we ""den.

;;ur JSinhalt^ru des /üegenseitigen Abstandes der Leiter dienende mechanische Abst;.nJ einrichtungen sind ständig einem Verschleiß . ann^esetst-, v.^ras normale¹ rweise zu einer allm-Mhlicnen Verschlechte l-un-c des Sitzes? jcr Leiter l.Uirt, es sei denn, d*..- h-^urir eier

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ständig eine entsprechende Nachstellung der Abstandseinrich-

tungen vorgenommen wird. Darüberhinaus müssen bei den zuvor .. ' ' erwähnten Verfahren die leicht "beschädigbaren Leiter sorg- '-

fältig behandelt werden, da bei einer Unterbrechung eines

Leiters das j3erstellungsverfahren solange unterbrochen werden '. ..i muß, bis die beiden miteinander zu verbindenden Sndefl." des ' \ betreffenden Leiters wieder zusammengefügt sind, Ee dürfte einleuchten, daß solche Unterbrechungen zeitraubend und teuer sein können, insbesondere dann', wenn es sich um eine große Anzahl von Leitern handelt.

Dae Hauptziel der Erfindung besteht dahr-r darin, zur Herstellung, -',-flexibler, elektrischer vieladriger flachkabel netiö und^ver-* ·^?

besserte Verfahren zu schaffen, durch die die zuvor genannten \₍ Nachteile weitgehend eliminiert sind und bei denen inebesondöirö der Bedarf an aus relativ breiten L.etallfoliendurch Schlitzen herzustellenden relativ dünnen, schmalen ^inzelmetalleitern 'beseitigt iet. Dadurch ist den sich aus den Vorhandensein bzw* V der Beseitigung von Grat an bzw. von den Kanten der schmalen, leicht beschädigbaren Leiter ergeoenden Problemen wirksam

entgegengetreten.

Die Erfindung bezieht sich daJaer auf ein Verfahren aur'.laufenden Herstellung flexibler vieladriger Flachkabel und ist dadurch gekennzeichnet, daß eine einer gewünschten Leititrfö3?m entsprechend mit einem harzhaltigen Laterial überdeckte ' ; ,' Ketallfolie mit einer iitzlösung behandelt wird, durch die >

"die nicht mit dem harzhaltigen Material überdeckten Absahnitte der Metallfolie aufgelöst werden, unddaß die ao geschaffenen leiter mit einer flexiblen Isolationsschicht überzogen werden.

Die einzelnen Leiterstreifen oder leiterzweige können durch •Überziehen einer relativ breiten Metallfolie mit einer aus der Lösung eines harzhaltigen Materials gewonnenen Schicht, die in ihrem festen Zustand flexibel ist, hergestellt werden. Durch Verwendung einer speziellen Gruppe von harzhaltigen Materialien, die im einzelnen nachstehend beschrieben werden, ergeben sich bestimmte Vorteil©} für das erfindungsgemüße Verfahren können jedoch ganz allgemein aus harzhaltigen Materialien bestehende Lösungen verwendet werden. Gleichzeitig mit der Herstellung des elektrischen Teiles kann eine weitere, , selbsttragende PTarzachicht hergestellt werden.

Die .Erfindung wird nacnatehend anhand von Zeichnungen näher

erläutert. Im einzelnen zeiyt \

JPigur 1 eine schematische Ansicht einer zur Herstellung eines vieladrigen elektrischen i'lachkabeis oder -teiles dienender!

Anlage y-mäß uer Erfindung,

2±,^rnxr 2 eiue "ileihe von Schnittanaichten des vieladrigen jplschkabels während verschiedener Abschnitte dss erstellungsveri'ahrens gemiiß der Kriindun;/;,

D'igur "j eine schematische Ansicht einer nach einem anderen '/eri'thren zur Herstellung vieladriger Plach«.^bei dienenden Anl.Hp;-j geitulü dor Erfindung;,

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ligur 4 eine Anzahl von Schnittansichten des vieladrigen 3?laehkabels während verschiedener HerstellungBzeitabschnitte.

Gemäß einer besonderen Ausführungsform der Erfindung können flache, flexible elektrische Teile, die eine Vielzahl von nebeneinanderliegenden flachen metallischen Leitern besitzen, welche durch aus einem harzhaltigen Material bestehende feste Schichten voneinander isoliert werden und von diesen Schichten getragen werden, laufend dadurch hergestellt werden, daß mindestens eine Seite einer relativ breiten 3treifenfolie mit einer harzhaltigen Schicht, vorzugsweise mit einer ein aromatisches PoIyImId-oder ein aromatisches Polyamid-Imid-Harz enthaltenden Schicht überzogen wird» Die aus einem aromatischen Polyxmid oder Polyamid-* Imid bestehenden Schichten sind gegenüber allen normalerweise zur Anwendung kommenden Lösungsmitteln und Clen una gegenüber den meisten chemischen Agenzien, mit Ausnahme starker Laugen, widerstandsfähig. Kit aus solchen arzen bestehenden Schichten hergestellte vieladrige ^lachkabel besitzen zum einen die vor- f teilhafte Eigenschaft, daß sie strengen Umgebungsbedingungen ausgesetzt werden können, und zum anderen gestatten diese arze eine besonders gute Durchführbarkeit des erfingungsge-näßen Verfahrens.

Die überzogene Folie oder das aus L'olie und arzschicht bestehende G-ebilde ist flexibel und dick genug, um einer umfassenden mechanischen ^; ehandlun^; widerstehen zu können. Die harzhaltige Schicht ißt auf Grund ihrer chemischen -iderstandsfähigkeit besonders gut geeignet, in entsprechend freigelegten

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Abschnitten ein Itzmittel zur Beseitigung der . etalliolie einwirken zu lassen; zur Bildung der gewünschten Leiteratrukturen ist die harzhaltige Schicht noch in geeigneter Weise zu beseitigen,} entsprechendes gilt auch dann, wenn zur Schaffung von Anschlüssen Leiter freizulegen sind.

Die unter anderem auch die Leiter bedeckenden Schichten stellen* Ablagerungen fester Harze dar, die als aromatische Polyamid-Imid-_f oder aromatische Polyimid-Harze bekannt sind und folgende ßekursionsformel besitzen»

In dieser Pormel besitlt; η mindestens den ?Tert 15 und R ist mindestens ein aus der nachstehend angegebenen 'Jruppe ausgewähltes vierwertiges organisches Radikal:

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-ö-cy

i ;

Darin ist Rp aus der Gruppe ausgewählt, die aus zweiwertigen aliphatischen Kohlenwasserstoffradikalen "besteht, welche ein bis vier Kohlenstoffatome, Kohlenstoffoxyd, Sauerstoff und Schwefeloxydradikale enthalten; R₁ ist mindestens ©in aus Üär ') nachstehend angesehenen Gruppe ausgewähltes zweiwertiges Radikalt

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/IiL ist dabei ein zweiwertiges organisches Radikal, das aus . . der- R₀ , · Silizium und Amidoradikale enthaltenden Gruppe ausge-■ wählt ist, Xwei oder mehr Radikale R und/oder R.,, insbesondere "Vielfachreihen von Ami do radikale enthaltenden R.. -Radikalen enthaltende Polymere sind in. manchen Pällen von besonderem V/ert. Die beschriebenen harzhaltigen Materialien können als dünne Schich- ' ten zur Einbettung und Isolierung von dünnen Leitern verwendet werdenf dadurch ergeben sich da.nn flexible Gebilde.

Bezüglich der Herstellung aromatischer Folyimid-Harze wird hier auf die in dem Britischen Patent 903 271 beschriebenen Ver-_ fahren besonders hingewiesen, Ferner sei noch auf das britische Patent 935 388 hingewiesen, in dem Verfahren zur Ableitung von Polyimid-Harzen, die iia folgenden als aromatische Polyamid-Imid-Harze bezeichnet werden» aus dem aromatischen Amid beschrieben sind. Schließlich sei noch auf den Artikel ^!

von Prost und Bower, betitelt "Aromatic Polyimides" in J.Polymer Science, Part A, YoI.1, Seiten 3135-3150 (1963) hingewiesen.

Der Einfachheit halber werden die Hirze nachstehend als i (j aromatische Polyimide oder aromatische Polyamid-Imide bezeichnet.

ί
Dem auf diesem Gebiet bewanderten Fachmann diiffte es einleuchten, daß die Polyamid-Imid-Harze solche Harze sind, bei denen R, ein Amicio-riacLikal ist, oder allgemeiner ausgedrückt, bei denen eine endliche Reihe von aromatischen Gruppen zusätzlich zu der Imid-Bindung durch Amido-Radikale verbunden ist.

Die beschriebenen festen harzhaltigen Schichten werden von bestimmten löblichen aromatischen Polyamidsäure-Vorl'iuiorn abgeleitet.

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Auf Grund desaen, daß diese Säure-Vorläufer löslich sind, kann die Metallfolie durch eine Lösung eines solchen Säure-r Vorläufers geleitet werden. Dadurch schlägt sioh dann auf einer oder auf beiden Seiten der Folie eine Netzsohicht nieder. Die EFetzschicht wird anschließend erwärmt, um die Lösungsmittel auszutreiben und die Schicht auszuhärten, so daß diese in ihren festen harzhaltigen Zustand gelangt. Bezüglich der Herstellung von aromatischen Polyamidsäure-Vorläufern, die sioh in Verbindung mit dem erfindungsgemäßen Verfahren eignen, sei nochmals auf die zuvor erwähnten "Britischen Patentschriften 935 388, 903 271 und auf die Britische Patentschrift 898 651 hingewiesen.

Die in Verbindung mit. dem erfindungsgemäßen Verfahren sich eignenden aromatischen Polyamidsäuren besitzen folgende Hekursionsformelι

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Substanzen-Konzentration j dabei werden ierte unter ungefähr (Gewiehtsproaent) empfohlen.

■ ■ ■ . · i

Darin besitzt η mindestens den Wert 151 die mit R und R₁ ί bezeichneten Radikale entsprechen den in der Beschreibung ztt den festen aromatischen Polyimid- und aromatischen Polyamid- ' '■

Imid-Harzen angegebenen Radikalen R und R₁,. Ss sei bemerkt, daß f

Polyamidsäure-Vorläufer auch zwei oder mehr Radikale R und/oder ₍

IL, insbesondere Vielfachreihen von imidoradikale enthaltenden ;J

Radikalen R₁ enthalten können. · -

• t-

Geeignete Lösungsmittel für die beschriebenen aromatischen Polyamidsäure-Vorläufer sind z.B. die normalerweise flüssigen organischen Lösungsmittel der ΙΓ,Νι-Dialkyloarboxylamid-Grruppe, vorzugsweise diejenigen mit geringem llölekalargewioht -dieser Klasse· Typische Vertreter sind Dimethylformamid, pimethylazetamid, N-Metbylpyrrolidon, Dimethylsulfoxyd und Pyridin. Die Löaungsmlttel können allein, in Kombination oder in Kombination altaahHächeren Lösungsmitteln, wie mit Benzol, : Benzonitril, Dioxane Batyrolacton» Xylol, Toluol oder {

Zyklohezan verwendet werden. Wasser darf nicht zugesetzt werden» BIe Lösungsmittel lassen sich leicht dadurch austreiben, daß das betreffende Gebilde durch einen ?rookenturm geleitet wird/ so dafi die die bei der Umwandlung der Säure-Vorläufer in feste Harze stattfindende Kondensationsreaktion unmittelbar in dem erwärmten Aushärteturm begonnen werden kann· Die verwendeten Lösungen der Säure-Vorläufer, besitzen .

alle eine hohe Viskosität und eine ziemlich gerinne Fest- φ

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Die ÜDerziehgeschwindigkeit, d.h. die Geschwindigkeit, mit der * . ' die lietallfolie durch die Säure-Vorläufer-Lösung geführt wird, ' «; hängt von der gewünschten Schichtdicke und von dem Viskosität- " "'' Festsubstanz-Verhältnis dieser Lösung ab. Die zum Trooknen und
Aushärten der auf der Folie abgelagerten feuchten■Schicht erforderliche Zeit'hängt von der Temperatur der Lösung at)| dem- ,_,'** entsprechend können die Turmtemperaturen, die Anzahl der . ,; Umläufe und die ^ewe-gungsgeschwindigkeit der Folie in den . '/, ' Türmen geändert werden. Die Erfindung wird nachstehend an Hand ς spezieller Beispiele erläutert. Die Dicke der auf der !folie
abgelagerten ausgehärteten Harzschicht beträgt nach-;jedem · ' ^ft> Durchlauf im allgemeinen O,OQ25bis 0,0125 mmj-*Eur Ärzifclung V** größerer Dicken ist das Gebilde mehrmals durch die H&riilÖsung
zu fiihren. %

Nach erfolgtem Aushärten der auf einer Seite der metällifphen ;_t\ Folie aufgebrachten Trägerschicht wird auf die nicht überdeckte
Folienoberfläche eine eine geeignete Form besitzende Schutz- \~· schicht aufgebracht. Die Form der Schutzschicht wird im vorliegenden Fall durch die gewünschte Leiterform beötÜSBit* Für
ein vieladrige3 Flachkabel wird beispielsweise eine Vi'elBahl.
aus einem Schutzmaterial bestehender, gleichmäßig auflfeinanderliegender, parallel angeordneter Streifen mit den gewünschten
Leiterbreiten entsprechenden Breiten auf der nicht Überdeckten ! Oberfläche der Metallfolie abgelagert. Die mit dem Sohutz- - ",'^ material überzogene Iuetallfolie wird dann einer chemischen
oder elektrolytischen Ätzlösung ausgesetzt, auf Grund dessen
die nicht überdeckten Polienabochnitte beseitigt oder aufgelöst ' - ^₁. werden, so daß von der Folie schließlich nur in durch die '

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angegebener 1^?οπε Leiter übrigbleiben. IUe Sejiut z schicht wird, nunmehr beseitigt und die freistehenden ■ -■ Leiteroberflächen werden mit einer Isolationsschicht überzogen togw. Überdeckt« Diese zweite Schicht oder Deckschicht kann dadurch hergestellt werden, daß das zu überziehende Gebilde durch eine den beschriebenen Polyamidsäure-Vorläufer enthaltende Lösung geführt wird und daa abgelagerte Harz danach getrocknet und ausgehärtet wird. Ea ist aber auch möglich, eine aua irgendeinem anderen, harzhaltigen I-iaterial bestehende Schicht zu verwenden! die entweder in flüssiger i'orm auf das Leitergebilde abgelagert wird oder als vorgeformte Schicht mit dem Gebilde verbunden wird.

Ea sei nun die in .Figur 1 gezeigte Anlage betrachtet, in der eine Hmethylazetami.d-LÖsung eines- durch Reaktion von pyro- ; mellitiachem Dianhydrid und 3,4-Diaminobenzanilid gewonnenen Polyamldaäur'e-Vorläufera den in den Behältern 10,11 befindlichen Harzlösungen hinzugesetzt wird, wobei dieae Löaun^ eine Konzentration von 10 bis 12$ (Gewichtsprozent) und eine Viskosität ^ von 30 Sekunden (Zahn Hr.4 bei 31⁰O) besitzt. Eine 30^-ige (Gewichtsprozent) Eisenchlorid-Lösung wird zu der im Behälter befindlichen Lösung hinzugesetzt. I^ichloroäthylen oder andere geeignete Atzlösungsmittel werden der in dem Behälter 13 befindlichen Lösung zugesetzt und Spülwasser wird in den Behälter 14 eingefüllt. Die Eiaenchloridlösung wird auf einer Temperatur von ungefähr y0°0 gehalten.

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: Ein 15 cm breiter Streifen 15 mit 0,067 gr/cm galvanisch niedergeschlagenem Kupfer wird von einer Abwickelrolle 16 abgewickelt und durch den die Säuxe-?orläufer-LÖaung enthaltenden Behälter 1*0 geführt; in" diesem Behälter 10 wird der Streifen 15 auf seiner einen Seite von der sich drehenden ! Walze 17 berührt. Die Walze 17 ragt zum Teil in die in dem Behälter 10 befindliche harzhaltige Lösung hinein, /enn sich die Jalze 17 dreht, nimmt sie die harzhaltige Lösung aus dem Bad«auf und überträgt sie auf die eine Seite der Streifenfolie ψ Der überzogene Streifen vd.rd zur Sicherstellung einer gleichmäßigen Schichtdicke über einen mit Ausnehmungen versehenen ; Meßdorn 18 geführt, -/it einer Geschwindigkeit von ungefähr

2,5 cm pro Sekunde wiru der überzogene Streifen durch einen , j Turm oder Ofen 19 geleitet, auf dessen Tüntrittseite eine ι Temperatur von ungefähr 150 0 und auf dessen Ausgangsseite eine Temperatur von ungefähr 35O⁰G herrscht. In dem Turm wird das Lösungsmittel ausgetrieben und der Polyamidsäure-'/orläufer abschnittweise in seinen festen herzförmigen Sustand übergeführt. Zur Erzielung einer fertigen Schicht mit einer Dicke von ; 0,035 min sind sieben Umläufe erforderlich. Die in ?igur 1 ein-

i
gezeichnete Strichpunktlinie gibt den './eg des Streifens während

der zusätzlicheil Umläufe an. Während, jedes UmI auf ens wird eine j

! i ^! i

^; j 0,0025 bis 0,0075 mm dicke Schicht auf dem Streifen abgelagert, '

j I [

, Dickere Schichten pro Umlauf lassen sich durch Erhöhung der ' ; Viskosität und des FestsubstanzbeStandes der in dem eiiälter

befindlichen Löjeung erzielen; auf diese Weise erhält man ! Schichten bis zu 0,0375 mm oder mehr pro Umlauf.

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Dabei kann der Streifen mit Geschwindigkeiten bis zu . ungefähr 7»5 cia/s bewegt werden\ außerdem können typische Dra&i&ckierungeeinrichtungen, wie z.B. S-Typ-Ittrme angewendet werden. Auf den Streifen bei Geschwindigkeiten unter 7,5 cm/s wfthrend vieler Umläufe aufgetragene dünne'Schichten werden bevorzugt» und zwar deshalb, weil ßie blasen- und fleckenfrei sind. Um für die Leiter eine entsprechende IHihrung und eine · für die verschiedenen Verfahrenseri'ordemisBe noch genügende Flexibilität zu erhalten, wählt man Schichtdicken von höchstens Of15 mm, vorzugsweise jedooh Schichtdicken in der Größenordnung Von 0,05 bis O»O75 na· Um solche Schichten von anderen der nachstehend beschriebenen Schichten unterscheiden zu kb'nnen, werden eie als ir&gerschichten bezeichnet. ^:

Auf die nicht mit einer harehaltigen Schicht überzogene Seite ^; der Kupferfolie wird nun durch einen Spritzkopf 20 eine Schutzmasse aufgespritzt, -die gegenüber Atzlösungen widerstandsfähig lot. Der Spritzkopf 20 ist mit einer Vielzahl von uffnun-en , V versehen_t durch die das Schutzmaterial in Form von parallel jjj

i verlaufenden Streifen laufend auf die noch nicht mit einer ', harzhaltii^en Schicht überzogene Seite der KupferiOlie auf,<;e- ! bracht Hfiru· Der Spritzkopf wird erwärmt, una zwar hui eine solche Temperatur, dai die Schutsmf.sse, ie z.B. PHrHiiinwachs oder ein einen niedrigen Schmelzpunkt besitzendes thermoplastisches Ubvz im gesohoiolzenen Zustand verbleibt. "Venn die Schutsaiasse auf der ?olie abgelagert ist, härtet sie aus und bleibt an der folie haften. Die Schutzabdeckung ößmäß vorliegen-? dem Beispiel besteht aus einer Vielzahl von 1,6 mm breiten . ί

■ ■ ■ \#

Streifen mit eineri gegenseitigen I ittenabstand von J,2 !mn. ^ «.

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- 1b -

Lie so abgedeckte Folie wird min durch die in dem Behälter 12 * "befindliche heiße Eisenchloridlösung geleitet; in dieser ' . Lösung verbleibt die ö^lol£e 5 bis 10 Minuten lang und führt dabei eine genügende Anzahl von Umläufen aus. Die nicht durch die Schutzmasse, abgedeckten Folienabschnitte werden weggeätzt, wodurch dann den aus der Schutzschicht bestehenden, aufgebrachten Streifen in der Form entsprechende Streifen der Leiterfolie übrigbleiben. Das Streifengebilde wird dann durch den Behalter 13 geleitet und durch das in diesem Behälter befindliche Trichloroäthylen von dem Schutzüberzug befreit. Danach wird das Streifengebilde uurch das Keutralisationsbad oder durch den

Spülwasser enthaltenden behälter 14 geleitet, um auf der Oberfläche vorhandene Unreinheiten zu beseitigen und mn das Streifenbzw. Leitergeuilde für die nachfolgende Aufnahme einer zusatzliehen bzw. einer aus einem harzhalti^en I'aterial bestehenden Deckschicht vorzubereiten; nach Aufbringen dieser Schicht ist aie Isolierung der Leiter abgeschlossen. Die Folie sollte vor dieser Behandlung getrocknet werden und falls zwischen dem Spülbehälter 14 una dem aie tberzuyslösung enthaltenden Behälter 11 kein für aie Durchführung einer Lufttrocknung ausreichender Platz zur Verfügung steht, kann dort ein beheizter Trockner angewendet werden.

Des nun vorliegende Gebilde besitzt eine Vielzahl von jeweils 1,6 mm breiten, ..enige hundertstel I illimeter dicken Kupferleitern, die mit einer ca. 0,035 mm dicken, aus einem aromatischen Polyamid-Imid-Harz bestehenden durchgehenden Trägerschicht verbunden sind. ' ■

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Dieses Gebilde wird dann durch den eine Harzlösung enthaltenden Behälter 11 geleitet und dort auf beiden Seiten mit einer .Netzschicht überzogen, die als Deckschicht bezeichnet werden kann. Nach Verlassen des die Harzlösung enthaltenden Behälters 11; gelangt das Gebilde zwischen die mit Aussparungen versehenen Meßdorne 21,22, wodurch die Schicht über die gesamte Breite auf beiden Seiten des Gebildes gleichmäßig verteilt wird. Fit einer Geschwindigkeit von ungefähr 2,5 cm/s wird die überzogene Folie durch einen weiteren Turm, nämlich durch den Turm 23 geführt, in dem Tempex-aturen von ungefähr 150 bis 350 0 herrschen. In diesem Turm wird wie in dem ersten Turm das Lösungsmittel ausgetrieben und die aufgetragene Schicht in getrennten Abschnitten in ihren festen harzförmigen Zustand übergeführt. Zur Erzielung einer Schichtdicke von ungefähr 0,0225 mm auf der einen Seite und 0,0575 mm auf der anderen Seite führt das Gebilde fünf Durchläufe aus. Das fertige Kabel wird dann auf die Aufwickelrolle 24 aufgewickelt.

Figur 2 zeigt die verschiedenen Stufen bei der Herstellung des vieladrigen Flachkabels. Stufe A zeigt eine unbeschichtete Kupferfolie in Schnittansicht. Stufe B zeigt die Kupferfolie nach erfolgtem Überziehen und Aushärten der auf der einen Seite der Kupferfolie aufgebrachten,aus einem Polyamid-Imid bestehenden harzhaltigen Schicht. Als Stufe Ο ist die Aufbringung eines Schutzüberzuges auf die obenliegende Seite der Kupferfolie angegeben, wobei mit der Form des Schutzüberzuges weitgehend die für die metallischen Folienleiter er- ^; wünschte parallele Streifenfiguration bestimmt ist.

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Der nicht durch 'den Schutzüberzug überzogene Teil der Kupferfolie wird weggeätzt, so daß dann das unter Stufe 0 angegebene Gebilde übrigbleibt. Der noch auf den Kupferfolienstreifen befindliche Überzug wird jetzt beseitigt, so daß ein aus der

Trägerschicht und einer Vielzahl paralleler Leiter bestehendes Gebilde entsteht, wie es Stufe E verdeutlicht. Schließlich wird ein aus einem Polyamid-Imid bestehender zusätzlicher Überzug auf das Gebilde aufgebracht, um zumindest die noch freistehenden Leiteroberflächen zu überdecken und damit ein vollständig

«
| isoliertes vieladriges Flachkabel zu erhalten, wie es Stufe F

zeigt.

Eine andere Anlage zur Herstellung vieladriger flachkabel ist in Figur 3 gezeigt. Tiin 15 cm breiter Streifen einer gewalzten oder galvp.nisch hergestellten Kupferfolie 30 mit einem Gewicht von 0,067 gr/cm wird von einer Abwickelrolle 31 abgewickelt und um eine Holle 32 geleitet; die diese Holle 32 berührende Seite der Folie wird mit einem Lösungsüberzug, wie z.^. mit k einer Siliziumflüssigkeit überzogen. Die mit einem Lösungsmittel überzogene Folie wird dann durch eine 20$ Festsubstanzen enthaltende EjLmethylazetamid-Lösung einer in dem Behälter 33 befindlichen aromatischen Polyamidsäure geleitet,

, die aus Benzäphenontetracarboxyl-Dianhydrid (BTDA) und i'.etaphenylenediamin hergestellt ist. Von dieser Lösung wird I auf jeder Seite der i'olie eine Schicht abgelagert. Die mit Aussparungen versehenen Meßdbrne 34,35 berühren die aus der aus einem Polyamidsäure-Vorläufer bestehenden Lösung heraus-

• tretende Folie und bewirken auf der Folienoberfläche eine

gleichmäßige Verteilung der .Netzschicht. 009823/0369

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Mit einer Geschwindigkeit von ungefähr 5 cm pro Sekunde läuft die überzogene Folie durch den Turm 3b, in dem Temperaturen von 200° bis 325⁰G herrschen. In dem Tur^ri wird dös Lösungsmittel ausgetrieben und der Polyamidsäure-^orläufer in getrennten Abschnitten in den ausgehärte ten, festen ... arzt ureigen Zustand übergeführt. ^Tur Erzielung einer < ,02!) nun dicken Schicht auf beiden Seiten der Kupfei'folie werden noch vier weitere Durchlaufe ausgeführt. Sine aus einem Polyar.iiu-Imid-^TTarz bestehende selbsttragende Schicht 3 >» üie eine L'icke von 0,025 uiia uesitzt, wird mechaniscn aufstreift od-r mit ^;'ilfe der Abstreiieinrichtung 37 von der olie abgetrennt und auf eine Aufwickelrolle 39 aufgewickelt. Auf die von der 3c'.:icht J.S befreite Seite der olie wird u-.jrch den Horitzkopf ^jC ein ■..er gew""nao' ten leit· rfor^u eats^reciiend«r Schutzübtrzup· auf.-espritzt. ^.ie niit Einern SchutzüDerzug versehene Folie wird denn in einem eine Eisenchlorid—Lösun.*-, enthaltenaen ..eh^;ilter 41 _e;eat2t; anac'liejjend wird die ijcl.utzachicht in de" Sel'-'ilter aogelöst, woraufhin das nnttxanüene Leitergebilde in der·. 3eh^::.luer --3 et em vorl:s^r:r._;;eL'enüen Beispiel entsprecnend renuö wird.

AutV/ronu ue ' vorstehend erliiatei-.'ter. Verfa"¹ ren^schritte li^cren nuni'ienr freistehende Leitpr vor, die >ni~ ^in'r Isolptionssc üoerzojen -.verder müssen. ^±n top einem uarzhaltiger I.iaterial besteheua'r selcattragenaer Streifen 4·', wie ein z.2. ?xjs PolyäthylenterecEthalat bestehender Streifen, wird in einer ',Veise voi. aer Ao.vicKelrolle 45 abgewickelt, öaß er eine Llebstoif q'"-fxr?.ger>de Einrichtung &~ oerührx, anrch die er :nit

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einer Phenolnitrilschicht oder mit einer Schicht eines anderen * Klebstoffes überzogen wird. Der mit einer Klebstoffschicht überzogene Streifen wird"zusammen mit dem Leitergebilde zwischen die beheizten Druckrollen 47»4-8 geleitet, wodurch die freistehenden Leiter mit dem Streifen überzogen werden. Das fertige vieladrige Flachkabel 49 wird dann auf die Aufwickelrolle 50 aufgewickelt. ■ .

5s seien nun die in Figur 4 gezeigten Ve rf ahrens stufen betradrcetf Stufe A zei,.,,t eine Querschnittsansicht der Kupferfolie vor dem Überziehen. Stufe B zeigt die auf beiden Seiten mit einer aus einem Polyimid-oder Polyamid-Imid-Harz bestehenden Schicht überzogene Kupferfolie. Stufe 0 zeigt die durch Abziehen der einen harzhaltigen Schicht auf einer Seite freigelegte Kupferfolie. Die Stufen D,B und F zeigen die Aufbringung einer Schutzschicht ■' auf die Folie in einem der gewünschten metallischen Leiterform entsprechenden I uster, die Beseitigung der nicht durch die Schutzschicht abgedeckten Kupferabschnitte und die zur Freilegung der Leiteroberflächen erforderliche Beseitigung der auf den übrig gebliebenen Kupferstreifen abgelagerten Schutzschicht. Stufe G zeigt die Aufbringung eines Klebstoffes auf die· die freistehenden Leiter aufweisende Seite des Gebildes und Stufe H verdeutlicnt die Verbinuung einer aus Polyäthylenterephthalat " bestehenden, zur "Überdeckung und Isolierung der zuvor freigelegten Leiter dienenden Schicht mit der Oberfläche des Gebildes.

Es sei bemerkt, df.S eine Anzahl verschiedener Verfahren und

' ·. > Laterialien zur Herstellung einer klebenden Verbindung mit ' ⁱ

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; d/ör Polyatitylenterephthalatschictit angewendet werden kann, um . dia"einzelnenjvoneinander getrenntenjdurch Ätzbehandlung der ■Metallfolie hergestellten Leiterwege zu überdecken und zu isolieren. Aus anderen harzhaltigen Materialien, wie z.B. aua Polyestern, Polyäthylen, Polyvinylidenfluorid, Polyvinylidenchlorid, Polyvinylchlorid, Polykarbonat, Polytetrafluoräthylen und Polychlorotrifluoräthylen "bestehende Schichten können zur Abdeckung der einzelnen Leiterstreifen verwendet werden. Die durch Abstreifen der auf der einen Seite der Folie aufgetragenen Schicht gewonnene selbsttragende Polyimid:- oder Polyamid-Imid-Schicht kann auf Grund ihrer Eigenschaften besonders gut verwendet werden; sie kann auch mit dem die einzelnen Leiterstreifen enthaltenden Gebilde verbunden werden. Bei der in Figur 3 dargestellten Anlage kann die Schicht 38 zur Herstellung des Zabels 49 laufend abgestreift werden und mit dem Leitergebilde verbunden werden. Einige Schichten können allein durch Anwendung von Wärme und Druck miteinander verbunden werden, so daß dann ein Klebstoff nicht mehr erforderlich ist^. Anstelle der Verwendung einer getrennten selbsttragenden Deckschicht, die mit dem die Leiterstreifen enthaltenden Gebilde zu verbinden ist, kann dieses Gebilde auch durch.' eine Lösung eines harzhaltigen Materials, wie z.B. durch Lösungen der zuvor· angegebenen aromatischen Polyamidsäure-Yorläufer geleitet' werden, so daß sich über den Leitern eine benetzende Deckschicht ablagert. Diese abgelagerte Schicht wird dann ausgehärtet, wonach die Leiter isoliert sind.

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Außer den beschriebenen Polyimid- oder Polyamid-Imid-Harzen können auch andere Harze auf der relativ-"brtiten Metallfolie aufgebracht werden, und zwar durch Ablagerung von Lösungen oder Suspensionen entsprechender harzhaltiger Materialien und nachfolgender Aushärtung, aufgrund der das betreffende harzhaltige Material in seinen festen flexiblen Zustand übergeführt wird. Danach erfolgt zur laufenden Herstellung flacher, flexibler elektrischer Teile die weitere Bearbeitung entsprechend den- beschriebenen Verfahren. Vertreter anderer geeigneter L'arze enthalten Polyvinylharze, aus Harnformaldehyd abgeleitete Bpoxyde und aus öl abgeleitete Isophtalsäure-Polyester. Diese Harze können zur Bildung der Träger- und/oder Deckschichten verwendet werden. Kombinationen von harzhaltigen Schichten lassen sich, ebenfalls anwenden, insbesondere Kombinationen mit den beschriebenen Polyimiden oder Polyamid-Imiden. Bei der in Figur 1 schematisch gezeigten Anlage kann z.B. in den Behälter 10 eine Lösung aus Polyvinylformal und in den Behälter 11 eine Lösung eines aromatischen Polyamidsäure-Vorläufers einge- \ füllt sein. Das Erzeugnis würde dann die Vorteile besitzen, die sich aus der Verwendung einer die Leiterstreifen berührenden

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PolyimidschichtJ ergeben. Palis weder für die Trägerschicht noch ',

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für die Deckschicht ein aromatisches Polyimid- oder Polyamid- ; Imid-Harz verwendet wird, dann treten natürlich bestimmte der zuvor angegebenen Vorteile nicht ein.

Dem auf diesem Gebiet tätigen Fachmann dürfte es einleuchten,

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daß es vorteilhafV-und bevorzugt wird, die Kupferfolie während der Verfahrensstufen A bis P, wie sie in Figur 2 gezeigt sind,

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öder -während der Ve rf ahrens stufen A "bis H, wie sie in Figur 4 gezeigt sind, fortwährend zu "bearbeiten. Dabei versteht es sich, daß eine Unterbrechung, wie sie z.B. beim Austausch einer"leeren Metallfolienspule gegen eine neue Metallfolienspule auftritt, natürlich zu berücksichtigen ist. Während zur fortwährenden Bearbeitung mit einer noch nicht beschichteten Kupferfolie bevorzugt begonnen wird, kann auch eine mit einer Harzschicht überzogene Kupferfolie, wie sie z.3. Stufe B in Figur 2 zeigt, das Ausgangsmaterial bilden und zur Herstellung .eines flexiblen Flachkabels während der folgenden, in Figur 2 angegebenen Stufen bis zur Stufe F hin fortwährend bearbeitet werden.

Andere Verfahren, wie z.B. ein photografiaches Zeichendruckverfahren, können zur laufenden Ablagerung des Schutzüberzuges auf der* ^olie angewendet werden. Auf die gesamte freistehende Oberfläche der Folie kann eine positiv oder negativ lichtempfindliche Schutzschicht laufend aufgetragen werden; auf diese Schicht wird dann ein dem gewünschten Muster entsprechendes .'-lld mit Hilfe eines auf die sich bewegende Folie gerichteten 14-chtStrahles erzeugt und das dem Küster entsprechende latente Bild kann dann nach bekannten Verfahren entwickelt werden.

Währenvi eis bevorzugtes Atzmittel zur 3eseitit.Tun^ von Teilen der Kupfen'olie eine heiße Eisenclilorid-Lösung verwendet wird, können mit Ausnahme basisch reagierender Ätzmittel auch andere jitzmittel, wie Ammoniumpersulfat, Salpetersäure oder . elekvrolytische Verfahren angewendet v/erden.

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Die aus Polyimid und Polyamid-Imid bestehende Trägerschicht ist« zusammen mit der Kupferfolie dem Ätzmittel zwar ausgesetzt,' jedoch sind aus solchen Katerialien bestehende Schichten gegenüber allen gewöhnlichen Lösungsmitteln und gegenüber den typischen chemischen Ätzmitteln widerstandsfähig. Demgemäß kann die aus Polyimia- oder Polyamid-Imid-Harz bestehende ',Trägerschicht den Ätzmitteln ausgesetzt werden, ohne einen Schichtabbau befürchten zu müssen. Andere iarze können ebenfalls den Ätzmitteln in dieser V.'eise ausgesetzt werden.

Die zuvor angegebenen Verfahren können ebenfalls zur Herstellung von vieladrigen j'lachkabeln angewendet werden, bei denen die Leiter aus anderen Metallen oder Legierungen als aus Kupfer bestehen. 3o kann zum Beispiel eine Aluminiumfolie in der oben beschriebenen 7eise überzogen werden. Ein Schutzüberzug wird auf aie freist? iiende Aluminiumfolie in einer der gewünschten Leiterkonfi^uration entsprechenden Konfiguration aufgebracht und dieses 3-eüilde wird dann in einer heißen, ungefähr 5O$-ie/en Scbwefelsäurelösung oder in einer heißen konzentrierten Salzsüurelösun.^ ;«;eaxzt. Das nach di^s^r behandlung eine Anzahl von Aluiiiiniuiiile-itorstreifen aiii'v/eisende G-ebilde wird weiterhin in der ooen beschriebenen V/eise isoliert.

Während zuvor spezielle Ausführungsbeispiele zur Herstellung von Kabeln, die eine Vielzahl einzelner, hauptsächlich gerader Leiter besitzen, angegeben worden sind, können andere Leiterkonfii/urationen, wie z.B. verdrallte .Doppeladern, durch fortwährenae Ablagerung einer Schutzschicht ns.ch einem anderen

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C-J

. geeigneten Muster hergestellt·werden. Eine endliche Anzahl von " 'getrennten Vielfachleiterkonfigurationen kann auch durch wiederholtes Ablagern einer entsprechenden endlichen Anzahl von Schutzschichten einem geeigneten Muster entsprechend auf der freiliegenden Kupferfolie gemäß den in den ITiguren 2 und 4 gezeigten Stufen G und D hergestellt werden. Das sich ständig "bewegende Erzeugnis könnte auch in einzelne Abschnitte zerschnitten werden, anstatt auf einer Aufwickelrolle aufgewickelt zu werden.

Es sei "bemerkt, daß "bei den nach den erfindungsgeaäßen Verfahren hergestellten vieladrigen J¹I achkabeln vorzugsweise mindestens eine Schicht aus Polyimid- oder Polyamid-Imid-Harz "besteht und mindestens eine Oberfläche der Leiter unmittelbar berührt. Aus Gründen einer einfachen Schichtbeseitigung zur Freilegung von Leiteroberflächen und einer einfachen Schaffung von Steckanschlüssen werden aus Polyamidsäure-Vorläufern bestehende Lösungen und die aus pyromellitischem Dianhydrid und Diaminobenzanilid abgeleiteten, kondensierten aromatischen Polyamidimide bevorzug verwendet. · * "

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Claims (7)

Pate η'tana prüche

1. '/erfahren zur Herstellung flexibler elektrischer flachkabel, dadurch gekennzeichnet, daß eine einer gewünschten Leiterform entsprechend mit einem harzhaltigen Material überdeckte Metallfolie (15;3O) mit einer Ätzlösung (12?41) behandelt wird, durch die die nicht mit dem harzhaltigen Material überdeckten Abschnitte der Metallfolie (15;3O) aufgelöst werden, und daß die so geschaffenen Leiter mit einer flexiblen Isolations-r schicht(11;44) überzogen werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die der der gewünschten Leiterform entsprechend mit einem harzhalt'igen Material überdeckten Seite gegenüberliegende Seite der Metallfolie (15) vor der i'.tzbehandlung (12) mit einer aus einer Lösung (1O) eines harzhaltigen i."aterials bestehenden Schicht überzogen wird, und daß die so überzogene T etallfolie (15) derart

■ erwärmt wird (19), daß das harzhaltige Material aushärtet und die aus diusep. Material bestehende Schicht damit in ihren festen flexiblen Zustand gelangt. (Pi^.1) i

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß beide ; Seiten der l'Ietallfolie (30) yor der Ätzbehandlung (41) mit / einer aus der Lösung (33) eines harzhaltigen ilaterial bestehenden Schicht überzogen werden, daß die so überzogene Metallfolie (30) derart erwärmt wird (36), daß.das harzhaltige Material aushärtet und die aus diesem Material bestehende Schicht

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in den festen flexiblen Zustand gelangt, und daß die auf der zut Aufnahme des der gewünschten Leiterform entsprechend die Metallfolie (30) überdeckenden Materials (40) bestimmten Seite der Eetallfolie (30) befindliche Schicht der so geschaffenen flexiblen harzhaltigen Schichten abgetrennt wii^d (37). (Fig.3)

4. Verfahren npch Anspruch 2 oder 3» dadurch gekennzeichnet, daß zum Überziehen der Metallfolie (15;3O) eine Lösung eines aromatischen Polyamidsäure-Vorläufers verwendet wird.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß zur Markierung von gewünschten Leiterwegen auf eine Seite der Metallfolie eine der Porm dieser Leiterwege entsprechende ätzbeständige Abdeckblende (20;40) aufgebracht, wird, daß das in den durch diese Blende (20j40) nicht abgedeckten Abschnitten der Metallfolie (1?;3O) enthaltene Material durch eine Ztalösung (12;41) aufgelöst wird, und daß anschließend die ätzbestänuige A.bdeckolende (<?0j40) von den Leiterwegen abgelöst wird (

6. Verfahren nac,n einem der Anspruchs 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, da^ als Metallfolie (1- ;.*0^ eine Kupieri'olie verwendet wird, dip mit einer die Iltzlösuni? (12;41) bildenden "Sisenculorid-Lösung beuandelt wird.

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7. Verfahren nach einen der vorher^ecenöen Ansprüche,- daaurch gekennzeichnet, daS die nach erfolgter xlt ζ behandlung (12) auf aie Leiter auf säUDrin.^. ende Isolationsschicht durch Ablagerung ' mindestens ein^f>r «us der Lösimg (11) einos harzhaltigen katerials bestehenden Schicht gewonnen wird, und daß.die auff's-ebr-'jcute n^rza^lti^e Scnicht aurch entsprechende Erwärmung (23) in ihren festen flexiblen, ausgehärteten Eusta.nc! übergeführt wird.

6. 7eri'v^vren nc<c^v· Anspruch ?,. c.r.cLurch f;ekennz-3ic?ⁱn.et, daß für üi«- zur Sildun^- der IsolrTionrschioht diener de Lösung (11) tine Lösung eines aro:;>'.ti?.ohen Poly^-sidsMure-Torläufers ver-.,κ::λ·οτ; ..ira.

"J-.·. Veriaiiren n%c?r. eine·" der Ansprache 1 bis 7, dadurch gekenn- '', iseiolixie'c, da.^;3 f^r die zum tb^rziehen ο er Leiter dienende Isolationssohicht (11;4ä) eine aus Polyimid, Polyester, PoIyätiiylen, Polyvinylcnlorid, ?olyvin:/liden, Polyvinylidenfluorid, Polykarüonat, ?ol;,-tetr -fluori-lth/len o'.er Pol/rchlorotrifluorät'r'l ,n bestel""?nae 2ciaicht verv:endet v;ird.

'C. 'irrTiiLror nach eine:, der Ansprache '■ bin ο in Terbindung. mit -■ Ji3^rUC:: 5, dadurch. geKennzr-icnn^t, o.a;„ öir von der einen Sei.te ■-er - etallfolie (XO) abgetrennte Uc!licht (38) als Isolationsschicht (4<i) verwendet wird..

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, Verfahren nach einem der Ansprüche 3>1O oc?er 4 bis b in ■ -".'■. *

"VerbincuiEUi; läit Anaprueii 5, d-aurct geii-ennaeiobnat, α·;ι' die

Seite der Metallfolie (3ö)> von der die aus einer.: narzhaltigen , Material (33') aufgebrachte Schicht (38) abzutrennen ist, 'vor .. dem. überziehen mit di^s-r Schicht (38) fflit eineiL Lö

mittel aberzogen vvird. .

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