DE2500445A1

DE2500445A1 - Mit metall beschichtete dielektrische folie

Info

Publication number: DE2500445A1
Application number: DE19752500445
Authority: DE
Inventors: Spaeter Genannt Werden Wird
Original assignee: Minnesota Mining and Manufacturing Co
Current assignee: 3M Co
Priority date: 1974-01-07
Filing date: 1975-01-06
Publication date: 1975-07-10
Also published as: FR2256831A1; DE2500445B2; GB1486372A; YU347774A; SE415318B; SU959644A3; BR7500072A; NL7416906A; NO140032C; SE7414113L; DE2500445C3; JPS50116951A; FR2256831B1; CA1019460A; NO140032B; JPS561792B2; NO744708L; AU7689474A

Description

1 BERLIN 33 8MONCHEN80

Auguste-Vikf oria-StraBe 85 ·-. D||Cr>LI|/C: S DA DXM C D PienzenaueretraBe 2

Pat.-Anw. Dr. Ing. Ruschke LT. πυΰυΠΛΕ Ci. TAKIINtIX Pat.-Anw. Dipl.-ing.

Siaf^AR_UÄ'-^lng· PATENTANWÄLTE ^HansE-^Ruech«

Telefon:030/ ·»»« BERLIN - MÖNCHEN ^Telefon:

Telegramm-Adresse: Telegramm-Adresse:

Quadratur Berlin Qudadratur München TELEX: 183788 TELEX: 522767

M 5559

Minnesota Mining and Manufacturing Company, Saint Paul, Minnesota,

USA

Mit Metall "beschichtete dielektrische Folie

Bekannte mit Metall "beschichtete (nicht galvanisch metallplattierte) vliesartige (nicht gewebte) faserige Bahnen sind für eine Yerwendung zur Herstellung "bestimmter Arten, insbesondere großer Blattmaterialien, von "bzw. für flexible gedruckte Schaltungen noch nicht ganz geeignet. Um für solche Arten gedruckter Schaltungen geeignet zu sein, soll die vliesartige faserige Bahn nicht über 100/um/em Länge während der Herstellung der Schaltung schrumpfen. Zu der Herstellung gehören mehrere Maßnahmen, die zu Dimensionsänderungen führen können, wie z.B. Ätzmaßnahmen, bei denen Metall in bestimmten Bereichen entfernt wird, und Iiötmaßnahmen, bei denen die gedruckte Schaltung mit einem Lötmittelschmelzbad, das auf 260°C oder höher erwärmt worden ist, kurz in Berührung gebracht wird. Wenn die Bahn mehr als 100/um/cm Länge während solcher Maß-

509828/0276

25QIH45

nahmen schrumpft, sind Abschnitte der gedruckten Schaltung mit elektrischen Bauteilen oder einer anderen Schaltung, die mit der gedruckten Schaltung "verbunden werden soll bzw. sollen, nicht ausgerichtet.

Zu anderen erforderlichen Eigenschaften.der vliesartigen faserigen Bahn gehören eine gute Zähigkeit und Zerreißfestigkeit /eine Zerreißfestigkeit von mindestens 1,8 kg (Zerreißtest nach Graves, beschrieben in ASTM D-1004) oder höher ist erwünscht/, die Fähigkeit, sauber geschnitten werden zu können ohne Bildung vorstehender Fasern sowie ein geringes Absorptionsvermögen für Feuchtigkeit, das zur Blasenbildung der Metallschicht fort von der vliesartigen faserigen Bahn führen kann, wenn die mit Metall beschichtete Folie auf einem Lötmittelbad erwärmt wird.

Eine andere zur Verfügung stehende mit Metall beschichtete vliesartige faserige Bahn, die im allgemeinen ziemlich brauchbare Eigenschaften für gedruckte Schaltungen hat, aber nicht immer einen äußersten Grad der vorstehend erwähnten Dimensionsstabilität aufweist, ist in der US-Patentschrift beschrieben.

Die vliesartige faserige Bahn in der dortigen mit Metall beschichteten Folie enthält wärme erweichbare Fasern, die während des Herstellungsverfahrens der Bahn erwärmt werden, um die Fasern der vliesartigen Bahn zu einem einheitlichen Ganzen zu binden. (Ein in dieser Patentschrift beschriebenes beispielhaftes Fasergemisch enthält 50 Gew.-% nicht gezogene wärme erweichbare Polyesterfasern, 25 Gew.-% gezogene Polyesterfasern und 25 Gew_o-!& hochtemperaturbeständige aromatische Polyamidfasern.) Trotz der vielen brauchbaren Eigenschaften einer vliesartigen faserigen Bahn, wie sie in der betreffenden Patentschrift beschrieben ist, weisen derartige Bahnen noch nicht die oben erwähnte äußerste Dimensi ons Stabilität auf. Es zeigt auch keine andere bekannte vliesartige faserige Bahn eine solche Stabilität.

Kurz gesagt, enthält eine mit Metall beschichtete dielektrische Folie der Erfindung eine elektrisch leitende Schicht, die an einer

SO 98 28 /0276

vliesartigen Bann haftet. Die Bahn enthält ein Fasergemisch von diskontinuierlichen Stapelfasern, die im wesentlichen alle einen Erweichungspunkt über 230⁰C haben. Die Pasern werden zusammengedrückt und aneinander gehalten durch eine im wesentlichen kontinuierliche Matrix aus polymerem Bindemittel, das einer Verformung "bzw. einem Verziehen widersteht, wenn es in Filmform für 10 Sekunden einem auf 260⁰G erwärmten lötmittelschmelzbad ausgesetzt wird. Die Pasern sind in einem Anteil von mindestens 10 kg je Ries (ream) vorhanden, und das Bindemittel ist in einem Anteil von 15-75 Gew.-96 der vliesartigen Bahn vorhanden. Mindestens 5 Gew,- % der Pasern widerstehen einem Verformen, wenn sie einem auf 260⁰G erwärmten Schmelzbad ausgesetzt werden, mindestens 30 Gew.-% der Pasern zeigen eine Zugdehnung von mindestens 50 % und eine Zerreißfestigkeit von mindestens 3,5 g/Denier, und mindestens 40 &ew.-?£ der Pasern absorbieren weniger als 3 Gew.-% Feuchtigkeit, wenn sie einer relativen Feuchte von 65 % bei 21⁰C ausgesetzt werden.

Diese mit Metall beschichtete dielektrische Folie zeigt im allgemeinen keine größere Dimensi ons änderung als eine solche von 20/um/cm nach dem Entfernen eines Teils der oder der gesamten elektrisch leitenden Metallschicht durch Ätzen. Überraschenderweise führt das Entfernen durch It ζ en im allgemeinen in einem kleinen Anteil zu einer Zunahme (eine Folie, bei der die faserige Bahn mit wärmeerweichbaren Bindefasern autogen gebunden ist, schrumpft im allgemeinen nach dem Entfernen der elektrisch leitenden Metallschicht durch Ätzen). Ferner zeigt die Folie der Erfindung eine Dimensions änderung unter 100/um/cm und im wesentlichen keine Blasenbildung nach dem Aussetzen einem auf 23O⁰O erwärmtem Lötmittelbad für 10 Sekunden,,

Die Zeichnung stellt vereinfacht eine gedruckte Schaltung 10 dar, die aus der dielektrischen Folie der Erfindung hergestellt worden ist. Wie gezeigt ist, trägt die vliesartige faserige Bahn oder Unterlage 11 Metalleiter 12, die nach dem Entfernen durch Ätzen des übrigen Teils der elektrisch leitenden Metallschicht, die an der Bahn 11 haftet, zurückbleiben. Ein elektrisches Bauelement 13

509828/0276

2500A4.5

ist, wie dargestellt ist, mit den Leitern 12 durch Einlassen elektrischer Leitungsdrähte 14 von dem Bauteil durch die in die Leiter gestanzten Löcher und dann Verlöten der Leitungsdrähte an der betreffenden Stelle leitend verbunden.

Im allgemeinen werden vliesartige Bahnen, die für die mit Metall beschichtete dielektrische !Folie der Erfindung verwendet werden, hergestellt, indem zunächst die gewünschten diskontinuierlichen Fasern bzw. Stapelfasern vermischt werden, dann das Gemisch zu einer lockeren vliesartigen Bahn verarbeitet wird, vorzugsweise nach herkömmlichen Luft-Verlegungsverfahren, z.B. Rando-Webbing oder Garnetting, dann die Bahn mit einem polymeren Bindemittel imprägniert wird, z.B. durch Leiten der Bahn zwischen zwei Druckwalzen, va-n denen eine teilweise in eine Dispersion oder Lösung des Bindemittels eintaucht, und schließlich die Bahn verdichtet und getrocknet wird, z.B. durch Leiten der imprägnierten lockeren Bahn zwischen erwärmte Druckwalzen und durch einen Ofen (der bei bevorzugten Ausführungsformen das Bindemittel außerdem vernetzt).

Die in dem Fasergemisch verwendeten Stapelfasern sollten solche Längen haben, daß eine gute Zerreißfestigkeit und eine leichte Bahnbildung erzielt werden (unter "Stapel"~Fasern sind diskontinuierliche Pasern zu verstehen). Rando-Webbing, Garnetting oder entsprechende Luft-Verlegungsverfahren sind im allgemeinen bequem bei Stapelfasern anzuwenden, die langer als etwa 0,3 cm und vorzugsweise länger als 1,5 cm sind. Pasern länger als etwa 8 oder 10 cm werden im allgemeinen nicht benutzt, auch auf einer Garnetmaschine. Vorzugsweise sind die diskontinuierlichen Fasern oder Stapelfasern gemäß der Erfindung einfädige Fasern mit Fadendurchmessern entsprechend 0,5 bis 20 Denier, vorzugsweise weniger als 10 Denier. Die Fasern sollten in einer Menge von mindestens 10 kg je Ries (ream) und vorzugsweise in einer Menge von 20 kg je Ries vorhanden sein, um der Unterlage eine geeignete Zerreißfestigkeit zu verleihen, obwohl das Gewicht je nach der Menge und dem Typ der verwendeten hochfesten Faser schwankt.

50 9 8 28/0276

Hochtemperaturfeste Fasern sind für die Dimensionsstabilität der dielektrischen Folie der Erfindung von Bedeutung. Die Temperaturfestigkeit kann durch Beobachten der auf der Oberfläche eines auf 26O°C erwärmten Lötmittelschmelzbades für 10 Sekunden liegenden Fasern ermittelt werden. Fasern, die eine erhebliche Verformung zeigen (wie z.B. Polyäthylenterephthalatfasern, die sich bei diesem Test zu einer Kugel zusammenkräuseln), sind nicht genügend wärmebeständig, und eine dielektrische Folie, die völlig aus solchen Fasern besteht, hat nicht die erforderliche Dimensionsstabilität.

Sogar ein kleiner Anteil von hochtemperaturfesten Fasern, die, wenn überhaupt, eine geringe Verformung in dem beschriebenen lötmittelbadtest zeigen, verbessern sehr die DimensionsStabilität der dielektrischen Folie. Offensichtlich wird durch die Verteilung von hochtemperaturfesten Fasern in dem gesamten Fasergemisch, so daß hochtemperaturfeste Fasern die nicht-hochtemperaturfesten Fasern berühren, und durch das Vorhandensein einer Matrix aus hochtemperaturfestem Bindemittel eine gute Dimensionsstabilität erzielt. So wenig von den hochtemperaturfesten Fasern wie 5 Gew.-% des Fasergemischs führt zu einer guten Dimensionsstabilität, obwohl vorzugsweise mindestens 10 Gew.-% hochtemperaturfeste Fasern verwendet werden.

Bevorzugte hochtemperaturfeste Fasern, die in den vliesartigen Folienbahnen der Erfindung verwendet werden, gehören zu der Klasse aromatischer Polyamide, wie sie in den US-Patentschriften 3 094 511 (Hill u.a.) und 3 300 450 (Clay) beschrieben sind. Die Benutzer einer gedruckten Schaltung wünschen häufig, in ihren lötmittelschmelzbädern eine Temperatur von 300 oder 35O⁰C anzuwenden, und es ist festgestellt worden, daß auf aromatischen Polyamiden basierende Folien die beste Dimensionsstabilität bei solchen Temperaturen ergeben. Diese aromatischen Polyamide haben die Formel

-Ar₁-NR₁-CO-Ar₂-CO,
worin R.. Wasserstoff oder niedrigeres Alkyl ist und Ar· und Ar«

SO 9828/0276

zweiwertige aromatische Gruppen sind. Unter den bevorzugten Polymerisaten sind solche, in denen iL Wasserstoff ist und Ar eine meta- oder para-Phenylengruppe ist. Diese bevorzugten Polymerisate halten im wesentlichen ihre physikalischen Eigenschaften "bis zu Temperaturen über etwa 31O⁰C bei und schmelzen nicht, zersetzen sich aber über etwa 370 C. Der Polymerisationsindex ("n") sollte hoch genug sein, um ein hohes Molekulargewicht zu ergeben, wie es bei Spinnfasern benutzt wird. Zwei besonders bevorzugte im Handel erhältliche Materialien sind die von duPont hergestellten Markenmaterialien "Nomex" und "Kevlar", die, wie angenommen wird, hauptsächlich Poly(m-phenylenisophthalamid) ("Nomex") oder Poly(pphenylenterephthalamid) ("Kevlar") enthalten. Diese letzteren Fasern werden besonders bevorzugt, weil sie zu einer besseren Dimensionsstabilität führen und weniger zur Absorption von Feuchtigkeit neigen.

Eine andere geeignete Klasse von hochtemperaturfesten Fasern ist die Acrylfaserklasse, und bevorzugt sind solche Fasern, die Homopolymerisate von Acrylnitril sind, doch gehören dazu auch Copolymerisate von Acrylnitril (die im allgemeinen mindestens 85 Gew.-$ Acrylnitril enthalten) und irgendeinem weiteren Monomeren, das die Hochtemperaturfestigkeit der Fasern nicht beeinträchtigt, Glasfasern in Formen, die auf Luft-Yerlegungsvorrichtungen gehandhabt werden können, sind andere geeignete hochtemperaturfeste Fasern. Bevorzugte feste Fasern mit hoher Zugfestigkeit (die den oben angegebenen Dehnungs- und Zugfestigkeitseigenschaften genügt), die in Folien der Erfindung verwendet werden, sind Polyesterfasern der Formel

0-A-O-CO-Ar-CO_n ,

worin A eine zweiwertige geradkettige oder cyclische aliphatische Gruppe, Ar eine zweiwertige aromatische Gruppe, z.B. meta- und/oder para-Phenylen, und η der Polymerisationsindex ist. Diese Polyester werden in bekannter Weise aus difunktionellen Alkoholen, z.B_o Äthylenglykol und 1,4-Cyclohexandimethanol, und difunktionellen Carbonsäuren (oder Estern davon), z.B. Terephthalsäure, Isophthal-

E09828/0276

säure und Gemischen davon, hergestellt. Zur Erzielung "bester Festigkeitseigenschaften werden die Fasern gezogen, d.h. gereckt oder orientiert, was zu einer kristallinen Struktur führt.

Die Torstehend beschriebenen aromatischen Polyamidfasern sind außerdem häufig zähe, hochfeste Pasern, die den oben angegebenen Dehnungs- und Zähfestigkeitseigenschaften genügen.

Allgemeine Bereiche für die Anteile der oben angegebenen Fasern in vliesartigen Bahnen, die gemäß der Erfindung verwendet werden, sind wie folgt: Für gezogene Polyesterfasern 30 - 95 Gew.-%, vorzugsweise mindestens 50 Gew.-% und noch vorteilhafter mindestens 70 Gew.-%, für aromatische Polyamidfasern 5-60 Gew.-% und vorzugsweise 10 - 30 Gew.-% und für Acrylfasern bis herauf zu 70 Gew,- % und vorzugsweise bis zu 40 Gew.-%.

Die geeigneten Bindemittel, durch die die vliesartigen faserigen Bahnen oder Unterlagen der Erfindung zusammengedrückt bzw. verdichtet und zusammengehalten werden, sind hochtemperaturfeste Materialien, die sich vorzugsweise zu einem vernetzten oder wärmegehärteten Zustand umsetzen. Das Fasergemisch wird mit dem Bindemittel imprägniert oder überzogen, so daß eine im wesentlichen kontinuierliche Matrix gebildet wird, in der die Fasern enthalten sind. Besonders geeignete Harze sind reaktionsfähige Harze auf Acrylbasis, die im allgemeinen Copolymerisate mit einem Hauptteil aus niedrigeren Alkylestern (im allgemeinen mit 1 bis 8 Kohlenstoffatomen in der Alkylgruppe) von Acryl- oder Methacrylsäure, wie z.B. Äthylacrylat, Butylacrylat und 2-lthylhexylacrylat, und einem kleineren Teil aus Acryl- oder Methacrylsäure enthalten. Andere geeignete Bindemittel sind thermoplastische Polymerisate, wie z.B. Polymerisate auf Basis von Vinylchlorid (wie z.B. die Markenharze "Yinyon" von Union Carbide). Die Bindemittel sollten Feuchtigkeit nicht absorbieren, d.h. sie sollten weniger als etwa 3 % Feuchtigkeit absorbieren, wenn sie einen Tag in Filmform (nach dem Vernetzen, wenn sie reaktionsfähig sind) einer relativen Feuch-

S09828/Ö276

te von 65 % bei 21⁰C ausgesetzt werden. Außerdem sollten sie nach einem Erwärmen auf 230 C gegenüber einem schnellen Abbau ihrer polymeren Struktur widerstandsfähig sein (z.B. wenn sie in PiImform auf einem Lötmittelschmelzbad erwärmt werden). Das Bindemittel ist im allgemeinen in vliesartigen faserigen Bahnen in den Polien der Erfindung in einem Anteil zwischen 15 und 75 Gew.-% der Unterlage und vorzugsweise in einem Anteil unter 35 Gew.-% der Unterlage vorhanden. Pur die Erfindung geeignete vliesartige faserige Bahnen sind im allgemeinen ziemlich flexibel, z.B. so flexibel wie ein 250- /um-dicker biaxial orientierter Polyäthylenterephthalatfilin. Die Bahnen haben im allgemeinen eine Dicke unter 0,5 mm.

Die vliesartige faserige Bahn oder Unterlage wird mit einer kontinuierlichen elektrisch leitenden Metallschicht auf mindestens einer Seite und im allgemeinen auf beiden Seiten versehen, und zwar vorzugsweise durch haftfestes Anbringen eines zuvor gebildeten Metallblechs bzw. einer zuvor gebildeten Metallfolie auf der Bahn mit einem Klebstoff oder Bindemittel. Es ist nützlich, wenn die Bahn vor dem Aufbringen des Klebstoffs etwas porös ist, um eine bessere Verankerung des Klebstoffs mit der Bahn zu gewährleisten. Ein besonders geeigneter Klebstoff ist eine Masse auf Epoxybasis, die in der US-Patentschrift 3 027 279 beschrieben ist. Die in dieser Patentschrift beschriebenen Massen enthalten im allgemeinen ein Gemisch von einem verzweigtkettigen Polyester mit endständiger Säuregruppe und einer Epoxyverbindung_o Der Polyester ist ein Produkt von a) Dicarbonsäuren, b) Dihydroxyalkohol und c) einer polyfunktionellen Verbindung, die aus der Klasse gewählt ist, die aus mehrwertigen Alkoholen mit mindestens 3 nichttertiären Hydroxylgruppen und polybasischen Säuren mit mindestens 3 Carboxylgruppen besteht ο Nicht mehr als die Hälfte von den Säuren und Alkoholen insgesamt enthalten aromatische Ringe, und der Polyester enthält im Durchschnitt 2,1 bis 3_f0 Carboxylgruppen je Molekül, hat eine Säurezahl von 15 - 125 und eine Hydroxylzahl von weniger als 10 und ist in der Hauptkette frei von äthylenischer Doppelbindung. Die Epoxyverbindung enthält im Durchschnitt mindestens

8"O"9 8"28 /02 7 β

1,3 Gruppen, die mit der Carboxylgruppe leicht reagieren, wobei mindestens eine dieser Gruppen die Oxirangruppe ist; die reaktionsfähigen Gruppen sind durch eine Kette von mindestens 2 Kohlenstoffatomen getrennt, und die Kette ist frei von äthylenischer Doppelbindung. Z.B. kann eine Epoxy-Polyester-Masse dieses Syps ein Gemisch von (1) einem Polyester, der sich von Adipinsäure, Isophthalsäure, Propylenglykol und Trimethylolpropan ableitet, und (2) ein flüssiges Epoxyharz enthalten, wie z.B. den Polyglycidyläther von Bisphenol A oder Resorcinol, das Kondensationsprodukt von 1,1,2,2-Tetrakis-(4-hydroxyphenyl)äthan und Epichlorhydrin oder Cyclopentadiendioxid. Halogenierte Versionen der beschriebenen Polyester können benutzt werden, um feuerhemmende Eigenschaften zu verleihen, und in einigen Fällen werden die halogenierte Tersion als Grundüberzug und eine nichthalogenierte Version auf den Grundüberzug aufgetragen. Der Klebstoff hat im allgemeinen eine lösungsmittelfreie Dicke von 50 - 250 /um nach dem Entfernen des Lösungsmittels, und die Metallfolie und die mit dem Überzug versehene Bahn werden zusammengelegt und durch Druckwalzen und einen Ofen geführt.

Zu geeigneten leitfähigen Schichten gehören Folien aus Kupfer, Aluminium, Nickel, Silber, Gold oder geeigneten Übergangsmetallen. Die Dicke der Metallfolie liegt im allgemeinen in der Größenordnung von 0,02 bis 0,05 mm. Leitfähige Schichten können bei einem Schichtgebilde der Erfindung außerdem durch stromloses Plattieren gebildet werden. Im allgemeinen enthalten dielektrische Folien der Erfindung eine elektrisch leitende Metallschicht auf beiden Seiten der vliesartigen Bahn. Andere Produkte enthalten eine elektrisch leitende Metallschicht nur auf einer Seite der Bahn, und solche Produkte enthalten häufig einen vorgebildeten polymeren Film auf der anderen Seite der Bahn.

Die Erfindung wird in den nachfolgenden Beispielen ausführlicher erläutert.

S09828/0276

- ίο -

Beispiel 1

Das folgende Fasergemisch, wurde gelockert und in einem Fasermisclier miteinander -vermischt:

Gewichtsteile

PolyCm-phenylenisophthalamidJ-Stapelfasern, 5,5 Denier χ 3,8 cm (aromatische Polya.Tn.id-

fasern "Nomex" von DuPont) 20

gezogene Polyethylenterephthalat )-Stapelfasern, 6 Denier χ 3,8 cm ("Celanese Type 400"-i¹asern) 80

Das gut vermischte Gemisch wurde dann auf einer "Rando-Webber¹¹-Maschine mit einer Geschwindigkeit von etwa 3,6 m/Sekunde zu einer Bahn verarbeitet. Die Bahn, die locker war und eine Höhe von etwa 6 mm hatte, wurde dann zwischen zwei senkrecht angeordnete Quetschwalzen geleitet, wobei das polymere Bindemittel zugegeben wurde. Das Bindemittel war ein Copolymerisat, das, wie unterstellt wurde, einen großen Anteil eines Acryl- oder Methacrylesters, wie Äthylacrylat, und Acrylsäure zusammen mit einem Vernetzungsmittel, wie Hexamethoxymethylmelamin, enthielt (Bhoplex AC 172 von Rohm and Haas Co.). Dieses Bindemittel wurde in Wasser zu einer Emulsion dispergierto Die untere der beiden Quetschwalzen befand sich in einem Trog, der die Emulsion enthielt, und beförderte die Emulsion zu der Bahn; und ein Teil der Emulsion wurde auf die Oberseite der Quetschwalzen gepumpt. Die imprägnierte Bahn wurde durch einen Ofen geführt, in dem sie bei 120⁰C getrocknet wurde, und dann zwischen Kautschuk- und Stahlwalzen auf 200⁰C erwärmt, wo sie zu einer Dicke von etwa 150 /um verdichtet wurde. Das Gewicht der erhaltenen porösen, dichten, zähfesten Bahn betrug 20 kg je Ries.

Die so gebildete rohe Bahn wurde dann durch Eintauchen mit dem Epoxyharz des Beispiels 2 der US-Patentschrift 3 027 279, d.h. dem Reaktionsprodukt von (a) einem Adipinsäure/Isophthalsäure/Propylenglykol-Trimethylolpropan-Polyester, (b) einem Epichlorhydrin-Bisphenyl A-Epoxyharz und (c) Tris(2,4,6-dimethylaminomethyl)phenol,

109828/027 θ

2500U5

überzogen. Der erhaltene Überzug hatte eine Trockendicke von etwa 0,076 mm (insgesamt auf beiden Seiten). Dieser Überzug wurde getrocknet und für 20 Minuten bei 149°C zur B-Stufe gehärtet. 0,03 g/ cm -"Ireatment" A-Kupferfolie (Circuit Foil Corporation) wurde dann auf jede Seite der Bahn aufgeschichtet, indem das Material durch den Spalt vo--n auf 138⁰C erwärmte Druckwalzen geführt wurde, wobei die eine Walze aus Stahl und die andere Walze aus Kautschuk bestand. Nach der Herstellung des Schichtmaterials wurde der Klebstoff für 15 Minuten bei 205⁰C gehärtet. Die erhaltene flache, auf beiden Seiten mit Metall beschichtete Folie war biegsam und hatte eine Gesamtdicke von 0,25 mm. Das Kupfer war fest an der Unterlage gebunden.

Die erhaltene mit Metall beschichtete dielektrische Folie wurde dann auf ihre Verformung hin getestet, und zwar unter Verwendung einer Folienprobe von 7,62 χ 7»62 cm. Eine Probe wurde in eine lösung von Ammoniumpersulfatätzmittel eingetaucht, um die Kupferschichten von der Probe zu entfernen, und dann für 30 Minuten bei Raumtemperatur getrocknet. Diese geätzte Probe wurde dann zunächst in einem Ofen für 30 Minuten bei 121⁰C erwärmt, um typische Bearbeitungsbedingungen zu schaffen, die bei der Herstellung gedruckter Schaltungen angewendet werden, und anschließend in ein Zinn-Blei-Lötmittelbad, das bei 260⁰C gehalten wurde, für 10 Sekunden eingetaucht. Nach jeder Ätz- und Erwärmungsbehandlung wurden die Dimensionen der Probe gemessen. Nach dem Entfernen durch Ätzen wurde festgestellt, daß sich die getestete Probe in der Länge um 0,1 Prozent ausgedehnt hatte; nach dem Erwärmen auf 121⁰C var die Probe in der Länge um 0,3 Prozent geschrumpft, und nach dem Erwärmen bei 260⁰C war die Probe um 1 Prozent geschrumpft. Eine andere Probe von der mit Metall beschichteten Folie der Erfindung wurde in bezug auf eine Blasenbildung durch das Lötmittel getestet, indem zunächst die Probe unter Einstellung der Feuchtigkeitsbedingungen konditioniert wurde (die Probe wurde für 24 Stunden in einer Kammer gehalten, die auf 21⁰C + 1⁰C erwärmt worden war und eine relative Feuchte von 50 % + 5 % hatte) und dann die konditionierte Probe für 10 Sekunden in ein Zinn-Blei-Lötmittel-

109 828/0276

schmelzbad von 230 oder 260 C getaucht wurde. Irgendeine Blasenbildung, die durch Freiwerden von Feuchtigkeit entstehen könnte, welche sich aufbläht oder zu einem anderweitigen Entschichten des Kupfers führt, wurde nicht festgestellt.

Die oben erwähnten anderen Eigenschaften werden wie folgt gemessen: Die Zugdehnung und Reißfestigkeit von Fasern werden nach Standardmethoden gemessen. Die Feuchtigkeitsabsorption durch Fasern wird durch Wiegen einer Probe, Anordnen der gewogenen Probe in einer Yersuchskammer mit einer relativen Feuchte von 65 % und einer Temperatur von 21⁰C für 1 Tag, und dann erneutes Wiegen der Probe ermittelt.

Beispiele 2 bis 4

Weitere Proben von mit Metall beschichteter dielektrischer Folie wurden hergestellt, indem eine vliesartige faserige Bahn oder eine Unterlage aus Fasern hergestellt wurde, wie sie in den nachfolgenden Tabellen beschrieben ist, und zwar unter Benutzung des in dem Beispiel 1 beschriebenen Bindemittels und Anwendung des dort beschriebenen Verfahrens und unter Aufschichten einer Kupferfolie auf die betreffende Unterlage nach der in dem Beispiel 1 beschriebenen Art und Weise. Die Fasergemische waren folgende:

Beispiel 2 gewichtsteile

PoIy(acrylnitril)fasern, 3 Denier χ 3,8 cm ("Dow-Badische Type 500") 40

Polyethylenterephthalat)fasern, wie in dem Beispiel 1 beschrieben 40

aromatische Polyamidfasern, wie in dem Beispiel 1 beschrieben 20

Beispiel 3 Gewichtsteile

Poly(acrylnitril)fasern, wie in dem Beispiel 2 beschrieben 60

Polyethylenterephthalat)fasern, wie in dem Beispiel 1 beschrieben 40

109828/0276

- 13 Beispiel 4

Poly(äthylenterephthalat)fasern, wie in dem Beispiel 1 "beschrieben

Gewientstelle

80

Die Proben wurden wie in dem Beispiel 1 getestet, und es wurden die folgenden Ergebnisse erhalten:

Dimensionsänderung

Beispiel
Wr.

Nach dem

Ätzen

Nach dem Erwärmen bei 12-rC für 30 Minu ten (Ji) Nach Erwärmen bei
260⁰C für
Sekunden

Blasenbildung

0,1
0,1
0,1

0,2 0,1 0,1 0,3

0,15

0,1

keine keine keine

Pat entansprüche

509828/0276

Claims

Patentansprüche :

π ⁵—

\1 ·/ Zur Herstellung gedruckter Schaltungen geeignete mit Metall beschichtete dielektrische Folie, enthaltend eine elektrisch leitende Metallschicht, die an einer vliesartigen Bahn haftet, welche ein Fasergemisch von diskontinuierlichen Fasern enthält, dadurch gekennzeichnet, daß im wesentlichen alle Fasern einen Erweichungspunkt über 23O⁰C haben, die Fasern mit einer im wesentlichen kontinuierlichen Matrix aus polymerem Bindemittel verdichtet und zusammengehalten werden, die Fasern in einem Anteil von mindestens 10 kg je Ries vorhanden sind und das polymere Bindemittel in einem Anteil von 15 bis 75 Gew.-% der vliesartigen Bahn vorhanden ist, mindestens 5 Gew.-% der Fasern einem Verformen widerstehen, wenn sie für 10 Sekunden einem auf 260⁰C erwärmten Lötmittelschmelzbad ausgesetzt werden, mindestens 30 Gew.-% der Fasern eine Zugdehnung von mindestens 50 % und eine Zerreißfestigkeit von mindestens 3,5 g/Denier zeigen und mindestens 40 Gew.-% der Fasern weniger als 3 % Feuchtigkeit absorbieren, wenn sie für einen Tag einer relativen Feuchte von 65 % bei 21⁰C ausgesetzt werden, und die mit Metall beschichtete dielektrische Folie keine größere Dimensionsänderung als eine solche von 20 /um/cm nach dem Ä'tzentfemen eines Teils der oder der gesamten elektrisch leitenden Schichten zeigt und keine größere Dimensionsänderung als eine solche von 100/um/cm sowie im wesentlichen keine Blasenbildung zeigt, wenn die Folie für 10 Sekunden einem auf 23O°C erwärmten Lötmittelschmelzbad ausgesetzt wird_o

2. Folie nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen 30 und 95 Gew.-% des Fasergemisch^ gezogene Polyesterfasern sind, zwischen 5 und 60 Gew.-% des Fasergemisch^ aromatische Polyamidfasern sind, die einem Verformen widerstehen, wenn sie für 10 Sekunden einem auf 260⁰C erwärmten Lötmittelschmelzbad ausgesetzt werden, und bis herauf zu 70 Gew. -% des Fasergemisch^ Acrylfasera sind, die einem Verformen widerstehen, wenn sie für 10 Se-

5098 28/0276

künden einem auf 26O⁰C erwärmten Lotmittelschmelzbad ausgesetzt werden.

3. EoIie nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß etwa 80 G-ew.-% des Fasergemisch^ gezogene Polyesterfasern sind und etwa 20 Gew.-% des Fasergemisch^ aromatische Polyamidstapelfasern sind.

4. Folie nach Anspruch 1,2 oder 3» dadurch gekennzeichnet, daß das polymere Bindemittel ein Ternetztes Material ist, das einem Verformen widersteht, wenn es in Faserform einem auf 260⁰C erwärmten Lötmittelschmelzbad ausgesetzt wird.

5. Folie nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Bindemittel ein vernetztes Material auf Acrylbasis ist.

6. Folie nach Anspruch 1, 2, 3, 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die leitende Schicht Kupfer enthält.

7. Folie nach Anspruch 1, 2, 3, 4, 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrisch leitende Schicht eine kleinere Fläche hat als die vliesartige Bahn.

8. Folie nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß sie mit elektrischen Bauelementen kombiniert ist, die mit der elektrisch leitenden Schicht elektrisch verbunden sind.

M 3559
Dr.Ve/Di

60.9828/0276

Ad

Leerseite