DE2950589A1 - Verfahren zur haftfesten chemischen metallisierung von hochpolymeren organischen werkstoffen - Google Patents
Verfahren zur haftfesten chemischen metallisierung von hochpolymeren organischen werkstoffenInfo
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Description
- Besch: bung
- Verfahren zur haftfesten chemischen Metallisierung von hochpolymeren organischen Werkstoffen Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur haftfesten chemischen Metallisierung von hochpolymeren organischen Werkstoffen.
- Die technische Entwicklung der Bedarfsgüter hat im Laufe der letzten Jahre dazu geführt, Metallteile durch Kunststoffteile zu ersetzen. Damit gehen Gewichtseinsparungen und größere Korrosionsbeständigkeit einher. Durch Aufbringen metallischer Überzüge auf die Kunststoffteile können vielfältige technische und dekorative Zwecke erfüllt werden.
- Für die Herstellung dieser nun von einem neuen Grundwerkstoff, nämlich einem hochpolymeren organischen Werkstoff, ausgehenden Güter besteht nun die Aufgabe, Verfahren zu entwickeln, einen Metallbelag haftfest auf den Grundwerkstoff aufzubringen.
- Aber auch in weitern Bereichen der Technik, in denen auf Tragermaterlal aus hochpolymeren organischen Werkstoffen metallische Schichten aufzubringen sind, z. B. als elektrische Leiter, ist es erforderlich eine hohe Haftfähigkeit zwischen Metallbelag und Trägermaterial herzustellen.
- Nachdem Klarheit darüber gewonnen war, daß die glatte Oberfläche der Kunststofform bzw. Trägerteile keine geeignete Basis für das haftfeste Aufbringen von Beschichzungen darstellte, realisierte man Lösungen, die eine chemische, chemi sorptive oder mechanische Verankerung der ueberzüge zum Gegenstand hat.
- Die beiden erstgenannten Lösungen zur vorbereitenden Oberflächenbehandlung für die spätere Metallisierung haben die Nachteile, daß die verwendeten chemischen Substanzen nur mit hohem wirtschaftlichem Aufwand umweltneutralisiert werden können. Der Vorgang der chemischen Einwirkung erfordert darüber hinaus erhebliche Zeit, was einem Produktronsfluß hemmend entgegensteht.
- Die dritte der vorgenannten Lösungen, die mechanische Verankerung der metallischen Überzüge, ging von einem Aufrauhen der Oberfläche auf mechanischem Wege aus, wobei vor jedem weiteren Arbeitsgang erst immer auch analog zu den chemischen Verfahren für eine gründliche Entfernung des Aufrauhungsmittels Sorge getragen wurde.
- Da bisher mit den rein mechanischen Verfahren kein letztlich befriedigendes Ergebnis hinsichtlich der Haftfestigkeit zu erzielen war, wurde es auch oft in Kombination mit den chemischen Verfahren, insbesondere als Xorbehandlung hierfür, zur Verwendung gebracht.
- Abweichend von den bisher bekannten Verfahrensweisen zur haftfesten Metallisierung von hochpolymeren organischen Werkstoffen wird eine Lösung der erfindungsgemäßen Aufgabe nun dadurch erreicht, daß deren entsprechende Flächen vor der Metallisierung mit eingelagerten Korundkörnern versehen werden. Dabei können die Korundkörner von außen in die Fläche durch Druck ein- bzw. aufgegeben werden, z. B. mit Hilfe eines Gasdruckstrahls. Hierbei kann ein kontinuierliches Verfahren durch eine relative Bewegung der Werkstoffteile zur Korundteilchenquelle in Anwendung kommen. Es können jedoch auch die Korundkörner als Füllstoff in den hochpolymeren organischen Werkstoffeingebettet werden.
- Zur Verdeutlichung des erfindungsgemäßen Verfahrens sei es im Einzelnen am Beispiel der Herstellung gedruckter elektrischer Schaltungen erläutert. Ausgangsmaterial ist, in diesem Fall in Trägerfunktion, ein Leiterplatten-Basis-Material auf Epoxid/Glas- bzw. Phenol/Papier-Basis.
- Nun kann entweder dies oder aber eine daraufgebrachte in Haftvermittler- oder Kleberfunktion wirkende Schicht'- beide stellen hochpolymere organische Werkstoffe dar - mit eingelagerten Korundkörnern versehen werden. Die Einlagerung und Wirkung des Korunds kann durch entsprechenden Aufbau der Haftvermittlerschicht zusätzlich vorteilhaft beeinflunt werden. Als besonders wirkungsvoil hat sich ein Haftvermittler auf Nitrilkautschuk/Phenolharz-Basis mit Zusätzen von Aminoplastharz und Polyglykol sowie von anorganischem Füllstoff erwiesen - vorzugsweise Al-Silikaten und -Hydroxiden. Dabei konnte dann nachgewiesen werden, daß ein zumindest teilweise irreversibles Verankern des Strahlungsmaterials Korund in der Kunststoffoberfläche metallisieraktive Zentren schafft, die sowohl eine gute Adhäsion von Katalysatorlösungen und in der Folge eine chemisch-reduktive (stromlose) Abscheidung von Kupfer als auch eine gute Kupferhaftfestigkeit gewährleistet.
- Weiterhin zeigte sich nun, daß durchaus nicht jeder Korund bei sonst gleichartigen optimalen Bedingungen zu einer stromlosen Metallisierung führt. Ausgewählte -A12O3-Produkte mit geringer oder keiner Siliziumverunreinigung und unwesentllcher Gitterstörung und Netzebenenaufweitung, z. B. durch Erdalkalititanate, erwiesen sich als vorteilhaft.
- Die Korngröße des Korunds bis zu 120zum hat sich als besonders geeignet erwiesen. Dabei ist es weiterhin vorteilhaft, die Dosierung der Teilchen und ihre kinetische Energie so zu bemessen, daß in der Werkstoffoberfläche eine Unebenheit vonl-7gum mindestens jedoch 3-5 kum erzeugt wird. Die Verformungsunebenheiten der Werkstoffoberfläche, die durch die Einlagerung vori Korund erfolgen, stellen Aufwellungen dar, wie man sie auch an Kraterwänden beobachtet. Die Verformungsunebenheiten erstrecken sich jedoch auch in die Schichttiefe, wobei dies durch das Herausreißen von Oher-fl;ichenteiRchen der Schicht begründet ist. Unterhalb der Werkstoffoberfläche in der Schicht entstehen dabei in beabsichtigter Weise Hinterschneidungsräume, die für eine gute Verankerung des später auf die Haftvermittlerschicht aufgetragenen metallischen Werkstoffes sorgen.
- Nach dem vorstehen dargestellten Verfahren konnte bei haftvermittler-bschichtetem Leiterplatten-Basismaterial auf Epoxid/Glas- und Phenol/Papier-Basis nach einer an sich bekannten Edeimetallkatalysierung in einem ebenfalls an sich hekannten chemisch-reduktiv arbeitenden Kupferabscheidungsbad vollflächige Anverkupferungen von ca.
- 2 jum Dicke erhalten werden, welche nach galvanischer Verstärkung auf 35 ,um Dicke eine Haftfestigkeit von >40, in der Regel 50-7C N/inch lieferten. Damit wird die Haftungshöhe wie bei chemisch gebeiztem Vergleichsmaterial erzielt.
- Die genannte gute Kupferhaftfestigkeit ist auch noch bei dem bei Leiterplatten-Basis-Material geforderten Hitzeschock bei 2600 C bzw. 2350 C, je nach Basismaterial, gewährleistet.
- Außerdem ist durch die Korundeinlagerung in die Oberfläche auch die Gewähr gegeben, daß ein einmal aufgerauhtes Material selbst nach langer, sachgerechter Lagerzeit von z. B. 10 Monaten noch aktivierbar und verkupferbar ist.
Claims (12)
- Patentansprüche 1) Verfahren zur haftfesten chemischen Metallisierung von hochpolymeren organischer Werkstoffen, dadurch gekennzeichnet, daß deren entsprechende Flächen vor der Metallisierung mit eingelagerten Korundkörnern versehen werden.
- 2) Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Korundkörner von @@en in die Flächen der hochpolymeren organischen Werkstoffe durch Druck eingelagert werden.
- 3) Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Korundkörper als Füllstoff in die hochpolymeren organischen Werkstoffe eingebettet werden.
- 4) Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Korund die Korngröße bis 120 µm aufweist.
- 5) Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß durch die Korundteilchen aus der Werkstoff-Fläche eine Unebenheit von 1-7 µm vorzugsweise 3-5 µm erzeugt wird.
- 6) Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Verformungsunebenheit der Werkstoffoberfläche durch die Einlagerung von K rung erfolgt.
- 7) Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Verformungsunebenheit der Werkstoffoberfläche durch das Herausreißen von Oberflächenteilchen erfolgt.
- 8) Verfahren nach Anspruch 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß unterhalb der Oberfläche Hinterschneidungsräume entstehen.
- 9) Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daQ die Korundteilchen mit einem Gasdruckstrahl in die Werkstoff-Fläche eingelagert werden.
- 10) Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Korundteilchen In einem kontinuierlichen Verfahren durch eine relative Bewegung der Werkstoffteile zur Korundteilchenquelle in die Werkstoffoberfläche eingelagert werden.
- 11) Verfahren nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dan der Korund weitestgehend verunreinigungsfrei von Siliziumverbindungen ist.
- 12) 6) Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Korund weitestgehend geringe, durch eingelagerte Erdalkaliverbindungen bedingte, Gitterstörungen im Kristallaufbau aufweist.
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| OP8 | Request for examination as to paragraph 44 patent law | ||
| D2 | Grant after examination | ||
| 8320 | Willingness to grant licences declared (paragraph 23) | ||
| 8339 | Ceased/non-payment of the annual fee |