DE2134668C3

DE2134668C3 - Biegsame, elektrische isolierende, vliesartige Bahn

Info

Publication number: DE2134668C3
Application number: DE2134668A
Authority: DE
Inventors: Gaylord L. St. Paul Minn. Groff
Original assignee: Minnesota Mining and Manufacturing Co
Current assignee: 3M Co
Priority date: 1970-07-08
Filing date: 1971-07-08
Publication date: 1981-04-30
Also published as: DE2134668A1; GB1361242A; DE2134668B2; FR2098242A1; CA970676A; FR2098242B1; JPS5227189B1

Description

Die Erfindung betrifft eine biegsame, elektrische isolierende, vliesartige Bahn, die mit Harz imprägnierte Polyesterfasern enthält und mit Metall beschichtet ist, zur Herstellung von gedruckten Schaltungen.

Aromatische Polyamide mit wiederkehrenden Einheiten der Formel

-NRi-Ar₁-CO-
oder der Formel

-NRiArI-NRiCO-Ar₂-CO-

(worin An und Ar₂ dieselbe oder unterschiedliche Bedeutung haben und zweiwertige aromatische Kerne sind, welche in meta- oder para-Stellung in den wiederkehrenden Einheiten gebunden sind, und worin R₁ Wasserstoff oder eine niedere Alkylgruppe ist) können zu Fasern, Folien oder »Fibriden« verarbeitet werden, wobei sie für ihre Beständigkeit gegenüber hohen Temperaturen bekannt sind; vgl. hierzu die US-PS 30 94 511, 33 00 450, 53 54 127, 32 03 933 und 32 25 011. In der Technik werden solche Fasern, Filme oder »Fibride« aus aromatischen Polyamiden zur Verwendung für elektrische Isolierungen z. B. in gedruckten Schaltungen vorgeschlagen (US-PS 30 94 511 und 33 54 127). »Fibride« werden in diesen US-PS als Teilchen beschrieben, die papierähnliche Strukturen auf einer Papiermaschine zu bilden vermögen. Die »Fibride« besitzen die Fähigkeit, Wasserpapier mit wenigstens minimaler Gautschnaß- und Trockentenazität zu bilden und außerdem beim gleichzeitigen Abscheiden mit Stapelfasern aus einer flüssigen Suspension auf einem Sieb einen erheblichen Gewichtsteil dieser Fasern durch physikalisches Verflechten unter Bildung eines zusammengesetzten Wasserpapiers mit wenigstens minimaler Gautschnaßkapazität zu binden. Im allgemeinen sind in einer Masse von »Fibriden« die einzelnen f-'aserteilchen nicht von gleichmäßiger Form und können diese Teilchen sowohl faserähnliche als auch filmähnliche Strukturen aufweisen. Sie sind außerdem normalerweise zerrissen und haben einen hohen spezifischen Oberflächenbereich und ein hohes Absorptionsvermögen für Wasser.

Die Verwendung poröser, vliesartiger Bahnen aus Polyester-Stapelfasern (z. B. aus Polyäthylenterephthalat) zur Herstellung elektrischer Isolierungen und dgl. ist bekannt, solche vliesartigen Bahnen können mit den für elektrische Isolierlacke verwendeten, in hitzehärtbaren Harzen imprägniert werden (US-PS 33 09 260). Eine elektrische Isolierung gemäß dieser genannten Patentschrift besitzt ausgezeichnete Eigenschaften (z. B. hohe Zerreißfestigkeit), sie besitzt jedoch schlechte Dimensionsstabilität, wenn sie hohen Temperaturen z.B. 5 oberhalb etwa 110°C ausgesetzt wird. Bei der Herstellung von gedruckten Schaltungen wird die papierartige Unterlage für die Schaltung Verarbeitungstemperaturen von etwa 121⁰C oder darüber unterworfen, und sie wird gewöhnlich in ein Bad eines

ίο Lötmaterials getaucht oder auf einem solchen flotiert, welches eine Temperatur von z.B. etwa 205—260⁰C aufweist Dieses Erhitzen zusammen mit anderen Verfahrensstufen wie z. B. Metallplattierung, Ätzen usw. verzieht oder verformt eine Unterlage aus einem Polyester oder einem mit Lacken imprägnierten Polyester bis zu einem Maße, wo sie unzufriedenstellend oder sogar unbrauchbar ist Versuche, das Erhitzen, Plattieren, Ätzen oder ähnliche Verfahrenstufen sorgfältig zu regeln, haben die Dimensionsstabilität nicht in zufriedenstellender Weise erhalten können.

Mit papierartigen Bahnenmaterialien, die aus Fasern oder »Fibriden« aus aromatischen Polyamiden hergestellt sine*, sowie mit Filmen aus aromatischen Polyamiden lassen sich die Probleme hinsichtlich der Dimensionsstabilität, die bei der Herstellung von papierartigen gedruckten Schaltungen auftreten, offenbar lösen. Die Verwendung von aromatischen Polyamidfilmen ist jedoch zur Herstellung von dünnen, folienartigen Unterlagen von gedruckten Schaltungen ungeeignet, da solche Filme nicht ausreichende Zerreißfestigkeit aufweisen und durch eine hohe Empfindlichkeit gegenüber Feuchtigkeit charakterisiert sind. Ein kalandriertes, papierartiges Bahnenmaterial aus Fasern und/oder »Fibriden« aus aromatischen Polyamiden besitzt, ob es mit elektrisch isolierenden, harzartigen Lacken behandelt worden ist oder nicht, gute Zerreißfestigkeit, unterliegt jedoch überraschenderweise bei der Erhitzung und Verarbeitung zu gedruckten Schaltungen einer fast ebenso großen Verformung wie die Polyesterimterlage. Nicht kalandrierte, papierartige Bahnenmaterialien aus Fasern oder »Fibriden« aus aromatischen Polyamiden bilden nach der Beschichtung mit Harzen sehr schlechte gedruckte Schaltungen wegen ihrer ungenügenden Zerreißfestigkeit Die Auswahl einer Faser, die bei Erhitzen eine geeignete Dimensionsstabilität zeigt, ist offenbar nur ein Faktor bei der Herstellung von vliesartigen Bahnen für Unterlagen von gedruckten Schaltungen.

Das Mischen von verschiedenen Fasern zur Herstellung von Vliesstoffen ist bekannt; vgl. hierzu z. B. Spalte 8 der US-PS 27 23 935. Diese Erkenntnisse wurden auch auf das Gebiet der »Fibriden« Stapelfaser-Papiere ausgedehnt; vgl. die oben genannten US-PS 29 99 788 und 29 88 782. Es ist jedoch nicht ohne weiteres anzunehmen, daß das Mischen von verschiedenen Fasern die Dimensionsstabilität einer vliesartigen Bahn, die verschiedenen Erhitzungsstufen und unterschiedlichen Verarbeitungsschritten unterworfen wird, verbessern würde. Die Dimensionsstabilität und die Hitzebe-

bo ständigkeit der aromatischen Polyamide sind nur schwer zu verbessern, insbesondere im Vergleich zu relativ hitzeempfindlichen Fasern wie Polyäthylenterephthalat

Aus der US-PS 29 88 839 ist zwar bekannt, zur

b5 Herstellung von Trägermaterialien für gedruckte Schaltungen Fasergemische zu verwenden. Als Gemische kommen danach Fasern aus Polyestern und, wie dort summarisch angegeben ist. Polyamiden in Betracht.

•j; Ψ.

Auch dieser US-PS ist jedoch kein Hinweis darauf zu entnehmen, wodurch die Dimensionsstabilität von aus fließartigen Bahnen hergestellten biegsamen gedruckten Schaltungen verbessert werden können.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine biegsame, elektrisch isolierende, vliesartige Bahn, die mit Harz imprägnierte Polyesterfasern enthält und mit Metall beschichtet ist und zur Herstellung von gedruckten Schaltungen geeignet ist, vorzuschlagen, die eine große Dimensionsstabilität besitzt, d-k, beständig ist gegen Verformung, Verziehen, Verschlechterung und andere nachteilige Einflüsse, die bei der Herstellung von gedruckten Schaltungen durch Erhitzen und/oder die verschiedenen chemischen und physikalischen Bearbeitungsschritte, die bei der Beschichtung mit einer elektrisch leitfähigen Folie, dem Ätzen der leitfähigen Folie, dem Löten usw. durchgeführt werden müssen, venirsacht werden.

Diese Aufgabe wird durch die im Patentanspruch 1 angegebene Erfindung gelöst Gemäß der Erfindung werden diskontinuierliche, aromatische Polyamidfasern, z. B. des in den US-PS 30 94 511,33 54 127 und 33 00 450 beschriebenen Typs mit mindestens 25Gew.-% (oder mindestens 15 Gew.-% nicht verzogenen) diskontinuierlichen Polyesterfasern, z. B. einem Gemisch von verzogenen und nicht verzogenen Stapelfasern, die aus einem Polymerisat aus einem Alkylenglykol.und einer aromatischen Dicarbonsäure hergestellt worden sind, vermischt; dann wird eine dünne (weniger als etwa 0,5 mm), poröse (d. h. einem Gurley-Wert nach ASTM D 726, Methode A, von weniger als etwa 100 Sekunden pro 100 cm³ Luft für eine 0,125 mm dicke Schicht des Materials besitzende), vliesartige Bahn aus dem Gemisch der diskontinuierlichen Fasern gebildet; diese dünne, poröse, vliesartige Bahn mit einem geeigneten, elektrisch isolierenden, hitzehärtbaren, organischen, polymeren, synthetischen Harz imprägniert; und die imprägnierte, dünne, poröse, vliesartige Bahn gemäß den üblichen Arbeitsweisen zu gedruckten Schaltungen verarbeitet, z. B. mit einem leitfähigen Film beschichtet oder plattiert, dann geätzt, gelötet usw.

Die oben genannte Porosität ist für ein leichtes Imprägnieren wichtig. Um der oben beschriebenen, vliesartigen Bahn die erforderliche Porosität zu verleihen, sollte möglichst vermieden werden, die in den den USA-Patenschriften 29 99 788 und 29 88 782 beschriebenen »Fibriden« mit dem Gemisch der diskontinuierlichen (d. h. Stapel-) Faser zu vermischen, da solche »Fibriden« eine Neigung zur Verminderung der Porosität besitzen und damit das Imprägnieren erschweren. Für eine optimale Porosität (im oben beschriebenen Bereich der Gurley-Werte) wird ein Gemisch aus Stapelfasern bevorzugt, in dem die Fasern eine Garnzahl von etwa 0,5 bis 10 Denier und mindestens 3 mm Länge haben. Die Fasern, besonders die Fasern mit feinen Denierzahlen, sind vorzugsweise einfädig.

Es gibt offenbar keine einfache oder direkte Erklärung für das erfindungsgemäß verbesserte Verhalten der vliesartigen Bahnen, und die Erfindung ist in der so Tat auch an keine solche Erklärimg gebunden. Es dürfte sogar im Gegensatz zu den Lehren und den Erfahrungen der Technik zu stehen, größere Dimensionsstabilität erreichen zu wollen, indem man hitzebeständige, aromatische Polyamidfasern mit hitzeempfindlichen Polyesterfasern vermischt Der Grund für die Verbesserung umfaßt vermutlich Faktoren wie eine Kompensierung der Feuchtigkeitsempfindlichkeit der aromatischen Polyamide und/oder einen Ausgleich der Ausdehnungskoeffizienten der Fasern (und/oder des harzartigen Imprägnierungsmittels und/oder der leitfähigen Beschichtung).

Es wurde z. B. gefunden, daß eine imprägnierte, vliesariige Bahn gemäß der Erfindung in einer Weise hergestellt werden kann, daß sie einen nahezu konstanten, linearen Wärmeausdehnungskoeffizienten innerhalb eines erheblichen Temperaturbereiches (z. B. von Raumtemperatur bis 160° C) hat Weiterhin kann dieser Koeffizient dem linearen Ausdehnungskoeffizienten von leitfähigen Metallen wie Kupfer, Silber, Gold und Aluminium sehr nahekommen, selbst wenn die vliesartige Bahn mindestens 15 Gew.-% einer temperaturempfindlichen (oder in der Hitze erweichenden) Faser enthält

Die in der Literatur angegebenen Werte für den linearen Wärmeausdehnungskoeffizienten von verschiedenen Epoxidharzen, die zum Imprägnieren von Unterlagen für gedruckte Schaltungen verwendet werden, liegen im allgemeinen bei mindestens 65 χ 10-⁶ pro °C. (Sämtliche linearen Wärmeausdehnungskoeffizienten sind in der vorliegenden Beschreibung als Verhältnis cm/cm pro " C angeben). Die in der Literatur angegebenen Wärmeausdehnungskoeffizienten für Polyesterfilme sind niedriger als diese Werte für Epoxidharze und größenordnungsmäßig einigen der höheren Werte für die üblicherweise verwendeten elektrischen Leiter und Halbleiter vergleichbar, wobei die Wärmeausdehnungskoeffizienten für die meisten dieser leitfähigen Stoffe nach der Literatur im Bereich von etwa 5 bis 30 χ 10-⁵ pro ⁰C, in einzelnen Fällen auch bei nur 4 oder bei sogar 33 χ 10~⁶ pro ⁰C liegen. Die Wärmeausdehnungskoeffizienten der meisten Metalle als Feststoffe neigen dazu, innerhalb des gesamten für die Erfindung in Frage kommenden Temperaturbereiches von der Temperatur unabhängig zu sein, wobei sie in den meisten Fällen unterhalb 30 χ 10~⁶ pro °C verbleiben.

Es wurde nun gefunden, daß mit Epoxidharz imprägnierte, vliesartige Bahnen aus Poly-(äthylenterephthalat)-Fasern mehr als einen linearen Ausdehnungskoeffizienten haben können, und zwar abhängig von der Temperatur, bei der der Koeffizient bestimmt wird. Bei Temperaturen unterhalb 100° C liegen diese Werte nahe den oben angegebenen Werten für Polyesterfilme; bei den höheren Temperaturen jedoch, die bei der Herstellung der erfindungsgemäßen Schichtstoffe häufig angewendet, sind diese Werte wesentlich höher und können doppelt oder sogar dreifach so hoch sein, wie nachfolgend im Beispiel 5 (C) gezeigt wird.

Entsprechend den in der Literatur angegebenen Werten haben Fasern und Garne aus aromatischen Polyamiden einen linearen Ausdehnungskoeffizienten innerhalb des oben erörterten Bereiches von 5 bis 30 χ 10"⁶ pro °C. Der lineare Ausdehnungskoeffizient von papierähnlichen Bahnen aus Po!y-(m-phenylenisophthalamid)-Fasern ist jedoch offensichtlich temperaturabhängig, obgleich nicht in demselben Maße wie derjenige der oben beschriebenen Bahnen aus Polyestern.

Dementsprechend waren die niedrigen und relativ konstanten Werte der Wärmeausdehnungskoeffizienten von imprägnierten, vliesartigen Bahnen gemäß der Erfindung an Hand der bisher veröffentlichten Werte der Wärmeausdehnungskoeffizienten der einzelnen Komponenten der Bahnen nicht vorauszusagen, wobei sie einer der Faktoren zu sein scheinen, die bei der

überraschenden Dimensionsstabilität gemäß der Erfindung, d. h. einer nahezu vollkommenen Flachheit und geringen Schrumpfung, eine Rolle spielen. Kurz gesagt, zeigen die Wärmeausdehnungskoeffizienten, daß die Kombination der Komponenten gemäß der Erfindung Eigenschaften besitzt, die diesen Bestandteilen einzeln nicht eigen sind.

Erfindungsgemäß wird ein hohes Maß an Dimensionsstabilität erreicht, indem man eine rohe, vliesartige Bahn durch Vermischen von (1) mindestens 15 Gew.-% diskontinuierlichen, synthetischen Fasern, welche mindestens teilweise bei Temperaturen unterhalb 200⁰C erweichen, wobei sie einen temperaturabhängigen linearen Wärmeausdehnungskoeffizienten aufweisen können, mit (2) 10—75 Gew.-% Fasern, welche gegenüber Temperaturen von mindestens 250⁰C beständig sind und ebenfalls einen linearen Wärmeausdehnungskoeffizienten mit gewisser Tempraturabhängigkeit besitzen können, erzeugt. Die so erhaltene rohe Bahn wird dann mit einem härtbaren Harz imprägniert, welches zu einem feuchtigkeitsunempfindlichen, elektrisch isolierenden Material härtet Diese Kombination von Materialien ergibt eine Unterlage mit praktisch konstantem linearem Wärmeausdehnungskoeffizienten von vorzugsweise unter 30 χ 10~⁶ pro ⁰C, zumindestens innerhalb eines Temperaturbereiches von Normaltemperatur (20—25°C) bis zu 120⁰C und vorzugsweise 160° C. Die imprägnierte Bahn wird mit einem elektrisch leitenden Material (d. h. einem Leiter oder Halbleiter) beschichtet, das normalerweise einen linearen Wärmeausdehnungskoeffizienten von weniger als 30 χ 10-⁶ pro ⁰C, vorzugsweise weniger als 25 χ 10-⁶ pro "C besitzt, z.B. Nickel, Kupfer. Aluminium oder einem Edelmetall wie Silber oder Gold. Soweit es die Praxis der Erfindung betrifft, haben diese Metalle einen praktisch konstanten, d. h. temperaturunabhängigen Wärmeausdehnungskoeffizienten.

Die Bezeichnung »feuchtigkeitsunempfindlich« bedeutet in der vorliegenden Beschreibung eine Feuchtigkeitsabsorption, die geringer als diejenige des rohen Fasergemisches gemäß der Erfindung ist, d. h. geringer als 6 Gew.-% und vorzugsweise geringer als 5 Gew.-% nach 3 Tagen bei 95% relativer Feuchtigkeit

Die Bezeichnung »beständig gegenüber Temperaturen von mindestens 250° C« bedeutet in der vorliegenden Beschreibung mit Bezug auf Fasern im weitesten Sinne, daß die Faser Temperaturen bis zu 250°C (z. B. beim Flotieren auf einem heißen Bad eines Lötmaterials) 10 Sekunden lang oder länger ausgesetzt werden kann, ohne oder bei nur geringer Schrumpfung durch Schmelzen, ohne Nachlassen der Dehnbarkeit, ohne Desorientierung der Molekularstruktur oder ähnliche chemische oder physikalische Veränderungen. Fasern, die diesen Anforderungen entsprechen, sind z. B. die oben beschriebenen aromatischen Polyamide sowie hochschmelzende und/oder abbaubeständige Cellulosefaser^ vorzugsweise regenerierte Cellulosefasern wie Rayon. Unter Anwendung der bekannten Spinnverfahren können Fasern aus hitzebeständigen, dimensionsstabilen Polyimiden z. B. Polymerisaten aus aromatischen Diaminen wie 4,4'-Diaminodiphenyläther und aromatischen Dianhydriden wie Pyromellitsäureanhydrid, hergestellt werden. Die erhaltenen Fasern sind beständig gegenüber Temperaturen bis zu 250⁰C und besitzen eine niedrige Wärmeausdehnung. Die erfindungsgemäß bevorzugten hitzebeständigen Fasern haben, wenn sie bei Raumtemperatur nach 24 Stunden langer Einwirkung von trockener Luft von 260⁰C geprüft werden, mindestens noch 60% ihrer Bruchfestigkeit vor dem Versuch. Ferner haben diese Fasern vorzugsweise einen linearen Ausdehnungskoeffizienten von weniger als etwa 30 χ 10~⁶ pro °C bei Temperaturen unterhalb 120°C

Die rohen (d. h. nicht imprägnierten) Bahnen gemäß der Erfindung können nach einer Reihe von bekannten Verfahrensstufen hergestellt werden.
Zunächst wird das gewünschte Gemisch der diskontinuierlichen Fasern aus aromatischen Polyamiden und Polyestern zu einer vliesartigen Bahn verarbeitet, und zwar vorzugsweise durch Verlegen in Luft, z. B. Rando-Webbing oder Garnetting. Dann wird die flockige, in Luft verlegte, vliesartige Bahn vernadelt oder in anderer Weise behandelt, um die Dichte zu erhöhen und/oder Festigkeit und Gleichmäßigkeit zu erzielen. Dritten .wird die vliesartige, vernadelte Bahn vorzugsweise heiß gepreßt und/oder kalandriert, um die Festigkeit durch autogenes Binden der Bahn weiter zu erhöhen und sowohl die Dichte als auch die Festigkeit zu verbessern. Die Länge der Stapelfasern sollte so gewählt sein, daß gute Zerreißfestigkeit erzielt wird und sich die Bahn auf leichte Weise erzeugen läßt. Rando-Webbing, Garnetting oder äquivalente Bahnenbildung in Luft sind für Stapelfasern mit einer Länge von mehr als etwa 03 cm und vorzugsweise mehr als etwa 1,5 cm geeignet. Fasern mit einer Länge von mehr als etwa 8 oder 10 cm sind selbst zur Verarbeitung auf einer Garnett-Maschine ungeeignet

Unabhängig von der zur Bildung der Bahn angewendeten Technik sollten die diskontinuierlichen Fasern aus aromatischen Polyamiden und Polyestern gemäß der Erfindung einfädige Stapelfasern mit Fadendurchmessern von mehr als 5, aber weniger als 35 Mikron oder etwa 0,5 bis 10 Denier sein. Die aromatische Polyamid-Stapelfaser enthält ein Polyamid, welches vorzugsweise eines der in den USA-Patentschriften 30 94 511, 33 00 450 oder 33 54 127 beschriebenen Polymerissate ist, d. h.

(-NR₁-Ar₁-NR₁-CO-Ar₂-CO-^

Unter diesen Polymerisaten werden diejenigen bevorzugt, in denen Ri Wasserstoff und Ar ein m- oder p-Phcnylcnrest ist, z.B. Poly(m-pheny!en-[dianiin]-isophthalamid). Diese bevorzugten Polymerisate behalten ihre physikalischen Eigenschaften bei Temperaturen bis oberhalb 300⁰C praktisch bei. Sie schmelzen nicht, sondern zersetzen sich rasch oberhalb 370⁰C Der Index der Polymerisation (n) sollte hoch genug sein, um die in

so versponnenen Fäden üblichen hohen Molekulargewichte zu liefern. Andere aromatische Polyamide, z.B. diejenigen der Formel

(-NRi-Ar₁-CO-),,

sind für ihre guten Wärmeeigenschaften ebenfalls in der Technik bekannt; vgL die oben zitierten USA-Patentschriften 32 03 933und32 25 011.

Die bevorzugten Polyesterfasern enthalten Polyester • der Formel

(-O-A-O-CO-Ar-CO-),*

worin A ein zweiwertiger, geradkettiger oder cyclischer aliphatischer Rest, Ar ein zweiwertiger aromatischer Rest, z. B. m- und/oder p-Phenylen, und η der Index der Polymerisation sind. Diese Polyester werden in bekannter Weise aus difunktionellen Alkoholen, z.B. ÄthylenglykoL Propylenglykol und 1,4-CydohexandimethanoL und die difunktionellen

Carbonsäuren (oder Estern davon), z. B. Terephthalsäure, Isophthalsäure und Gemischen davon, hergestellt Aus diesen Polyestern hergestellte Fäden und Fasern sind im Handel erhältlich, wie z. B. solche aus verstrecktem Poly-(äthylenterephthalat). Die Polyesterfaser braucht nicht verzogen zu sein (d. h. verstreckt oder orientiert und von kristalliner Struktur), sie kann auch nicht verzogen sein (d. h. nicht orientiert und im wesentlichen amorph); in der Tat sollte mindestens ein Teil der Polyester-Stapelfaser nicht verzogen sein.

Die rohen, vliesartigen Bahnen gemäß der Erfindung können beispielsweise das folgende Fasergemisch enthalten:

Stapelfaser

Gew.-%

Verzogener Polyester
(wie oben beschrieben)
Nicht verzogener Polyester
(wie oben beschrieben)
Aromatisches Polyamid
(wie oben beschrieben)

0-60
15-60
10-75

Ein wesentliches Merkmal dieses Fasergemisches besteht darin, daß es mindestens 15 Gew.-% der nichtverzogenen Fasern enthält, welche bei Temperaturen unterhalb 100⁰C, z.B. bei 75°C, zu erweichen beginnen. Der Restanteil der Fasern (sowohl der verzogenen Polyester als auch das aromatische Polyamid) beginnen bei solch niedrigen Temperaturen nicht einmal zu erweichen. Der verzogene Polyester beginnt bei Temperaturen oberhalb 20Q⁰C, z.B. bei 150⁰C zu erweichen, und das aromatische Polyamid ist beständig bei Temperaturen bis oberhalb 25O⁰C und sogar über 300 oder 350⁰C.

Der Mengenanteil der verzogenen Polyesterfaser kann und sollte unter 10 Gew.-% (sogar bis zu 0 Gew.-%) liegen, wenn sich der Mengenanteil der aromatischen Polyamidfaser 75 Gew.-% nähert, z. B. bei 65 Gew.-% oder höher liegt. Wenn sich jedoch der Mengenanteil dieses hitzebeständigen Polyamids der unteren Grenze von 10 Gew.-% nähert, sollte mindestens ein Teil der verzogenen Polyesterfasern vorhanden sein, um einen höheren Anteil an Fasern zu erzielen, die einem Erweichen innerhalb des Bereiches von 150—250⁰C widerstehen. Wenn beispielsweise der Mengenanteil der aromatischen Polyamidfaser unterhalb 25 Gew.-°/o liegt, sollte der Anteil der verzogenen Polyesterfaser mindestens 25 Gew.-% betragen. Das optimale Fasergemisch ist daher:

Stapelfaser Gew.-%

Gesamtanteil an verzogener 35—75

und nicht verzogener Polyesterfaser
(für die gesamte Polyesterkomponente:
verzogen zu nicht verzogen

< 30/70 bei 35 Gew.-°/o;
verzogen zu nicht verzogen

>30/70, aber <2 :1 bei 75 Gew.-%)
Aromatisches Polyamid 65—25

Es ist darauf hinzuweisen, daß sowohl ein Oberschuß an aromatischem Polyamid (mehr als 75 Gew.-°/o) als auch ein Überschuß an Polyester (verzogene + nicht verzogene Fasern — mehr als 90%) vliesartige Unterlagen mit schlechter Dimensionsstabilität ergibt, und eine erhebliche Verformung der mit dem Metall beschichteten Unterlage ist während der Verarbeitung zu gedruckten Schaltungen zu erwarten.

Die Feuchtigkeilsempfindlichkeit und Biegsamkeit der rohen Bahnen sind ebenfalls ein wesentlicher Faktor gemäß der Erfindung. Die Wasserabsorption einer rohen Bahn, die weniger als 75 Gew.-% aromatische Polyamidfasern (bestimmt für eine knochenlrockene Probe, die 3 Tage lang in 95% rel. Feuchtigkeit konditioniert worden ist) enthält, beträgt weniger als 6% und kann durch Erhöhung des Anteils an Polyesterfasern leicht auf unier 5% gesenkt werden. Die Feuchtigkeitsabsorption kann, weiterhin durch die Wahl eines gegen Feuchtigkeit unempfindlichen, hitzehärtbaren Harzes vermindert werden, wobei man z. B. eines der in der USA-Patentschrift 30 27 279 vom 27. März 1962 beschriebenen Harze verwenden kann. Die Feuchtigkeitsempfindlichkeit von Bahnen, die mehr als 75Gew.-% aromatische Polyamidfasern enthalten, kann jedoch nicht durch Beschichten oder Imprägnieren mit Harzen ausgeschaltet werden. Wenn solche Bahnen mit hohem Polyamidgehalt, die mit Harz beschichtet oder imprägniert sind, mit Metall überzogen und den Bedingungen des Lötbades unterworfen werden, tritt schwerwiegende Blasenbildung des Metallüberzuges ein. Diese Blasenbildung läßt sich jedoch bei den Fasergemischen der Erfindung, insbesondere denjenigen mit niedrigem Gehalt an aromatischen Fasern, praktisch vollständig ausschalten. Es ist jedoch nicht erforderlich, einen minimalen Gehalt an aromatischen Polyamidfasern zu verwenden, um die Blasenbildung im Lötbad zu vermeiden. Bei einer Bahn mit etwa 50% Poly-(m-phenylenisophthalamid)- und 50% Poly-(äthylenterephthalat)-Stapelfasern, die mit einem Polymerisat gemäß der USA-Patentschrift 30 27 279 imprägniert ist, tritt keine sichtbare Blasenbildung ein, obgleich diese imprägnierte Bahn eine Feuchtigkeitsabsorption von etwa 2% (die rohe Bahn von 3%) hat.

Die rohe (unimprägnierte) Bahn muß porös sein, um die Imprägnierung zu gestatten. Der Gurley-Wert (ASTM D 726, Methode A) der rohen Bahnen beträgt vorzugsweise weniger als 100 Sekunden pro 100 cm' Luft, wenn er für eine einzelne, 0,125 mm dicke Schicht des vliesartigen Materials ermittelt wird. Die rohe Bahn darf jedoch nicht so offen oder locker verlegt sein, daß sie überhaupt keinen Gurley-Wert aufweist. Wenn man

so das erfindungsgemäße, vliesartige Material zehnfach übcreinanderlegt und 300 cm³ Luft anstelle der 100 cm³ Luft durch die erhaltene 1.25 mm dicke Lage gepreßt werden, erhält man einen Gurley-Wert von mindestens 0,5 Sekunden und im allgemeinen mindestens 1 oder 2 Sekunden. In der industriellen Praxis hat die rohe Bahn eine Dicke von weniger als etwa 0,5 mm und vorzugsweise weniger als etwa 0,4 mm. Das Gewicht der rohen Bahn kann im Bereich von etwa 75 bis 135 g/m², vorzugsweise etwa 23—30 kg pro 260 m², liegen. Bahnen mit größerer Dicke können nach der Metallbeschichtung der Unterlage in unangemessener Weise an Biegsamkeit verlieren. Für eine rasche, wirksame und kontinuierliche Herstellung von gedruckten Schaltungen ist es wesentlich, daß die metallbeschichtete Unterlage (d.h. die metallbeschichtete, imprägnierte Bahn) biegsam genug ist um sich um Walzen herum führen zu lassen und dgl. Eine Unterlagebahn oder ein Film, der steifer als ein biaxial

orientierter Poly-(äthylenterephthalat)-Film von 0,25 mm ist, wäre für die kontinuierliche, industrielle Herstellung von gedruckten Schaltungen nicht ausreichend biegsam. Die Biegsamkeit eines 0,13 mm dicken biaxial orientierten Polyäthylen-(Terephthalat)-Films (der auf dem »Gurley-Stiffness-Tesler« von W. und L. E. G u r I e y Company of Troy, New York 700 mg mißt) wird als ungefährer Standard für biegsame Unterlagen, wie sie zur Zeit in der Industrie verwendet werden, angesehen. Die erfindungsgemäßen Bahnen für gedruckte Schaltungen sind mindestens so biegsam wie ein 0,25 mm dicker biaxial orientierter Polyäthylen-(Terephthalat)-Film, und können biegsamer als ein 0,13 mm dicker biaxial orientierter Polyäthylen-(Terephthalat)-Film sein, wobei die Biegsamkeit auch von der Biegsamkeit des Harz-Imprägniermittels usw. abhängt. Bei einigen gedruckten Schaltungen kann die Unterlage so biegsam sein, wie es gewünscht wird; bei anderen Anwendungen ist eine minimale Steifheit, z. B. ein »Gurley-Stiffness«-Wert von mehr als 100 mg erforderlich. Eine typische Unterlage für gedruckte Schaltungen hat gemäß der Erfindung einen »Gurley-Stiffness«- Wert von etwa 500 mg.

Die Klasse der hitzehärtbaren Harze, die zur Imprägnierung der erfindungsgemäßen rohen Bahnen verwendet wird, ist diejenige, welche unter Bildung von Schichten mit guten elektrischen Isolierungseigenschaften, geringer Feuchtigkeitsempfindlichkeit und guten Wärme- und mechanischen Eigenschaften einschließlich guter Biegsamkeit gehärtet werden kann, ohne in unangemessener Weise zu schrumpfen. Vor dem Härten sollte die Harzmasse fließfähig genug sein, um eine poröse Bahn zu imprägnieren. Harze, die mittels eines Kondensationsvorganges unter Abspaltung von Wasser härten (z. B. Harnstoff-Aldehyd-Harze, MeI-amin-Aldehyd-Harze und Phenol-Aldehyd-Harze) werden weniger bevorzugt, da die in der Bahn absorbierte Feuchtigkeit im Lötbad Blasenbildung verursachen kann. Hitzehärtbare Polyurethane und Silicone können ebenso wie hitzehärtbare (ungesättigte) Polyester, Acrylharze usw. verwendet werden. Ein Problem im Zusammenhang mit den härtbaren Polyestern besteht darin, daß während der Härtung Schrumpfung eintreten kann und in Betracht gezogen werden muß. Härtbare Epoxidsysteme, z. B. die üblichen Massen aus mehrwertigen Phenolen und Polyglycidyläthem, sind geeignete, isolierende Imprägniermittel. Eine besonders geeignete, isolierende Epoxidmasse enthält ein Gemisch aus (1) einem verzweigtkettigen, saure Endgruppen aufweisenden Polyester einer Dicarbonsäure mit einem zweiwertigen Alkohol und einer polyfunktionellen Verbindung, die ein mehrwertiger Aikohoi mit mindestens drei nichttertiären Hydroxylgruppen oder eine mehrbasische Säure mit mindestens drei Carboxylgruppen, sein kann, wobei nicht mehr als die Hälfte aller dieser Säuren und Alkohole aromatische Ringe enthält, und wobei der Polyester im Durchschnitt 2,1 bis 3,0 Carboxylgruppen pro Molekül enthält, eine Säurezahl von 15—125 und eine Hydroxylzahl von weniger als 10 hat und frei von äthylenisch ungesättigten Bindungen in seiner Hauptkette ist, und (2) einer Epoxidverbindung, die im Durchschnitt mindestens 13 Gruppen enthält, welche sich mit den Carboxylgruppen leicht umsetzen, wobei mindestens eine dieser Gruppen die Oxirangruppe ist, wobei diese Gruppen durch eine Kette von mindestens zwei Kohlenstoffatomen voneinander getrennt sind, und wobei die Kette frei von äthylenisch ungesättigten Bindungen ist VgL USA-Patentschrift 30 27 279. Eine Epoxid-Polyester-Masse dieses Typs kann z. B. ein Gemisch aus (1) einem Polyester, der sich von Adipinsäure, Isophthalsäure, Propylenglykol und Trimethylolpropan ableitet, und (2) einem flüssigen Epoxyharz, wie z. B. dem Polyglycidyläther von Bisphenol A oder Resorcinol, dem Kondensationsprodukt von l,l,2,2-Tetrakis-(4-hydroxyphenyl)-äthan und Epichlorhydrin, Limonendioxid, Cyclopentadiendioxid, Vinylcyclohexendioxid und/oder 3,4-Epoxy-6-methylcy-ο clohexylmethyl-S^-epoxy-ö-methylcyclohexancarboxylat, enthalten.

Das Gewichtsverhältnis der Bahn zum Imprägniermittel in den erfindungsgemäßen Unterlagen liegt im Bereich von 1 :1 bis 1 : 4 und beträgt vorzugsweise etwa 2:3.

Die imprägnierten Unterlagen gemäß der Erfindung können auf übliche Weise auf einer oder beiden Oberflächen mit einer leitfähigen Schicht versehen werden, z. B. mit Hilfe eines geeigneten Klebstoffes oder durch stromlose Plattierung, durch welche eine ausreichende Metallabscheidung erzielt wird, um eine Elektroplattierung zu ermöglichen. Geeignete leitende Schichten sind z. B. Folien aus Kupfer, Aluminium, Nickel, Silber, Gold oder geeigneten Übergangsmetal-

len. Die Dicke der Metallfolie liegt gewöhnlich in der Größenordnung von etwa 0,02 bis 0,05 mm. Der erhaltene Schichtstoff aus der imprägnierten, vliesartigen Bahn und der Metallfolie ist besonders geeignet zur Herstellung gedruckter Schaltungen, obgleich er auch selbst als Kondensator oder als Material für Schutzoder Hitzereflexionsauskleidungen verwendet werden kann. Nach dem Metallauftrag kann ein Leitungsmuster auf der vliesartigen Unterlage geschaffen werden, indem man auf übliche Weise Teile der Metallfolie selektiv wegätzt. Die geätzten Schichtstoffe können dann mehrere Sekunden lang auf einem üblichen Bad eines Lötmaterials schwimmen gelassen oder in ein solches getaucht werden, wobei die Temperatur des Bades mindestens 230° C beträgt und sogar bei 340⁰C liegen kann. Diese Behandlung in einem Bad eines Lötmaterials wird gewöhnlich durchgeführt, um zuvor befestigte elektrische oder elektronische Stroniverbindungen und/oder Teile wie Widerstände, Transistoren, Halbleiterdioden, Kondensatoren usw. anzulöten. Eine solche gedruckte Schaltung ist in der Zeichnung dargestellt, die nachfolgend beschrieben wird.

Sowohl bei einseitig mit Metall versehenen Schichtstoffen (Folie/vliesartige Bahn) als auch bei beidseitig mit Metall versehenen Schichtstoffen (Folie/vliesartige Bahn/Folie) ist es sehr erwünscht, daß die vliesartige Unterlage mindestens semi-transparent ist, um die Prüfung des richtigen Haftens der Beschichtung und/oder der genauen Anordnung der oben und unten aufgebrachten Beschichtung zu erleichtern. Es ist ein Merkmal der Erfindung, daß die vliesartigen Bahnen von sich aus transparent oder semi-transparent sind.

Es ist klar, daß bei der Herstellung von gedruckten Schaltungen große Anforderungen an die Dimensionsstabilität der Unterlage und an die Haftfähigkeit des

bO Metallüberzuges an der Unterlage gestellt werden. Für die vorliegende Beschreibung wurde die folgende Meßtechnik erstellt, um die Verformung verschiedener Unterlagen gemäß der Erfindung und gemäß dem Stand der Technik zu vergleichen:

(1) Ein imprägnierter, beidseitig beschichteter Schichtstoff wird auf standardisierte Weise hergestellt, wobei der Oberzug aus 0,035 mm Kupfer bestand;

(2) der Schichtstoff gemäß Stufe (1) wird zu einer Probe mit den Abmessungen 7,62 χ 7,62 cm zugeschnitten;

(3) eine Seite des Schichtstoffes wird mit einem Maskierungsband geschützt, und von der anderen Seite wird der gesamte Kupferüberzug (mit Ammoniumpersulfat-Ätzlösung) abgeätzt, um die maximale Verformung festzustellen. Der geätzte Schichtstoff wird bei Raumtemperatur 30 Minuten lang trocknen gelassen; dann wird die erste Messung der Verformung durchgeführt;

(4) der Schichtstoff gemäß Stufe (3) wird 30 Minuten lang auf 121°C erhitzt, um typische Verfahrensschritte, die bei der Herstellung von gedruckten Schaltungen durchgeführt werden, zu simulieren; die 7weite Messung der Verformung wird dann vorgenommen;

(5) der Schichtstoff von Stufe (4) wird 10 Sekunden lang in ein bei 232⁰C gehaltenes Zinn-Blei-Lötbad eingetaucht Eine dritte Messung der Verformung wird dann vorgenommen.

Die Messungen der Verformung werden durchge führt, indem die geätzte und/oder erhitzte Probe von 7,62 χ 7,62 cm. die mehr oder weniger verzogen oder gekrümmt sein dürfte, so auf eine flache Oberfläche gelegt wird, daß die konkav gebogene Oberfläche der Probe einen Bogen über der flachen Oberfläche bildet. Der Abstand von der flachen Oberfläche bis zur Spitze des Bogens ist die »Verformung«. Eine Verformung von weniger als etwa 3,2 mm wird als sehr gut angesehen.

Die Blasenbildung im Lötbad wird geprüft, indem man den Schichtstoff von Stufe (3) bei geregelten Feuchtigkeitsbedingungen konditioniert und ihn dann Stufe (5) unterwirft. Jede auftretende Blasenbildung, die durch das Entweichen von Feuchtigkeit verursacht wird, bläht das Kupfer oder trennt es auf andere Weise ab.

Ein weiteres, wünschenswertes Merkmal der erfindungsgemäßen, mit Metall beschichteten Schichtstoffe ist neben der geringen Verformung und Blasenbildung ihre geringe Schrumpfung. Diese geringe Schrumpfung ist ein weiterer Beweis für ihre gute DimensiGnsstabiütät Eine weitere gewünschte Eigenschaft der erfindungsgemäßen Unterlagen ist ihre gute Zerreißfestigkeit

Die Erfindung wird weiterhin durch die folgenden Ausführungsbeispiele erläutert jedoch nicht eingeschränkt

Beispiel 1 A. Herstellung einer rohen, vliesartigen Bahn

Das folgende Fasergemisch wurde abgewogen, dann gelockert und in einem Fasermischer miteinander vermischt:

Gew.-Teile

Poly-(m-phenylenisophthalamid)-Stapelfasern (erhältlich von der duPont Co., aromatisches Polyamid,

2 Denier χ 3,81 cm) 50

Unverzogene Poly-(äthylenterephthalat)-Fasern (3 Denier χ 3,81 cm) 50

Nach gründlichem Vermischen wurde das Gemisch auf einer Rando-Webber-Maschine mit einer Geschwindigkeit von etwa 1,52 m/sec zu einer Bahn verarbeitet Nachdem die Bahn gebildet worden war, wurde sie durch eine Vernadelungsmaschine geführt, wo die lockere Bahn zu größerer Festigkeit und Gleichmäßigkeit vernadelt wurde. Danach wurde die Bahn während desselben Arbeitsganges durch stählerne Haltewalzen, die auf 190° C erhitzt worden waren, geführt. Danach wurde die Bahn verdichtet, und ihre Dicke betrug an dieser Stelle etwa 0,31 mm. Die Bahn wurde dann durch zweimaliges Kalandrieren über ölgeheizten Walzen von 246° C und bei einem Spaltdruck von 2275 kg weiter verdichtet. Danach betrug die Dicke der Bahn 0,20 mm, ihr Gewicht 102 g/m². Die Bahn war porös, dicht und zäh.

B. Herstellung einer Unterlage

für gedruckte Schaltungen aus der rohen Bahn

Die in Teil A dieses Beispiels hergestellte, rohe Bahn wurde durch Tauchen mit dem Epoxid-Polyester-Harz von Beispiel 2 der USA.-Patentschrift 30 27 279, d. h.

dem Reaktionsprodukt zwischen Adipinsäure/Isophthalsäure/Propylenglykol/Trimethylolpropan-Poly- ester, einem Epichlorhydrin-Bisphenol A-Epoxyharz und Tris-(2,4,6-Dimethylaminomethyl)-phenol, beschichtet. Der Harzüberzug wurde 30 Minuten lang bei 205° C gehärtet. Die erhaltene, imprägnierte Bahn hatte eine Dicke von 0,25 mm, gute Zerreißfestigkeit und ein Gew.-Verhältnis Harz : Faser (d. h. Harz : rohe Bahn) von 80 :20.

C. Auftragen der Kupferschicht

Eine Klebstoffschicht (dieselbe Harzmasse wie in Beispiel 1 -B) mit einer trockenen Schichtdicke von etwa 0,025 mm wurde auf beiden Seiten über dem ersten, gehärteten Überzug aufgetragen. Diese wurde 20 Minuten lang bei 149°C getrocknet, und zur B-Stufe gehärtet. 0,03 g/cm² Kupferfolie (Circuit-Foil-Corporation) wurde dann auf beide Seiten aufgeschichtet, indem das Material durch den Spalt von auf 138° C erhitzten Druckwalzen geführt wurde, wobei die eine Walze aus Stahl, die andere aus Gummi bestand. Nach der Herstellung des Schichtstoffes wurde der Klebstoff 15 Minuten lang bei 205° C gehärtet Der erhaltene, flache, auf beiden Seiten mit Metall versehene Schichtstoff war biegsam und hatte eine Gesamtdicke von 0.392 mm. Das Kupfer war fest an der Unterlage gebunden

D. Wärmeausdehnungskoeffizient

Nach dem Verfahren von Teil A-C dieses Beispiels wurde eine zweite, mit Kupfer beschichtete Probe hergestellt Der Kupferüberzug wurde vollständig

so weggeätzt um eine vliesartige, imprägnierte Bahn zu erhalten, wobei die Gesamtdicke des Dielektrikums 0,30 mm betrug. Der lineare Wärmeausdehnungskoeffizient wurde innerhalb des Temperaturbereiches von 30—160°C gemessen und ergab sich zu 17 χ 10 ~^b pro

sϊ ⁰C. 0,03 g/cm² Kupferfolie (Circuit-Foil-Corpu) mit einer Dicke von 0,035 mm hatte einen linearen Wärmeausdehnungskoeffizienten von 18 χ 10~⁶pro "Cindiesem Temperaturbereich; dieser Wert stimmt mit dem in der Literatur angegebenen Wert von 17 χ 10~⁶/°C gut überein.

Beispiele 2—4

b5 Das Verfahren von Beispiel 1-A wurde angewendet um Bahnen mit unterschiedlichem Fasergehali herzustellen, mit den folgenden Abwandlungen: Eine Garnett-Maschine wurde sowohl zum Vermischen der

Fasern als auch zur Bildung der lockeren Bahnen verwendet Zum Verdichten wurde anstelle der Haltewalzen eine Plat .anpresse unter den folgenden Bedingungen verwendet:

Beispiel

Dicke

Gew.-Verhältnis
Harz: rohe Bahn

Beispiele

Bedingungen auf der Plattenpresse

0,173 mm
0,193 mm
0,226 mm

54 -.46
57:43
70:30

2 und 3 163⁰C, 35 kg/cm², 15 Minuten

4 232⁰C, 35 kg/cm², 15 Minuten

Folgende Fasergemische wurden verwendet: Beispiel Stapelfaser Gew.-°/o

2 wie in dem Beispiel 1-A 10 nicht verzogener Polyester 40 (vgl. Beispiel 1-A)

verzogenes Poly-(äthylentere- 50

phthalat) (3 Denier, 3,81 cm)

3 wie in dem Beispiel 1-A 25 nicht verzogener Polyester 50 (vgl. Beispiel 1-A)

verzogener Polyester 25

(vgl. Beispiel 2)

4 wie in dem Beispiel 1-A 75 nicht verzogener Polyester 25 (vgl. Beispiel 1-A)

Die bei den Beispielen 2, 3 bzw. 4 erhaltenen rohen Bahnen besaßen eine Dicke von 0,114 bzw. 0,147 bzw. 0,152 mm.

Gemäß Beispiel 1, Teile B und C wurden Unterlagen für gedruckte Schaltungen hergestellt, mit der Abwandlung, daß eine Plattenpresse zum Aufbringen der Kupferschichten verwendet wurde, wobei die Bedingungen 205⁰C, 8,75 kg/cm² und 30 Minuten waren. Folgende Dicken und Gew.-Verhältnisse Harz : rohe Bahn wurde für die imprägnierten Bahnen erhalten:

10

15

20 Beispiel 5
A. Verformungsversuche

Der oben beschriebene Verformungsversuch wurde mit Proben durchgeführt, die aus den Schichtstoffen der Beispiele 1—4 zugeschnitten worden waren und Abmessungen von 7,62 χ 7,62 cm besaßen. Um einen Vergleich mit dem Verhalten der erfindungsgemäßen Isolationsmaterialien zu ermöglichen, wurden nach dem Verfahren von ' Beispiel 1 beidseitig mit Metall versehene Schichtstoffe .aus den folgenden Unterlagen hergestellt:

Unterlage (I) bestand nur aus Polyesterfasern, d. h. verzogenen und nichtverzogenen Polyethylenterephthalat)-Fasern im Verhältnis 50/50,

Dicke der ro'-εη Bahn 0,127 mm

Dicke der imprägnierten Bahn 0,191 mm
Gew.-Verhältnis Harz/rohe Bahn

der imprägnierten Bahn 57 :43

Unterlage (II) bestand nur aus Stapelfasern wie in dem Beispiel 1-A, d. h. war eine poröse, vliesartige Bahn aus 100% Stapelfasern, gebunden mit 10 Gew.-% hitzehärtendem, acrylischem Bindemittel,

25

35

Dicke der rohen Bahn 0,076 mm

Dicke der imprägnierten Bahn 0,178 mm
Verhältnis Harz : rohe Bahn der

imprägnierten Bahn 78 :22

40 Die Unterlagen (I) und (II) wurden auf beiden Seiten mit je 0,035-mm-Kupferfolien beschichtet

Die Ergebnisse der Verformungsversuche sind in der folgenden Tabelle I angegeben:

Tabelle I

Verformung der auf beiden Seiten mit Metall beschichteten Bahnen

Schichtstoff	Stapelfaser wie	Verformung,	Abstand von	121°C	der flachen
	in dem Beispiel	Oberfläche bis zur Spitze	30 min	des Bogens (mm)
	1-A		22
	Gew.-% im	nach dem		232° C
	Fasergemisch	Ätzen	21	Lötbad
Unterlage (I), beidseitig	0	16	3,3	25,4
beschichtet*)			0,0
Beispiel 2*)	10	11	8,1	18
Beispiel 3*)	25	3,3	8,1	3,3
Beispiel 1*)	50	2,3		0,8
Beispiel 4·*)	75	8,4	4,8
Unterlage (II), beidseitig	100	9,7	19
beschichtet**)

·) Verformung als Bogenbildung gegenüber der Unterlage.
·*) Verformung als Bogenbildung gegenüber dem nichtgeätzten Kupferüberzug.

B. Blasenbildungsversuch im Lötbad ₆₅ beschrieben, geätzt und getrocknet, dann 24 Stunden

Der oben beschriebene Blasenbildungsversuch (Lot- lang bei 50% relativer Feuchtigkeit konditioniert. Bei

bad von 232⁰C) wurde mit einem identischen Satz einem Fasergehalt von 0—50 Gew.-% Stapelfaser wie

Proben durchgeführt. Die Proben wurden, wie oben in dem Beispiel 1-A war keine Blasenbildung zu

erkennen. Eine leichte Blasenbildung kann bei einem Gehalt an Stapelfaser wie in dem Beispiel 1-A von 75% auftreten. Die Probe mit einer Unterlage aus 100% Stapelfaser wie in dem Beispiel 1-A (Unterlage [IfFJ war offensichtlich blasig.

Die Feuchtigkeitsabsorption des Harzimprägniermittels von Beispiel 5-B nach 3 Tagen bei 95% relativer Feuchtigkeit beträgt nur etwa 1%; dies ist für harzartige, elektrisch isolierende Überzugs- und Imprägniermassen typisch.

C. Wärmeausdehnungskoeffizienten

Der lineare Ausdehnungskoeffizient der Unterlage (I) wurde erhalten, indem der gesamte Metallüberzug weggeätzt und der Koeffizient sowohl in Verarbeitungsais auch in Querrichtung der Bahn bei 30—100°C und 100—160⁰C bestimmt wurde. Folgende Ergebnisse wurden erhalten:

Tabelle II

Wärmeausdehnungskoeffizient einer nur aus Polyesterfasern bestehenden Bahn

Temperatur- Linearer Ausdehnungskoeffizient,

bereich cm/cm pro °C

Verarbeitungsrichtung*) Querrichtung*)

30-100°C 3OxIO-⁶

100-l€0°C 66x10"

*) Die Bezeichnungen »Verarbeitungsrichtung« und »Querrichtung« beziehen sich auf die Art und Weise, wie die Fasern zu einer Bahnstruktur verlegt werden, die durch die Art und Arbeitsweise der die Bahn erzeugenden Maschine bestimmt wird.

Der in der Literatur angegebene lineare Ausdehnungskoeffizient für Stapelfaser oder -garn wie in dem Beispiel 1-A beträgt 20 χ 10~⁶ pro ⁰C. Eine im Handel erhältliche, 0,127 mm dicke Stapelfaser (wie in dem

Beispiel 1-A) — (von der duPont Co.) hatte jedoch in Verarbeitungsrichtung einen linearen Ausdehnungskoeffizienten von 11 χ 10-⁶ pro ⁰C bei 70—12O⁰C und von 35 χ 10-⁶ pro "C bei 120-155⁰C. Die Werte der Ausdehnungskoeffizienten von Bahnen gemäß der

ίο Erfindung (vgl. Beispiel 1-D) zeigen somit weiterhin ihre wesentlich vorteilhaftere Dimensionsstabilität gegenüber den nur aus Polyesterfasern bestehenden Bahnen (vgl. Tabelle II) und den im Handel erhältlichen Poly-(m-phenylenisophthalamid)-Papieren.

π Wie bereits erwähnt, ist der neuartige Schichtstoff gemäß der Erfindung für zahlreiche Zwecke anwendbar. So kann z.B. nach dem Verfahren von Beispiel 1-C mittels der üblichen Technik eine gedruckte Schaltung unter Verwendung eines Maskierungsbandes und von

Ammoniumpersulfat als Ätzmittel hergestellt werden. Mit dieser Technik kann man auf eine oder beide Seiten des beidseitig mit der Metallschicht versehenen Schichtstoffes ein »Finger«-Muster ätzen. Die »Finger« werden gestanzt, um Löcher für den Anschluß von

elektrischen oder elektronischen Teilen zu schaffen. Die Löcher werden dann mit Hilfe der üblichen stromlosen Techniken plattiert, und nachdem die entsprechenden Teile befestigt worden sind, wird die erhaltene Schaltung der üblichen Behandlung im Lötbad unterworfen. In der Zeichnung ist eine solche gedruckte 46xlO~⁶ Schaltung in perspektivischer Ansicht dargestellt.

χ 10~⁶ Kupfer-»Finger« 15 sind angebracht worden, indem die

auf der Hauptoberfläche 13 der Unterlage 11 aufgebrachte Kupferschicht geätzt wurde. Der Widerstand 17

wird angeschlossen und an die beiden »Finger« 15 angelötet, wobei die gedruckte Schallung 10 entstanden ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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Claims

Patentansprüche:

1. Biegsame, elektrisch isolierende, vliesartige Bahn, die mit Harz imprägnierte Polyesterfasern enthält und mit Metall beschichtet ist, zur Herstellung von gedruckten Schaltungen, dadurch gekennzeichnet, daß die vliesartige Bahn mit den Polyesterfasern gemischte wärmebeständige Fasern aus aromatischem Polyamid enthält, welche 10 bis 75 Gew.-% der Fasern in der Bahn ausmachen.

2. Bahn nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Bahn 15 bis 60 Gew.-% nichtverzogene Polyestei fasern, 25 bis 75 Gew.-°/o Fasern aus aromatischem Polyamid und als Rest verzogene Polyesterfasern enthält