DE2612438C2 - Haftvermittlerschicht zur Herstellung von Leiterplatten - Google Patents
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Description
Die Erfindung betrifft eine Haftvermittlerschicht auf der Basis von Butadien-Acrylnitril, die auf einem als
Basismaterial zur Herstellung von Leiterplatten dienenden Isolierstoff, insbesondere einem Schichtpreßstoff,
aufgebracht ist.
Aus der DE-AS 16 65 314 ist es bekannt, als Haftvermittler natürliche oder synthetische Kautschuke,
wie Butadien-Acrylnitril-Gummi (NBR), zu verwenden. Sie bestehen jedoch nicht allein aus Butadien-Acrylnitril-Gummi,
sondern enthalten als zusätzlichen jo Bestandteil einen Gummi oder einen Kunstgummi, der
oxidierbar und abbaubar ist, wobei dieser Bestandteil feinst verteilt in der Klebschicht oder zumindest an der
Oberfläche derselben vorhanden sein muß.
Auch in der DE-AS 20 44 484 wird ein Haftvermittler auf der Grundlage von Butadien-Acrylnitril beschrieben.
Dieser Haftvermittler enthält zusätzlich außerdem noch 5 bis 10 Gewichtsprozent Phenolharz. Auch
weitere geeignete Harze sowie Füllstoffe und andere Kautschuke als NBR können dabei zur Modifizierung ^o
der Schicht dienen.
Weiterhin ist es bekannt, NBR sowie mehrfunktionel-Ie
modifizierte Polyole zusammen mit mehrfunktionellen Isocyanaten zu verwenden, um eine haftvermittelnde
Schicht zu erhalten.
Die bekannten Verfahren bringen in mancher Hinsicht Probleme mit sich. Beispielsweise verläuft die
Reaktion zwischen Kautschuk und Phenolharz nicht in der gewünschten Geschwindigkeit; es ist bekannt, daß
die Harzvulkanisation von Kautschuken langsam vor t>o
sich geht. Die prinzipiell mögliche Beschleunigung dieser Reaktion kann jedoch dann nicht angewandt
werden, wenn die beschleunigenden Additive negative Auswirkungen aul die weiteren Verfahrensschritle bei
der Additivtechnik haben, z. B. eine Vergiftung der μ
Ri;dor. oder wenn sie sich aus elektrischen Gründen
verbietet.
Andererseits darf bei der I lärtung mil F'henolharz der
Prozeß nicht zu weit geführt werden, da sonst die
nachfolgende Oberflächenauf rauhung mittels Beizbädern nicht mehr ausreichend ist mit der Folge einer
unvollständigen Metallisierung oder schlechten Haftfestigkeir des Metalles auf dem Substrat.
Im Falle von Kompositionen, welche zu einem Polyurethan führen, muß besonders auf deren Beständigkeit
gegenüber den diversen sauren bzw. basischen Behandlungsbädern geachtet werden. Außerdem besteht
bei manchen Stoffen aus dieser Substanzklasse die Gefahr einer zu starken Erweichung beim Lötprozeß.
Insbesondere aber entstehen mit den vorgenannten Haftvermittlerschichten erhebliche Nachteile in den
Fällen, in denen das Basismaterial ein völlig anderes, mit der Haftvermittlerschicht nicht verträgliches Vernetzungssystem
aufweist So zeigt z. B. eine Kupferfolie, die mit einer Haftvermittlerschicht aus Nitrilkautschuk/
Phenolharz versehen ist, nach dem Verpressen von mit ungesättigten Polyesterharzen imprägnierten Verstärkungslagen
häufig eine unzureichende Haftfestigkeit. Dieser Nachteil tritt vor allem dann zutage, wenn die
Haftvermittlerschicht und das Basismaterial in einem Verfahrensgang zu einem Schichtpreßstoff verarbeitet
werden. Der Grund hierfür ist darin zu suchen, daß bei dieser Verarbeitung phenolische Komponenten enthaltende
Haftvermittler sich inhibierend auf die Vernetzung des Peroxide enthaltenden ungesättigten Polyesterharzes
auswirken.
Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine flexible Haftvermittlerschicht herzustellen,
welche über die gesamte Fläche des Basismaterials in einer gleichmäßigen Schicht vorhanden ist, eine
ausreichende Vernetzungsgeschwindigkeit erlaubt und in ihren chemischen Eigenschaften auf die technologischen
Folgeschritte abgestimmt wi den kann, insbesondere hinsichtlich der Härte und Aufschließbarkeit, und
vor allem mit dem Vernetzungssystem des Basismaterials verträglich ist.
Gelöst wird die Aufgabe dadurch, daß die Haftvermittlerschicht aus einem mit einem organischen Peroxid
vernetzten Elastomer aus Acrylnitrii/Butadien-Copolymer
besteht.
Im Gegensatz zu den bekannten Haftvermittlern aus harzmodifizierten Kautschuken besteht die erfindungsgemäße
Schicht ausschließlich aus einem Bindemittel aus nichtmodifizicrtem Elastomer.
Da die Haftvermittlerschicht ausschließlich aus einem einheitlichen Elastomeren besteht und nicht in Mischung
mit einer anderen Bindemittelkomponente in der Haftvermittlerschicht verteilt ist, enuallen dadurch
viele Probleme, wie sie bei den bekannten Haftvermittlern aus Harz-Kautschuk-Mischungen auftreten können.
Die bekannten Haftvermittlerschichten neigen dazu, Zonen inhomogener Mischungen zu bilden, die
eine gleichmäßige Haftung über die gesamte Oberfläche in Frage stellen. Dies ist insbesondere dann der Fall,
wenn die verwendeten Mischlingskomponenten teilweise Unverträglichkeiten oder Mischungslücken aufweisen.
Die Haftvermiulerschicht erlaubt die Einstellung einer ausreichenden Härtungsgeschwindigkeit bei dem
Vernetzungsprozeß. Ferner kann eine Überhärtung der Haftvermittlerscliicht durch geeignete Auswahl und
Höhe des zugesetzten Vernetzungsmittels vermieden werden.
Es war auch schon bekannt, als Haftvermittlerschichten thermoplastische ABS-Polymere zu verwenden.
Derartige thermoplastische Haftvermittler sind für die
Leiterplattenfertigung ungeeignet, weil die Haftung auf
dem üblichen Basismaterial meist zu wünschen übrig läßt, und weil sie bei erhöhter Wärmebeanspruchung,
z. B. beim Löten, zu sehr erweichen. Demgegenüber gewährleistet die Erfindung eine vernetzte und damit
wärmestabile Haftvermittlerschicht
Eine Herstellung der Haftvermittlerschicht auf dem Basismaterial kann dadurch erfolgen, daß in an sich
bekannter Weise die Haftvermittlerschicht auf eine Transferfolie aufgebracht wird und dann zusammen mit
einem Stapel von Lagen, die mit einem härtbaren Harz imprägniert sind, zu einem Schichtpreßstoff verpreßt
wird- Bei diesem Verfahren wird im wesentlichen vermieden, daß Luftsauerstoff in die Haftvermittlerschicht
eindringen und ggf. die peroxidische Vernetzung nachteilig beeinflussen kann.
Der Haftvermittlerschicht können auch mineralische Füllstoffe zugesetzt werden, wobei jedoch zweckmäßig
darauf zu achten ist, daß die Füllstoffe nicht die Vernetzung beeinträchtigen, was bei sauren Füllstoffen
evtl. zu beachten ist.
Die haftvermittelnde Schicht ist nicht nur für die Additivtechnik von Bedeutung, sondern auch für die
Herstellung von kupferbeschichteten Basismaterialien, welche nach der Subtraktivtechnik zu Leiterplatten
verarbeitet werden. Die bekannten, meist einseitig oxidierten Kupferfolien, welche für die Kaschierung
verwendet werden und mit Haftvermittler nach der Erfindung beschichtet sind, können auf verschiedene, als
Basismaterial dienende Substrate aufgepreßt werden und ergeben eine hervorragende Haftfestigkeit, wie die
Versuche gezeigt haben.
Als Haftvermittlerschicht hat sich folgende Zusammensetzung als geeignet erwiesen:
100 Gewichtsteile
2 Gewichtsteile
Acrylnitril-Butadienkautschuk mit
38% Acrylnitril,
1.3-Bis(t-butyIperoxiisopropyl)benzol.
38% Acrylnitril,
1.3-Bis(t-butyIperoxiisopropyl)benzol.
Der Anteil an Acrylnitril im Copolymeren kann in weiten Grenzen schwanken, zweckmäßig in den
Grenzen von ca. 18 bis 41%; vorteilhaft findet ein Anteil von 38% Acrylnitril Anwendung, um eine ausreichende
Aufrauhung in der Haftvermittlerschicht mit Beizmitteln zu gewährleisten.
Die Vernetzungsgeschwindigkeit ist erheblich größer als bei einem Vernetzungsprozeß, bei dem statt eines
Peroxids ein Phenolharz zur Anwendung kommt So ist die Haftvermittlerschicht mit 2% Peroxidgehalt nach ca.
10 Min. bei einer Härtungstemperatur von 1600C
bereits zu 50% vernetzt, während dagegen eine mit Phenolharz zu härtende Haftvermittlerschicht auf der
gleichen Kautschukbasis noch keine erkennbare Vernetzung zeigt.
ι Parallel zur erhöhten Vernetzungsgeschwindigkeit
entsteht auch eine größere Vernetzungsdichte, die sich
in einer verbesserten Haftfestigkeit des Metalles auf
dem Basismaterial bemerkbar macht
Diese Zusammensetzung wird aus einem geeigneten
> Lösungsmittel auf eine als Transferfolie dienende Unterlage aufgebracht, z. B. auf eine Aluminiumfolie.
Nach Abdunsten des Lösungsmittels wird die Haftvermittlerschicht zusammen mit der Transferfolie auf einen
Stapel von Papier- oder Glasgewebelagen, die mit
> einem Epoxidharz oder einem Phenolharz zu einem
sogenannten Prepreg imprägniert sind, aufgebracht und in an sich bekannter Weise zu einem Schichtpreßstoff
verpreßt.
Es hat sich überraschenderweise gezeigt, daß bei
> Verwendung von phenolischen Bindemitteln im Basismaterial
die Vernetzung der Haftvermittlerschicht praktisch nicht beeinflußt wird, was vermutlich auf die
Anwendung von Alkyl-, Cycloalkyl- oder Aralkylperoxiden zurückzuführen ist.
Eine besonders vorteilhafte Kombination für die Haftvermittlerschicht und das Basismaterial besteht
darin, daß beide angrenzenden Schichten mit Peroxid gehärtet werden.
Eine gute Haftung der aufgebrachten Metallisierung
wird z. B. bei Anwendung einer peroxidisch vernetzbaren Haftvermittlerschicht aus Nitrilkautschuk erzielt,
welche mit peroxidisch vernetzbaren ungesättigten Polyestern im Basismaterial verpreßt wird.
Ein mit der Haftvermittlerschicht hergestelltes Basismaterial auf Epoxidharzbasis erbrachte nach
einem Beizaufschluß mit oxidierender Säure nach einer stromlosen Kupferbeschichtung eine Haftfestigkeit des
Kupfers von ö0—150 N/25 mm. Die Anforderung an die
Lötbadbeständigkeit wurde vollständig erfüllt, d. h., es traten bei einer Beanspruchung von 2600C keine
Ablösungen durch Erweichen oder Abplatzen ein.
Claims (5)
1. Haftvermittlerschicht auf der Basis von Butadien-Acrylnitril, die auf einem als Basismaterial
zur Herstellung von Leiterplatten dienenden Isolierstoff, insbesondere einen Schichtpreßstoff, aufgebracht
ist, dadurch gekennzeichnet, daß sie aus einem mit einem organischen Peroxid
vernetzten Elastomer aus Acrylnitril-Butadien-Copolymeren
besteht
2. Haftvermittlerschicht nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie als organische Peroxide
Alkyl-, Cycloalkyl- oder Aralkylperoxide enthält.
3. Haftvermittlerschicht nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das organische Peroxid
1.3-Bis(t-butylperoxiisopropyl)benzol enthält.
4. Haftvermittlerschicht nach einem der Ansprüche 1—3, dadurch gekennzeichnet, daß sie ein
vernetztes Elastomer aus Acrylnitril-Butadien-Copoiymer
mit 38% Acrylnitril enthäit.
5. Haftvermittlerschicht nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß sie aus
peroxidisch vernetztem Nitrilkautschuk besteht, welche mit peroxidisch vernetzten ungesättigten
Polyesterharzen im Basismaterial verpreßt ist.
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