DE3230900C3 - Verfahren zum Herstellen einer Polyethylenterephthalatfolie als basismaterial für gedruckte Schaltungen - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Herstellen einer Polyethylenter­ ephthalatfolie (PET-Folie) als Basismaterial für ge­ druckte Schaltungen

Es ist aus verschiedenen Publikationen bekannt, daß eine PET-Folie allgemein dadurch erzeugt wird, daß zunächst ein Extrudieren, dann ein Strecken und dann ein Wärmefixieren erfolgt. Das Wärmefixieren wird unter Spannung durchgeführt, um das Ausbilden von Verwerfungen zu verhindern. Wenn da­ her eine solche Folie erneut erwärmt wird, tritt eine extrem hohe Wärmeschrumpfung auf.

Der DE-AS 24 16 712 ist eine biaxial gestreckte Poly­ ethylen-2,6-naphthalatfolie zu entnehmen, die nach dem Extrudieren biaxial gereckt und dann gegebenenfalls bei einer Temperatur von 170 bis 240°C wärmebehandelt wird. Dabei ist besonders ausgeführt, daß die biaxial gestreckte Folie eine schrumpfbare Folie sein kann, wenn bei den beschriebenen Maßnahmen die Folie nach dem Verstrecken nicht wärmefixiert wird. Demgemäß kann die Folie entweder eine wärmebständige Folie oder eine schrumpfbare Folie sein, jedoch im Zusam­ menhang mit einer Polyethylen-2,6-naphthalatfolie. Die­ ser Druckschrift ist nicht zu entnehmen, ob im Span­ nungszustand oder ohne Aufbringung einer Spannung wärmebehandelt werden soll. Üblicherweise erfolgt die Wärmebehandlung, d. h. das Wärmefixieren, unter Auf­ bringung einer Spannung. In der DE-OS 21 63 963 ist davon die Rede, daß ein wärmegehärteter Film aus Polyethylen-2,6-naphthalatfolie innerhalb des dabei angewende­ ten Temperaturbereiches ohne schrumpfungshindernde Maßnahmen wärmeentspannt werden kann. Dies er­ folgt im Zusammenhang mit einem magnetischen Auf­ zeichnungsband, ohne daß über den Grund der Wärme­ entspannung etwas ausgesagt wäre. Offensichtlich soll die Polyesterfolie nach dem Strecken nicht getempert werden, sondern sofort unter freier Schrumpfung wär­ mebehandelt werden.

In "Encyclopedia of Polymer science and Technologes 1st ed. Vol. 11, S. 42-61 wird auf S. 44 und 45 unter anderen die Verwendung einer PET-Folie für gedruckte Schaltungen erwähnt. Weiterhin ist dieser Druckschrift zu entnehmen, zur Verminderung der Restschrumpfung auf ungefähr 0,1% eine unter Spannung wärmebe­ handelte PET-Folie unter geringer oder auch ohne Spannung wärmezubehandeln.

Grundplatten für gedruckte Schaltungen weisen im allgemeinen eine Harzbasis auf, auf der eine Metallfolie, etwa eine Kupferfolie, mittels einer hitzebeständigen Kleberschicht aufgebracht ist, und gedruckte Schal­ tungsplatten werden durch Ausbildung eines bestimm­ ten Verdrahtungsmusters in der Metallfolie gewonnen. Eine gedruckte Schaltungsplatte mit einer Deckschicht erhält man dadurch, daß mittels einer hitzebeständigen Kleberschicht auf der in einem bestimmten Verdrah­ tungsmuster gestalteten Metallfolie eine Harzdeck­ schicht angeordnet wird.

Als Harzbasis und Deckschicht für die oben beschrie­ benen Grundplatten gedruckter Schaltungen oder ge­ druckten Schaltungsplatten werden gewöhnlich Poly­ imidfolien, Folien aus Polyparabansäuren usw. verwendet. Diese hitze­ beständigen Materialien ergeben Schaltungsplatten von hoher Genauigkeit und Qualität. Die haben jedoch den Nachteil, daß sie gegenüber PET-Folien weniger feuchtigkeits- und wasserbeständig sind und etwas schlechtere Gesamteigenschaften haben.

PET-Folien sind als Basis oder Deck­ schicht für gedruckte Schaltungen anstelle der oben genannten hitzebeständigen Materialien in Gebrauch ge­ nommen worden wegen ihrer geringen Kosten und der vergleichsweise guten Feuchte- und Wasserbeständig­ keit. Ein ernster Nachteil von PET-Folien besteht jedoch darin, daß sie bei Hitzeeinwirkung schrumpfen. Wenn sie also einer Hochtemperaturbehandlung unter­ worfen werden, etwa beim Löten, dann kann die Basis­ platte oder die Schaltungsplatte schrumpfen, sich verwerfen oder Lücken zwi­ schen der Metallfolie und der Basis ergeben, was also bedeutet, daß derartige Platten nicht zur Herstellung hochgenauer Schaltungsplatten brauchbar sind.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Poly­ ethylenterephthalatfolie zur Verwendung als Basisma­ terial für gedruckte Schaltungen herzustellen, die eine ausreichend hohe Festigkeit bei Hochtemperaturbe­ handlungen wie in Walzlötverfahren hat und die für eine gedruckte Schaltungsplatte mit vergleichsweise hoher Genauigkeit einsetzbar ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des kennzeichnenden Teils des Anspruchs 1 gelöst.

Eine derartige behandelte Folie erhält einen Grad an Dimensionsstabilität von höchstens 1% in Längs- und Querrichtung, wenn sie für 30 min auf einer Temperatur von 150°C gehalten wird. Dabei weist sie einen Bre­ chungsindex in Dickenrichtung von 1,499 oder mehr (gemessen mit dem Abbe-Refraktometer) auf, wenn die Polyethylenterephthalatfolie zugspannungsfrei bei 150°C bis 240°C wärmebehandelt wurde.

Wenn eine im Extrudier- oder Blasverfahren herge­ stellte und gestreckte Polyethylenterephthalatfolie, die von üblicher Handelsqualität sein kann, mit Wärme be­ handelt wird, ohne daß Zugkräfte einwirken, dann tritt die Wärmeschrumpfung während dieser Wärmebe­ handlung auf. Daraus folgt dann, daß auch dann, wenn die Folie einer Wälz­ löttemperatur von 190 bis 240°C ausgesetzt wird, nur mehr in wesentlich geringerem Maße schrumpft, so daß sie nunmehr für den Einsatz in gedruckten Schaltungs­ platten brauchbar ist-

Die erfindungsgemäß erhaltene Polyethylenterephthalatfolie schrumpft bei den genannten Eigenschaften nur 0,5% oder weniger, wenn sie mit ihrer gesamten Fläche einer Hochtemperaturbehandlung unterworfen wird, wie dies beim Walzlöten während einer 1 s oder mehr, gewöhn­ lich bis zu 5 s, bei 190 bis 240°C erfolgt, was zu keinerlei Verwerfungen oder Blasen führt, wie diese bei her­ kömmlichen PET-Folien auftreten. Es können des­ halb die erfindungsgemäß erhaltenen PET-Folien mit zufrie­ denstellendem Ergebnis dort angewendet werden, wo eine vergleichsweise hohe Genauigkeit erforderlich ist, d. h. als Ersatz für Polyimidfolien oder Folien aus Poly­ parabansäuren. Es sind damit also Folien geschaffen, die preislich durch industrielle Herstellung sehr günstig sind und gegen Dämpfe und Wasser einen hohen Widerstand bieten.

Extrudierte und gestreckte Folien, die für die Erfin­ dung verwendbar sind, sind solche, die durch Extrusion und üblicherweise biaxiale Streckung aus PET in einem Streckverhältnis von ungefähr 3 bis 4 in ge­ wöhnlicher Weise hergestellt sind und zu denen die im Handel erhältlichen Lumirror-Folie (Markenname von Toray Industries, Inc.), Mylar-Folie (Markenname der Fa. Du Pont de Nemours+Co., Inc.) usw. gehören. Es ist jedoch festzustellen, daß die für die Erfindung ver­ wendeten Ausgangsfilme zwar gestreckt, nicht jedoch getempert sind.

Typische Beispiele extrudiergeformter und gestreck­ ter Polyethylenterephthalat-Folien sind solche mit einem Durchschnittsmolekulargewicht von etwa 8000 und mehr, vorzugsweise etwa 22 000 bis 27 000, was einer inneren Viskosität η von etwa 0,55 bis 0,65 ent­ spricht. Die Stärke dieser Folien für die Verwendung als Basis beträgt gewöhnlich etwa 6 bis etwa 350 ηm.

Die extrudiergeformte und gestreckte Folie wird zuspannungsfrei erwärmt. Die Warmbe­ handlungstemperatur wird auf 150 bis 240°C eingestellt. Je höher die Warmbehandlungstemperatur in diesem Bereich ist, desto stärker kommt die Erfindung zur Aus­ wirkung. Wenn die Wärmebehandlungstemperatur unter 150°C liegt, werden ihre Auswirkungen ungenügend, während eine über 240°C liegende Temperatur zu nahe an den Erweichungspunkt der Folie kommt, weshalb diese Temperaturen ungeeignet sind.

Die Wärmebehandlungsdauer ist abhängig von der Warmbehandlungstemperatur und den Einrichtungen. Wird die Folie beispielsweise in einem Heißtrockner belassen, beträgt die Dauer gewöhnlich 30 bis 60 Minu­ ten, während für den Fall, daß die Folie zwischen heißen Walzen hindurchläuft, die Zeit gewöhnlich 5 bis 600 Se­ kunden beträgt. Diese Warmbehandlung ergibt eine Änderung in der kristallinen Struktur der Folie, und daraus ergeben sich physikalischen Veränderung wie eine Verringerung der Heißschweißeigenschaften und eine Erhöhung des Brechungsindex in Dickenrichtung. Bei einem Polyethy­ lenterephthalatfilm z. B. beträgt der Brechungsindex in Dickenrichtung vor der Warmbehandlung nicht mehr als 1,4980 (mit Abbe-Refraktometer gemessen); er steigt dann auf mehr als 1,4990, gewöhnlich auf 1,4995 bis 1,5020 nach der Wärmebehandlung.

Bei der Verwendung dieser Folie für gedruckte Schaltungen wird gewöhn­ lich auf einer Seite eine wärmebeständige Kleberschicht aufgebracht. Dazu kann jeder bekannte Kleber verwen­ det werden, z. B. der Kleber Vylon-300S (Polyesterharz von Toyo Spinning Company, Ltd.), thermisch aushär­ tende Epoxidharze, thermisch härtende Polyacrylester- Copolymer-Zusammensetzungen usw.

Die erwähnte wärmeständige Kleber­ schicht wird auf der Basis ausgebreitet, und eine Metallfolie wird auf die Kleberschicht geklebt, um so eine Basisplatte für die Herstellung einer flexiblen gedruckten Schaltung in gewöhnlicher Weise zu gewinnen. Ein bestimmtes Lei­ tungsverbindungsmuster wird auf dieser Basisplatte durch Ätzen, Platieren oder dergleichen in herkömmli­ cher Art gebildet, um die gedruckte Schaltungsplatte zu erzeugen.

Für die Erzeugung einer Deckschicht auf einer Schal­ tungsplatte kann die erfindungsgemäß erhaltene PET-Folie verwendet werden.

Claims (2)

1. Verfahren zum Herstellen einer Poly­ ethylenterephthalatfolie als Basismaterial für gedruckte Schaltungen, dadurch gekennzeichnet, daß man eine extrudierte und gestreckte Polyethylen­ terephthalatfolie im zugsspannungs­ freien Zustand bei 150°C bis 240°C wärmebehandelt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß man einseitig einen hitzebeständigen Kleberschichtauftrag auf­ bringt.