DD264717A1 - Verfahren zur katodischen behandlung von kupferfolien - Google Patents

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DD264717A1
DD264717A1 DD30824687A DD30824687A DD264717A1 DD 264717 A1 DD264717 A1 DD 264717A1 DD 30824687 A DD30824687 A DD 30824687A DD 30824687 A DD30824687 A DD 30824687A DD 264717 A1 DD264717 A1 DD 264717A1
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DD30824687A
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Helmut Huebner
Heinz Fink
Bodo Gemsleben
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Lokomotivbau Elektrotech
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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur katodischen Behandlung von Kupferfolien. Gemaess dem erfindungsgemaessen Verfahren wird die Kupferfolie in einer zinkhaltigen Chromatisierungsloesung der Zusammensetzungvon 2,0 bis 100,0 g/l Cr2 O2 7und 0,5 bis 10,0 g/l Zn 5045H2Obei einem p H-Wert von 2,0 bis 4,0mit einer Stromdichte von 0,1 bis 2,0 A/dm2fuer die Dauer von 5,0 bis 25,0 sbei einer Temperatur von 288 bis 343 kelektrochemisch behandelt und die so behandelte Kupferfolie in bekannter Weise anschliessend gespuelt und getrocknet. Das erfindungsgemaesse Verfahren soll dabei insbesondere zur Verbesserung des Verfaerbungs- und Korrosionsschutzes der Loetseite einer Kupferfolie, die fuer die Herstellung von Basismaterial fuer gedruckte Schaltungen verwendet wird, dienen.

Description

Anwendungsgebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur katodischen Behandlung von Kiipfarfo.'ien, insbesondere zur Verbesserung des Verfärhungs- und Korrosionsschutzes der Lötseite einer Kupferfolie, die für die Herstellung von Basismaterial für gedruckte Schaltungen verwendet wird.
Charakteristik der bekannten technischen Lösungen
Es ist allgemein bekannt, daß Kupferfolie und Kupferbleche durch Behandlung in einer sechswertige Chromionen enthaltenen wäßrigen Lösung eine verbesserte Korrosions- und Verfleckungsbeständigkeit erhalten. Kupferfolien für gedruckte Schaltungen werden deshalb so behandelt. Die Behandlung konn dabei durch einen einfachen Tauchprozeß in die wäßrige sechswertige Chromionen enthaltene Lösung erfolgen oder durch elektrolytische Behandlung, bei der die Kupferfolie als Katode geschaltet und als Gegenpol eine unlösliche Bleianode verwendet wird.
Die Zusammensetzung der Chromatisierungslösung sowie die Behandlungsbedingungen für die Kupferfolie müssen so gewählt werden, daß durch dio Behandlung keine unzulässige Beeinträchtigung des Haftvermögens der Kupferfolie, der Ätzbarkeit der Kupferfolie und der Lötbarkeit der glatten Seite der Kupferfolie eintritt.
Nach DE-AS 2137886 wird das dadurch erreicht, daß die Kupferfolie katodisch in einer 0,4 bis 0,6g/l sechswertige Chromionen enthaltenden wäßrigen Lösung während einer Zeit von 6,0 bis 8,0s mit einer Stromdichte von 0,22 bis 0,44 A/dm2 behandelt wird. Der pH-Wert einor derartigen Lösung liegt dabei im Bereich von etwa 2,5 bis 3,0. Die DE-AS 2445160 verbessert die v.g.
Lösung durch die Anwendung anderer Parameter (2,0 bis 20,0g/l sechswertige Chromioner., Zeitspanne 4,0 bis 8,0s, Katodenstromdichte 1,0 bis 5,0 A/dm2, Temperatur 323 bis 348 K, pH-Wert 12,0 bis 14,0), wodurch etwa die 2,5facho Zeit bis zum Beginn des Fleckigwerdens erreicht wird. Gemäß der US-PS 3853716 soll durch die Zugabe von einem alkalischem Beizmittel zur Chromatisierungslösung die Anreicherung otörender Kupferionen in der Lösung verhindert werden. Die Kupferfolie wird dabei katodisch unter folgenden Bedingungen mit einem Korrosionsschutz versehen:
Katodische Stromdichte 3,2A/dm2, Badtemperatur 338K, Chromsäuregehalt 10,0g/l bestimmt als Cr2O3, Behandlungszeit 6,0s, pH-Wert 14,0, Beizmittelkonzentration 20,0g/l.
Eine Chromatisierung zum Zwecke des Korrosionsschutzes kann auch durch einen Tauchprozeß der Kupferfolie mit anschließender Spülung und Trocknung erfolgen. Dazu wird die Kupferfolie tür die Dauer von 15,0s in eine wäßrige Lösung mit 12,0 bis 15,0 g/l Kaliumdichromat mit einem pH-Wert von 3,0 bis 3,5 getaucht. Gemäß der DE-AS 1800049 kann die Lösung auch 0,15 bis 0,5g/l Chromsäure betragen. Die so behandelten Kupferfolieri zeigen zwar einen ausreichenden Korrosionsschutz für die Dauer von mehr als drei Monaten, bei der Herstellung von kupferkaschierten Schichtpreßstoffen für gedruckte Schaltungen, es
treten aber durch die Wärmeeinwirkung beim Preßvorgang in Etagenpressen in einem bis zu 10cm breiten Rand verschiedenartige Verfärbungen der Kupferoberfläche durch Oxydation auf. Während bisher diese Verfärbungen der Kupferfolienoberflächen durch einen Burst oder Schleifprozeß beseitigt wurden, wird jetzt ungeschliffenes Material bevorzugt.
So zeigt die DO-PS 249715 ein Verfahren auf, welches für einen bestimmten Zeitraum einen Verfärbungsschutz der Kupferoberfläche auf dem Basismaterial gewährleistet. Hierbei wird eine mit einem chromhaltigen Korrosionsschutzmittel behandelte Kupferfolie anschließend in einer Boratlösung mit 1,0 bis 60,0g/l Natriumtetraborat -10- Hydratlösung mit einem pH-Wert von 9,2 bis 9,4, bei einer Temperatur von 288 bis 343 K, über eine Zeit von 5,0 bis 60,0s behandelt. Danach wird die Lösungsmenge auf etwa 50,0ml/m2 Kupferfolie reduziert und als letzter Verfahrensschritt oine Trocknung durchgeführt. Diese Lösung beinhaltet somit zwei technologische Verfahrensschritte (Chromatislerung und Nachbehandlung zur Vermeidung des Verfärbens bei der Herstellung des kupforkaschierten Schichtpreßstoffes). Bei dieser Lösung ist von Nachteil, daß über einen längeren Zeitraum (drei Monate Lagerzeit der Kupferfolie) die Verfärbungsschutzwirkung beim Pressen des kupferkaschierten Schichtpreßstoffes nicht mohr gewährleistet ist.
Es ist auch bekannt, daß Kupferfolie durch eine geringe Menge eines Zinn bzw. einer geringen Menge eines Zinn/Zinklegierung-Auftrages eine gute Korrosions-, Verfleckungs- und Verfärbungsbeständigkeit erhalten kann. Die US-PS 4082591 zeigt ein Verfahren auf, bei dem aus einem alkalischen Elektrolyten mit mehr als 3,0g Sn/I bei einer Stromdichte von 1,0 bis 3,0 A/dm2 auf die Lötseite der Kupferfolie ein Zinnanschlag katodisch abgeschieden wird. Als Anode dient korrosionsbeständiger Stahl oder Zinn. Eine so behandelte Kupferfolie zeigt eine gute Korrosions-, Verfleckungs- und Verfärbungsboständlgkeit. Für eine gute Verbundbildung mit dem Basismaterial ist aber eine Chromatisierung der rauhen Seite der Kupferfolie wesentlich. Die aufeinanderfolgende Behandlung der Kupferfolie in einem alkalischen zinnhaltigen Elektrolyten und eine anschließende Chromatisierung erfordert mehrere ProzeßschriKe, darunter u. a. Zwischenspülungen.
Aus der DE-PS 809007 ist es weiterhin bekannt, Kupferoberflächen zur Erhöhung der Korrosionsbestt. ^digkeit und zur Vermeidung einer Fleckenbildung mit einer zinkchromathaltigen Lösung hoher Konzentration zu behandeln. Hierbei ist von Nachteil, daß diese Behandlung nur für einen temporären Korrosionsschutz geeignet ist, das aber bei einer Temperaturbehandlung, wio sie bei der Herstellung von Schichtpreßstoffen auftritt, die Kupferoberfläche sich ebenfalls im Randbereich verfärbt.
Ziel der Erfindung
Die etfindungsgemäße Lösung soll eine Möglichkeit zum Korrosions- und Verfärbungsschutz der Lötseite einer Kupferfolie für gedruckte Schaltungen mit geringem Aufwand schaffen, um damit die Qualität von kupferkaschierten Schichtpreßstoffen zu erhöhon bzw. deren Verarbeitungsaufwand senken zu helfen.
Darlegung des Wesens der Erfindung
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur katodischen Behandlung von Kupferfolien, insbesondere zur. Verbesserung des Korrosions- und Verfärbungsschutzes der Lötseite einer Kupferfolie zu schaffen, daß In einem vorbereitenden elektrochemischen Prozeß, über den üblichen Lagerzeitraum von drei Monaten hinaus, sowohl ein Korrosionsschutz als auch ein Verfärbungsschutz der Kupt H.'olienoberfläche auf dem Schichtpreßstoff beim Preßvorgang bis zur Weiterverarbeitung zu gedruckten Schaltungen ermöglicht.
Die Merkmale der Erfindung bestehen darin, dßa die Kupferfolie in einer zinkhaltigen Chromatisierungslösung der Zusi .-!mensetzung von 2,0 bis 100,0g/l Cr2O2", vorzugsweise 10,0 bis 15,0g/l Cr2O?", und 0,5 bis 10,0g/l ZnSO4 · 5H2O, vorzugsweise 2,0 bis 3,0 g/l ZnSO4 · 5H2O, bei einem pH-Wert von 2,0 bis 4,0, vorzugsweise 3,0 bis 3,5, mit einer Stromdichte von 0,1 bis 2,0A/dm2, vorzugsweise 0,3 bis 0,5A/dm2, für die Dauer von 5,0 bis 25,0ε, vorzugsweise 12,0 bis 16,0s, bei einer Temperatur von 288 bis 343 K, vorzugsweise 293 bis 298 K elektrochemisch behandelt wird und die so behandelte Kupferfolie in bekannter Weise anschließend gespült und getrocknet wird. In weiterer Ausbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens werden in der zinkhaltigen Chromatisierungslösung Zinkelektroden elektrolytisch bei einer Stromdichte von 0,1 bis 2,0A/dm2, vorzugsweise 0,5 bis 1,0 A/dm2, aufgelöst, wobei die gegenseitige Polarität der Elektroden in Zeitintervallen von 5,0 bis 1800,0 s, vorzugsweise von 900,0s, gewechselt wird und dio Badflüssigkeit zwischen den Elektroden hindurchströmt. Vorteilhafterweise kann auch auf der Haftbelagseite der Kupferfolie im zinkhaltigen Chromatbad eine katodische Behandlung mit einer Stromdichte von 0,05 bis 2,0A/dm2, vorzugsweise 0,1 bis 0,3 A/dm2, unter der Verwendung einer unlöslichen Bleianode erfolgen.
Ausführungsbeispiel
Die elektrochemische Behandlung einer Kupferfolie in einem zink- und chromhaltigen Elektrolyten im Anschluß an eine bekannte Erzeugung eines dendritischen Haftbelages unmittelbar vor der abschließenden Spülung und Trocknung führt zu einem Verfärbungsschutz dor Kupferfolie bei der Herstellung kupferkaschierter Schichtpreßstoffe für gedruckte Schaltungen. Durch die elektrochemische Behandlung in dem zink- und chromathaltigen Elektrolyten bleibt nach dem Spülen und dem Trocknen eine geringe Menge Zink und Chrom in sehr feiner Verteilung zurück. Dadurch wird der Oxydationsvorgang inhibiert und es tritt keine Verfärbung bei der Herr'ellung von kupferkascl "erten ScI .ichtpreßstoffen für gedruckte Schaltungen auf.
Die Haftgrundseite erfährt durch den Tauchprozeß in einem zink- und chromathaltigen Elektrolyten einschließlich der abschließenden Spülung und Trocknung eine Korrosionsschutzbehandlung. Diese Behandlung wirkt sich positiv auf die Verbundbildung boim Laminierprozoß aus. Diese Wirkung kann dadurch erhöht werden, daß im zink- und chromathaltigen Elektrolyten auch gegenüber der Haftgrundseite eine unlösliche Bleianode angeordnet und als Anode gegen die Kupferfolie geschaltet wird.
Deshalb ist die elektrochemische Behandlung der Kupferfolie in einem zink- und chromathaltigen Elektrolyten eine günstige Behandlungsmethode, weil in einem Prozeßschritt der Korrosions- und Verfärbungs.schutz dor Lötseite und die Korrosionsschutzbehandlung der Haftgrundseite durchgeführt werden kann.
Beispiel
Eine Kupferfolie mit einer Flnchenmasse von 300,0g/m2 wird in bekannter Weise in einem schwefelsauren Kupfersulfalelektrolyten bei hohen Stromdichten mit einem dendritischen Haftbelag versehen, gespült, durch einen Behälter mit zink- und chromathaltigem Elektrolyten geführt, wobei lot- und haftgrundseitig zur Kupferfolie unlösliche Bleianoden angeordnet waren. Der Elektrolyt wies folgende Daten auf:
Cr2O?2 = 11,5 g/l
ZnSO4-5H2O = 2,5 g/l pH-Wort. = 3,3 Temperatur - 297 K
Die Kupferfolie war gegenüber den Bleianoden als Katode geschaltet. Die Stromdichte zur Lötseite betrug 0,3A/anr, zur Haftgrundseite 0,2 A/dm2, wobei die Abscheidedauer 15,0s betrug.
Im Anschluß an die elektrochemische Behandlung im zink- und chromhaltigen Elektrolyten durchlief die Kupferfolie eine mehrfache Spülung und anschließend eine Trocknung mit Warmluft und Infrarotstrahlern. Die so behandelte Kupferfolie wurde mit der Haftbelagseite auf ein mit acht Lagen epoxidharzbeschichtetes Glasseidengewebe gelegt und 90 min lang bei 443 K bei einem Druck von 4,0 MPa verpreßt. Das fertige Laminat wurde nach dem Abkühlen der Presse entnommen und war völlig frei von Verfäibungen auf der Folienoberfläche. Eine sonst in üblicher Weise behandelte Kupferfolio, wie z. B. durch Tauchen in chromathaltiger Lösung oder aber katodisch behandelt, ohne Zusatz von Zinkionen zur chromathaltigen Lösung, wies dagegen in einem etwa 10cm breiten Randbereich verschiedenartige Verfärbungen durch Oxydation der Kupferfolienoberflciche auf.

Claims (3)

1. Verfahren zur katodischen Behandlung von Kupferfolien, insbesondere zur Verbesserung des Verfärbungs- und Korrosionsschutzes der Lötseite einer Kupferfolie, die für die Herstellung von kupferkaschierten Schichtpreßstoffen für gedruckte Schaltungen verwendet wird, wobei die Kupferfolie in bekannter Weise in einem Kupfersulfatelektrolyten mit hohen Stromdichten mit einem dendritischen Haftbelag versehen wird und anschließend zwecks Verfärbungs- und Korrosionsschutz einer Chromatisierungslösung ausgesetzt wird, wobei die Kupferfolie als Katode geschaltet und als Gegenpol zur Lötseite eine unlösliche Bleianode verwendet wird, gekennzeichnet dadurch, daß die Kupferfolie in einer zinkhaltigen Chromatisierungslösung der Zusammensetzung vorzugsweise
von 2,0 bis 100,0 g/l Cr2O?" 10,0 bis 15,0 g/l Cr2O2-"
und 0,5 bis 10,0g/l ZnSO4 · 5H2O 2,0 bis 3,0g/l ZnSO4 · 5H2O
bei einem pH-Wert von 2,0 bis 4,0 3,0 bis 3,5
mit einer Stromdichte von 0,1 bis 0,3 bis 0,5 A/dm2
2,0 A/dm2
für die Dauer von 5,0 bis 25,0 s 12,0 bis 16,0 s
bei einerTemperaturvon
288 bis 343 K 293 bis 298 K
elektrochemisch behandelt wird und die so behandelte Kupferfolie in bekannter Weise anschließend gespült und getrocknet wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1., gekennzeichnet dadurch, daß in der zinkhaltigen Chromatisierungslösung Zinkelektroden elektrolytisch bei einer Stromdichte von 0,1 bis 2,0 A/dm2, vorzugsweise 0,5 bis 1,0 A/dm2, aufgelöst werden, wobei die gegenseitige Polarität der Elektroden in Zeitintervallen von 5,0 bis 1800,0s, vorzugsweise von 900,0s, gewechselt wird und die Badflüssigkeit zwischen den Elektroden hindurchströmt.
3. Verfahren nach Anspruch 1., gekennzeichnet dadurch, daß auch auf der Haftbelagseite der Kupferfolie im zinkhaltigen Chromatbad eine katodische Behandlung mit einer Stromdichte von
. 0,05 bis 2,0A/dm2, vorzugsweise 0,1 bis 0,3 A/dm2, unter der Verwendung einer unlöslichen Bleianode erfolgt.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0458916A4 (de) * 1989-10-13 1994-02-09 Olin Corporation

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EP0458916A4 (de) * 1989-10-13 1994-02-09 Olin Corporation

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