DE69625554T2

DE69625554T2 - Eine Haftvermittlerschicht enthaltende mehrschichtige Strukturen

Info

Publication number: DE69625554T2
Application number: DE69625554T
Authority: DE
Inventors: Richard L. Luthy; Charles A. Poutasse
Original assignee: Ga Tek Inc
Current assignee: Gould Electronics Inc
Priority date: 1995-07-24
Filing date: 1996-07-22
Publication date: 2003-11-20
Anticipated expiration: 2016-07-23
Also published as: US5614324A; KR100276010B1; KR970009483A; CN1145849A; DE69625554D1; EP0756443A1; CN1076272C; JPH0939152A; IN188605B; JP3163011B2; TW440529B; EP0756443B1; JP2001030428A

Description

Gebiet der Erfindung

Die vorliegende Erfindung betrifft mehrschichtige Strukturen, die eine Haftvermittlerschicht eines Silans enthalten. Spezieller betrifft die vorliegende Erfindung mehrschichtige Strukturen, die eine Prepreg-Schicht enthalten, die aus einem Harz besteht, das über einen Kohlenstoff- Kohlenstoff-Doppelbindungshärtungsmechanismus härtbar ist, und eine Haftvermittlerschicht enthalten, die ein durch eine chemische Formel definiertes Silan enthält.

Hintergrund der Erfindung

Platinen für gedruckte Schaltungen können als Komponenten in elektronischen Geräten verwendet werden. PCBs können aus mehrschichtigen Strukturen hergestellt werden, welche typischerweise eine leitfähige Folie, wie eine Kupferfolie, und ein polymeres Harzsubstrat umfassen. Die leitfähige Folie bildet Leiter, während das polymere Harzsubstrat strukturelle Unversehrtheit ergibt und eine Isolation zwischen den Leitern bildet. Da der Leiter und der Isolator in inniger Berührung stehen, trägt die Haftung zwischen den beiden zu der Leistung und Zuverlässigkeit der elektronischen Geräte bei, die mit ihnen ausgerüstet sind.
Galvanisch abgeschiedene und verarbeitete oder gewalzte Kupferfolien, die bei der Herstellung von Platinen für gedruckte Schaltungen verwendet werden, haften nicht gut an den Polymersubstraten. Die bisherige Praxis zur Erreichung von Haftung zwischen Kupferfolie und isolierenden Polymersubstraten war die, die Kupferoberfläche aufzurauhen.
Oberflächliches Aufrauhen erreichte man mit verschiedenen Mitteln. Die galvanisch abgeschiedenen Kupferfolien können mit rauher Oberfläche galvanoplastisch hergestellt werden. Auf dieser rauhen Oberfläche erfolgt ein weiteres Aufrauhen durch Anwendung einer Oberflächenbehandlung. Diese Behandlungen können rein elektrolytisch in pulveriger Form abgeschiedenes Kupfer oder ein Kupferoxid sein, welches unter anderem kugelförmig oder dentritisch aufwächst. Oftmals hat die gewalzte Kupferfolie mechanische Rauhigkeit, die hier während des Walzens oder durch anschließendes Schmirgeln erteilt wurde. Die gewalzten Folien werden auch herkömmlicherweise mit den Oberflächenbereich vergrößernden Kugelkupfer- oder Kupferoxidbehandlungen behandelt.
Diese Oberflächenaufrauhungsbehandlungen steigern die Haftung an den Polymeren durch Bildung einer mechanischen Verankerung an dem Harz. Die mechanische Verankerung wird gebildet, wenn ein Klebstoff in seinem flüssigen Zustand aufgebracht und dann gehärtet wird oder wenn das Harz schmilzt und vor dem Härten während der Laminierung fließt. Die Polymere fließen um die aufgerauhten Oberflächenbehandlungen in Form der mechanischen Verankerung.
Es gibt mehrere Faktoren, die an der Haftung teilhaben, gemessen zwischen der Kupferfolie und dem Polymerharz. Einige dieser sind Oberfläche, Rauheitstype, Benetzbarkeit, Bildung chemischer Bindung, der Typ der chemischen Bindung, die Bildung einander gegenseitig durchdringender Netzwerke und die Eigenschaften der anhaftenden Materialien.
Während eines Haftungstests haften das wechselseitig verankerte Harz und Kupfer oftmals gut genug, daß ein Versagen in dem Harz auftritt, nämlich ein kohäsiver Fehler. Mit einigen Harzen führt die mechanische Verankerungsbehandlung und das Harz nicht zu der erwünschten starken Haftung, und es treten Fehler an der Grenzfläche zwischen Harz und Kupfer auf, nämlich adhäsive Fehler.
Verschiedene Prepregs wurden verwendet, um das Polymerharzsubstrat zu gewinnen. Wenn ein Epoxy- oder Polyimid-Prepreg verwendet wird, zeigte eine Haftvermittlerschicht, die ein Epoxysilan enthält, zufriedenstellende Haftungseigenschaften. Beispielsweise wurde β-Glycidylpropyltrimethoxysilan als eine 0,5 Vol.-%-ige Lösung in Wasser mit einigem Erfolg verwendet. Die EP- A-0 353 766 beschreibt eine Struktur, bei der ein Polynorbornen-Prepreg an eine leitfähige Folie laminiert wird, welche mit einem Silan vorbehandelt wird, welches eine aryloxyfunktionelle Gruppe und Methoxygruppen als hydrolysierbare Gruppen enthält.
Im allgemeinen hängt die Effektivität von Überzügen beim Binden dielektrischer Substrate an Metallfolien von der Verträglichkeit der Beschichtungen mit der Folie und dem Substrat ab. Da unterschiedliche Folien und/oder Substrate in einer bestimmten Mehrschichtstruktur verwendet werden können, ist es erforderlich, kompatible Substrat-Folien-Klebstoff-Kombinationen zu bestimmen.
Polyimidharze wurden für das Polymerharzsubstrat wegen ihrer thermischen Eigenschaften verwendet. In der Tat werden Polyimidharze häufig benutzt, da sie hohe Zuverlässigkeit während ausgedehnter Zeitdauer besitzen. Spezieller zeigen beim Vergleich von Polyimidharzen und Epoxyharzen die Polyimidharze höhere Glasübergangstemperaturen und niedrigere Wärmeausdehnungskoeffizienten. Als ein Ergebnis hiervon reduzierten PCBs aus Polyimidharzen Trommelrisse, verbesserte Packungsreparierbarkeit und hohe Zuverlässigkeit für Schaltkreisplatinen mit hoher Dichte. Ein üblicherweise verwendetes Polyimidharz leitet sich von einem Bismaleimid von Maleinsäureanhydrid sowie Methylendianilin (BMI/MDA) her. MDA ist jedoch ein vermutetes Karzinogen, so daß eine Anzahl von Problemen mit seiner Verwendung verbunden ist. Da BMI/MDA-Polyimidharze in großem Umfang verwendet werden, werden Klebstoffe, die mit BMI/MDA-Polyimidharzen verträglich sind, in großem Maß verwendet.
In jüngster Vergangenheit wurden neue Prepreg-Harzsysteme in den Markt eingeführt. Herkömmliche Klebstoffsysteme, die bisher mit BMI/MDA-Polyimidharzen verwendet wurden, Epoxyharze, oder irgendwelche anderen herkömmlichen Harze für jene Materie sind nicht notwendigerweise verträglich mit den neuen Prepreg-Harzsystemen, die auf dem Markt erschienen. Daher ist es erwünscht, Klebstoffe für die Verwendung in Mehrschichtstrukturen zu bekommen, die effektiv leitfähige Folien mit den oben beschriebenen neuen Prepreg-Harzsystemen verbinden können. Es ist erwünscht, daß die Klebstoffe die Fähigkeit zeigen, über eine starke Haftung an beide, die leitfähigen Folien und die neuen Polyimidharze, zu ergeben, während sie gleichzeitig Hochtemperaturbeständigkeit besitzen.

Zusammenfassung der Erfindung

Die vorliegende Erfindung betrifft das Auffinden kompatibler Schichten einer mehrschichtigen Struktur.
Nach einem Aspekt der vorliegenden Erfindung bekommt man eine mehrschichtige Struktur mit
einer Prepreg-Schicht, wobei die Prepreg-Schicht ein Polyimidharz enthält, das durch Umsetzung einer Bismaleimidverbindung und einr Bisphenol-A-Verbindung hergestellt wurde, und einer Haftvermittlerschicht, die ein Silan der Formel
(Y-R)aSi(X)4-a
enthält, worin a 1 oder 2 ist, X eine hydrolysierbare Gruppe ist, R eine Kohlenwasserstoffgruppe und Y eine heterozyklische funktionale Gruppe ist, mit der Maßgabe, daß X und Y nicht epoxyhaltige Gruppen sind.
Nach einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung bekommt man eine mehrschichtige Struktur mit
einer Prepreg-Schicht, worin das Prepreg aus einem Harz hergestellt ist, das über einen Kohlenstoff-Kohlenstoff-Doppelbindungshärtungsmechanismus härtbar ist, und einer Haftvermittlerschicht, die ein erstes Silan der Formel
(Y-R)a/Si(X)4-a
enthält, worin a 1 oder 2 ist, X eine hydrolysierbare Gruppe ist, R eine Kohlenwasserstoffgruppe und Y eine funktionelle Gruppe ist, die aus der Gruppe ausgewählt ist, welche aus einer heterozyklischen, Acryloxy-, Amid-Gruppe oder einer eine Kohlenstoff-Kohlenstoff-Doppelbindung enthaltende Gruppe besteht, mit der Maßgabe, daß X und Y keine epoxyhaltigen Gruppen sind, und ein zweites Silan der Formel
(GR)bSi(K)4-b
enthält, worin b 0,1 oder 2 ist, K individuell eine Alkoxy-, Alkyl- oder Halogengruppe bedeutet, R eine Kohlenwasserstoffgruppe und G eine funktionelle Gruppe, die unter einer Epoxygruppe und einer Glycidoxygruppe ausgewählt ist, ist.
Gemäß noch einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung wird eine Haftvermittlerschicht für eine mehrschichtige Struktur vorgesehen, die ein erstes Silan der Formel
(Y-R)aSi(X)4-a
enthält, worin a 1 oder 2 ist, X eine hydrolysierbare Gruppe ist, R eine Kohlenwasserstoffgruppe und Y eine funktionelle Gruppe ist, die unter einer heterozyklischen, Acryloxy-, Amid-Gruppe und einer Kohlenstoff-Kohlenstoff-Doppelbindung enthaltenden Gruppe ausgewählt ist, mit der Maßgabe, daß X und Y keine epoxyhaltigen Gruppen sind, und ein zweites Silan der Formel
(GR)bSi(K)4-b
enthält, worin b 0, 1 oder 2 ist, K individuell eine Alkoxy-, Alkyl- oder Halogengruppe ist, R eine Kohlenwasserstoffgruppe und G eine funktionelle Gruppe, die unter einer Epoxygruppe und einer Glycidoxygruppe ausgewählt, bedeutet, wobei diese mehrschichtige Struktur eine Prepreg-Schicht und eine Metallfolienschicht umfaßt.
Die mehrschichtige Struktur kann eine Prepreg-Schicht enthalten, worin das Prepreg aus einem Harz gemacht ist, welches über ein Kohlenstoff-Kohlenstoff-Doppelbindungs-Härtungsverfahren härtbar ist, und eine haftvermittelnde Schicht enthalten, die ein erstes Silan und ein zweites Silan umfaßt, wobei das erste Silan durch die Formel
(Y-R)aSi(X)4-a
wiedergegeben wird, worin a 1 oder 2 ist, X eine hydrolysierbare Gruppe ist, R eine Kohlenwasserstoffgruppe und Y eine funktionelle Gruppe ist, die unter einer heterozyklischen, einer Acryloxy-, einer Amid- und einer Kohlenstoff-Kohlenstoff-Doppelbindung enthaltenden Gruppe ausgewählt ist, mit der Maßgabe, daß X und Y nicht epoxyhaltige Gruppen sind, und das zweite Silan durch die Formel
(GR)bSi(K)4-b
wiedergegeben wird, worin b 0,1 oder 2 ist, K individuell eine Alkoxygruppe, Alkylgruppe oder Halogengruppe ist, R eine Kohlenwasserstoffgruppe und G eine funktionelle Gruppe ist, welche unter einer Epoxygruppe und einer Glycidoxygruppe ausgewählt ist.
Nach einer Ausführungsform liefert die vorliegende Erfindung eine mehrschichtige Struktur, die eine Metallfolienschicht, eine Prepreg-Schicht, worin das Prepreg aus einem Harz hergestellt ist, welches über einen Kohlenstoff-Kohlenstoff-Doppelbindungs-Härtungsmechanismus härtbar ist, und eine Haftvermittlerschicht zwischen der Metallfolienschicht und der Prepreg-Schicht enthält, welche letztere ein erstes Silan und ein zweites Silan enthält, wobei das erste Silan durch die Formel
(Y-R)aSi(X)4-a
wiedergegeben wird, worin a 1 oder 2 ist, X eine hydrolysierbare Gruppe ist, R eine Kohlenwasserstoffgruppe und Y eine funktionelle Gruppe, die unter einer heterozyklischen Gruppe, einer Akryloxygruppe, einer Amidgruppe und einer Kohlenstoff-Kohlenstoff-Doppelbindung enthaltenden Gruppe ausgewählt ist, ist, mit der Maßgabe, daß X und Y keine epoxyhaltigen Gruppen sind, und das zweite Silan durch die Formel
(GR)bSi(K)4-b
wiedergegeben wird, worin b 0, 1 oder 2 ist, K individuell eine Alkoxy-, Alkyl- oder Halogengruppe ist, R eine Kohlenwasserstoffgruppe und G eine funktionelle Gruppe, die unter einer Epoxygruppe und einer Glycidoxygruppe ausgewählt ist, bedeutet.
Verschiedene bevorzugte Merkmale und Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden nun als nicht beschränkendes Beispiel beschrieben.
Die mehrschichtigen Strukturen nach der vorliegenden Erfindung enthalten wenigstens zwei Schichten. Bei einer Ausführungsform enthält die mehrschichtige Struktur wenigstens eine Prepreg- Schicht und wenigstens eine Haftvermittlerschicht. Bei einer anderen Ausführungsform enthält die mehrschichtige Struktur wenigstens eine Metallfolienschicht, wenigstens eine Prepreg-Schicht und wenigstens eine Haftvermittlerschicht. Die mehrschichtige Strukturen können weiterhin wenigstens eine Klebstoffschicht enthalten.
Die mehrschichtigen Strukturen nach der vorliegenden Erfindung schließen eine Prepreg- Schicht ein. Brauchbare Prepregs, die manchmal als dielektrische Substrate bezeichnet werden, können durch Imprägnieren von gewebtem Glas, gewebter Zellulose, Papierbögen oder anderen Verstärkungsmaterialien mit Harzen oder teilgehärteten Harzen hergestellt werden.
Prepreg-Schichtharze gemäß der Erfindung härten über einen Kohlenstoff-Kohlenstoff- Doppelbindungshärtungsmechanismus. Mit anderen Worten, die Moleküle der Prepreg-Harze besitzen eine polymerisierbare Doppelbindung. Dieser Mechanismus steht im Gegensatz zu Harzen, die über die Imidisierung von Polyamidsäuren (Imidisierung von Säure und Amid, Säure und Amin) härten oder Harzen, die durch die Reaktion von Epoxidgruppen härten. Beispiele von Prepreg- Schichtharzen, die über einen Kohlenstoff-Kohlenstoff-Doppelbindungshärtungsmechanismus aushärten, schließen Polyimid, Polyester, vernetzt mit einer vinylhaltigen Gruppe (ungesättigter Polyester), Silizium-Kohlenstoff-Harze, wie Sycar®-Harze, erhältlich bei Hercules, sowie zwei oder mehr hiervon ein.
Bei einer Ausführungsform kann eine Prepreg-Schicht sich von einem Polyimidharz herleiten. Bei noch einer anderen Ausführungsform können Polyimid-Prepreg-Schichten aus anderen Verbindungen als Methylendianilin gemacht werden. Eine Polyimid-Prepreg-Schicht ist auch durch Abwesenheit von Diaminen, wie Methylendianilin, gekennzeichnet.
Beispiele von Polyimid-Prepregs schließen K750, entwickelt von Rhone-Paulenc, Inc., PPMR-15-Reihe, die bei Hysol Corp. erhältlich ist, das von Hitco entwickelte V-378A und das von Upjohn entwickelte POI-2080 ein. Bei einer Ausführungsform leitet sich das Polyimidharz von einer Bismaleimid-Verbindung und einer Bisphenol-A-Verbindung her. Bismaleimid-Verbindungen schließen beispielsweise 4-4'-Bismaleimidodiphenylmethan ein. Bisphenol-A-Verbindungen sind beispielsweise O,O'-Diallylbisphenol A. Ein über einen Kohlenstoff-Kohlenstoff-Doppelbindungshärtungsmechanismus härtendes Polyimid kann durch Umsetzung von 4-4'-Bismaleimidodiphenylmethan mit O,O'-Diallylbisphenol A erhalten werden. Spezielle Beispiele sind etwa Araldite® XU 8292 NPM 60-1 und RD90-154, die bei Ciba-Geigy erhältlich sind. Bei einer anderen Ausführungsform ist die Prepreg-Schicht durch Abwesenheit von Epoxygruppen gekennzeichnet.
Bei einer anderen Ausführungsform kann eine Prepreg-Schicht sich von einem ungesättigten Polyester, wie einem mit einer vinylhaltigen Gruppe vernetzten Polyester herleiten. Vinylhaltige Gruppen schließen Styrole, substituierte Styrole, wie α-Methylstyrol, Divinylbenzol, Diallylphthalat, Methylmethacrylat, Vinyltoluol und dergleichen ein. Andere ungesättigte Polyesterharze sind in Reaction Polymers, herausgegeben von Wilson F. Gum et al. und publiziert von Hanser Publishers auf den Seiten 153 bis 200 beschrieben. Härtungsmittel für Polyester, die mit einer vinylhaltigen Gruppe vernetzt sind, schließen Peroxide, wie Benzoylperoxid und Methylethylketonperoxid ein. Außerdem kann ein Beschleuniger, wie Dimethylahilin oder Cobaltnaphthenat, benutzt werden.
Die mehrschichtigen Strukturen der vorliegenden Erfindung enthalten eine Haftvermittlerschicht. Die Haftvermittlerschicht kann auf einer Seite der Metallfolienschicht oder der Prepreg- Schicht liegen. Die Haftvermittlerschicht kann auch zwischen der Metallfolienschicht und der Prepreg-Schicht angeordnet sein. Bei einer Ausführungsform ist die Haftvermittlerschicht durch Abwesenheit von Chrom gekennzeichnet. Der Begriff der epoxyhaltigen Gruppen, wie er hier verwendet wird, bedeutet Gruppen, die den Rest
enthält. Der Begriff hydrolysierbare Gruppen, wie er hier verwendet wird, bedeutet Gruppen die 1 bis etwa 8 Kohlenstoffatome enthalten können, vorzugsweise 1 bis etwa 4 Kohlenstoffatome enthalten. Hydrolysierbare Gruppen schließen auch Halogenatome ein. Beispielsweise enthält X Kohlenwasserstoff und Alkoxygruppen, wie Methoxy-, Ethoxy-, Propyloxy- und Butoxygruppen, sowie Chlor, Brom und Jod. Kohlenwasserstoffgruppen schließen Alkyl-, Alkenyl-, oder irgendeine andere Gruppe ein, welche Kohlenstoff- und Wasserstoffatome enthält. Bei einer Ausführungsform ist R eine Alkylgruppe mit 1 bis etwa 5 Kohlenstoffatomen. Bei einer Ausführungsform ist R eine Alkylgruppe mit 1 bis etwa 3 Kohlenstoffatomen. Bei noch einer anderen Ausführungsform ist das Silan durch Abwesenheit freier Aminogruppen gekennzeichnet.
Y ist eine funktionelle Gruppe, die mit dem Härtungsmechanismus des Prepreg-Harzes verträglich sein muß. Y wird daher unter heterozyklischen Gruppen, Acryloxygruppen, Amidgruppen und Gruppen, die Kohlenstoff-Kohlenstoff-Doppelbindungen enthalten, ausgewählt. Beispiele heterozyklischer Gruppen sind etwa substituierte und unsubstituierte Pyrrole, Pyrazole, Imidazole, Pyrrolidine, Pyridine, Pyrimidine, Oxazole, Thiazole, Furane oder Thiophene. Bevorzugt werden stickstoffhaltige heterozyklische Gruppen verwendet. Vorzugsweise werden heterozyklische Gruppen mit etwas Ungesättigtheit verwendet. Beispiele von Acryloxygruppen sind etwa Acryloxy-, Alkylacryloxygruppen, wie Methacryloxy und dergleichen. Beispiele von Kohlenstoff-Kohlenstoff-Doppelbindung enthaltenden Gruppen sind Alkenyl, Cyclopentadienyl, Styryl und Phenyl.
Beispiele von Silanen der Formel I schließen folgende ein:
N-(3-Trimethoxysilylpropyl)-pyrrol,
N-[3-(Triethoxysilyl)-propyl]-4,5-dihydroimidazol,
β-Trimethoxysilylethyl-2-pyridin, N-Phenyiaminopropyltrimethoxysilan,
3-(N-Styrylmethyl-2-aminoethylamino)-propyltrimethoxysilan, Methacryloxypropenyltrimethoxysilan, 3-Methacryloxypropyltrimethoxysilan, 3-Methacryloxypropyltrimethoxysilan, 3-Methacryloxypropyltris-(methoxyethoxy)-silan, 3-Cyclopentadienylpropyltriethoxysilan, 7-Oct-1-enyltrimethoxysilan, Prosil® 9214 von PCR, Inc. (ein Carboxyamidsilan) und dergleichen. Silane, wie N-[3-(Trimethoxysilyl)- propyl]-4,5-dihydroimidazol und 3-Methacryloxypropyltrimethoxysilan sind bevorzugt.
Wenn hier verwendet, bedeutet der Begriff individuell, daß zwei oder mehr Substituenten K an dem zweiten Silan unterschiedliche Gruppen sein können. Beispielsweise im Fall, wo b 1 ist, können die beiden Substituenten K Alkoxygruppen sein, während ein Substituent K eine Alkylgruppe ist. Die Alkoxy- oder Alkylgruppe kann 1 bis etwa 8 Kohlenstoffatome enthalten und enthält vorzugsweise 1 bis etwa 4 Kohlenstoffatome. Bei einer bevorzugteren Ausführungsform enthält die Alkoxy- oder Alkylgruppe 1 bis etwa 2 Kohlenstoffatome.
Bevorzugte Beispiele von Silanen nach der Formel II schließen folgende ein:
Tetramethoxysilan, Tetraethoxysilan und 3-Glycidoxypropyltrimethoxysilan. Andere Beispiele sind etwa Tetrapropoxysilan, Tetra-n-butoxysilan, γ-Glycidoxypropylmethyldimethoxysilan, γ-Glycidoxypropylpylpentamethyldisiloxan, γ-Glycidoxypropylmethyldiethoxysilan, γ-Glycidoxypropyldimethylethoxysilan, (γ-Glycidoxypropyl)-bis-(trimethylsiloxy)-methylsilan usw.
Bei einer Ausführungsform, bei der ein erstes und ein zweites Silan vorliegen, enthalten Beispiele bevorzugter Kombinationen N-[3-(Triethoxysilyl)-propyl]-4,5-dihydroimidazol und Tetramethoxysilan; 3-Methacryloxypropyltrimethoxysilan und Tetramethoxysilan, N-[3-(Triethoxysilyl)-propyl]- 4,5-dihydroimidazol und 3-Glycidoxypropyltrimethoxysilan und 3-Methacryloxypropyltrimethoxysilan und 3-Glycidoxypropyltrimethoxysilan. Andere Beispiele sind etwa N-(3-Trimethoxysilylpropyl)- pryrrol und Tetramethoxysilan, β-Trimethoxysilylethyl-2-pyridin und γ-Glycidoxypropylmethyldimethoxysilan, 3-(N-Styrylmethyl-2-aminoethylamino)-propyttrimethoxysilan und y-Glycidoxypropylmethyldiethoxysilan; 3-Cyclopentadienylpropyltriethoxysilan und γ-Glycidoxypropyldimethylethoxysilan und 7-Oct-1-enyltrimethoxysilan und Tetramethoxysilan.
Bei einer Ausführungsform besteht die Haftvermittlerschicht im wesentlichen aus den ersten und zweiten Silanen. Bei einer anderen Ausführungsform, bei der ein erstes und ein zweites Silan in einer Haftvermittlerschicht vorhanden sind, liegt das Verhältnis des ersten Silans zu dem zweiten Silan bei etwa 5 : 95 bis etwa 95 : 5 und vorzugsweise bei etwa 10 : 90 bis etwa 90 : 10 in der Haftvermittlerschicht. Bei einer anderen Ausführungsform ist das Verhältnis des ersten Silans zu dem zweiten Silan etwa 20 : 80 bis etwa 95 : 5 in der Haftvermittlerschicht. Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist das Verhältnis des ersten Silans zu dem zweiten Silan etwa 80 : 20 bis etwa 95 : 5. Die Konzentration an Silan(en) in einem Lösungsmittel vor der Aufbringung liegt im Bereich von etwa 0,1 bis etwa 5 Gew.-%. Vorzugsweise ist die Konzentration an Silan(en) in einem Lösungsmittel im Bereich von etwa 0,5 bis etwa 1,5 Gew.-%. Geeignete Lösungsmittel schließen eines oder mehrere der Lösungsmittel Wasser und organische Lösungsmittel, wie von Alkoholen, Ketonen, Cellusolve, Tetrahydrofuran und dergleichen ein. Allgemeine Methoden zur Herstellung von Silanabscheidungslösungen sind dem Fachmann bekannt.
Die mit dieser Erfindung verwendete Metallfolienschicht enthält eines oder mehrere der Elemente Aluminium, Antimon, Arsen, Chrom, Cobalt, Kupfer, Gold, Nickel, Phosphor, Platin, Silber, Zinnlot, Titan, Zink und Legierungen hiervon Bei einer Ausführungsform besteht die Metallfolienschicht aus Kupfer- oder Kupferbasislegierungsfolie. Diese Metallfolien sind in der Technik bekannt und werden unter Anwendung einer von wenigstens zwei Techniken hergestellt. Bearbeitete oder gewalzte Folie wird durch mechanische Reduzierung der Dicke eines Kupfer- oder Kupferlegierungsstreifen oder -barrens nach einem Verfahren, wie durch Walzen, hergestellt. Galvanisch abgeschiedene Metallfolie wird durch elektrolytische Abscheidung von Metallionen auf einer rotierenden Kathodentrommel und anschließendes Abschälen des abgeschiedenen Streifens von der Kathode gewonnen. Galvanisch abgeschiedene Kupferfolien sind besonders bevorzugt.
Die Metallfolien haben typischerweise nominale Dicken im Bereich von etwa 5,08 · 10&supmin;&sup6; m (0,002 Inch) bis etwa 5,08 · 10&sup4; m)0,02 Inch). Die Foliendicke wird manchmal als Gewicht ausgedrückt, und typischerweise haben die Metallfolien der vorliegenden Erfindung Gewichte oder eine Dicke im Bereich von etwa 3,81 · 102 kg/m² (1/8 oz/ft²) bis etwa 4,27 kg/m² (14 oz/ft²).
Galvanisch abgeschiedene Metallfolien haben eine glatte oder glänzende (Trommel-) Seite und eine rauhe oder matte (Metallabscheidungs-Wachstumsfront)-Seite. Die erfinderische Haftvermittlerschicht kann auf einer Seite der Folie zum Anhaften gebracht werden und wird in einigen Fällen auf beiden Seiten zum Anhaften gebracht.
Bei einer Ausführungsform ist die Seite oder sind die Seiten der Folie (galvanisch abgeschieden oder bearbeitet), auf denen die Haftvermittlerschicht anhaftet, eine "Standardprofiloberfläche", "Niedrigprofiloberfläche" oder "sehr Niedrigprofiloberfläche". Der Begriff "Standardprofiloberfläche" wird hier verwendet, um eine Metallfolienoberfläche mit einem Rtm von etwa 10 um oder weniger zu bezeichnen. Der Begriff "Niedrigprofiloberfläche" bezeichnet eine Metallfolienoberfläche mit einem Rtm von etwa 7 um oder weniger. Der Begriff "sehr Niedrigprofiloberfläche" bezeichnet eine Metallfolienoberfläche mit einem Rtm von etwa 4 um oder weniger. Rtm ist der Mittelwert der maximalen vertikalen Messung von Spitze zu Tal von jeder von fünf aufeinanderfolgenden Probenmessungen und kann unter Verwendung eines Profilometers Surftronic 3, das von der Rank Taylor Hobson, Ltd, Leicester, England, vertrieben wird, gemessen werden.
Obwohl die Folien einer Oberflächenaufrauhungsbehandlung vor der Aufbringung des Klebstoffes nach der Erfindung unterzogen werden können, ist es ein Vorteil der Erfindung, daß erwünschte Haftungseigenschaften für die mehrschichtige Struktur erreicht werden können, ohne daß man die Metallfolie einer zusätzlichen Oberflächenaufrauhungsbehandlung unterzieht. So ist bei einer Ausführungsform der Erfindung die Metallfolie durch das Fehlen einer zusätzlichen Oberflächenaufrauhungsbehandlung auf der Seite oder den Seiten gekennzeichnet, auf denen die Haftvermittlerschicht zum Anhaften gebracht wird. Der Begriff "zusätzliche Aufrauhungsbehandlung" bedeutet irgendeine Behandlung, die auf einer Basis- oder Rohmetallfolie durchgeführt wird und die Rauheit der Oberfläche der Metallfolie erhöht.
Diese Behandlungen schließen Kupfer, das elektrolytisch in Kugel- oder Pulverform abgeschieden wurde, oder Kupferoxid, das kugelförmig oder dentritisch wächst, ein. Bei einer Ausführungsform wird mechanische Aufrauhung, die bearbeiteter Metallfolie während des Walzens oder durch anschließenden Abrieb erteilt wurde, welcher die Rauheit über jene hinaus steigert, die eine Standardprofiloberfläche hat, als eine zusätzliche Oberflächenaufrauhungsbehandlung angesehen. Bei einer Ausführungsform wird Rauheit, die einer galvanisch abgeschiedenen Metallfolie während der galvanischen Abscheidung, die die Rauheit über jene einer Standardprofiloberfläche hinaus steigert, erteilt wurde, als zusätzliche Oberflächenaufrauhung angesehen. Bei einer Ausführungsform wird irgendeine Rauheit, die der rohen oder Basismetallfolie erteilt wurde und die die Rauheit dieser Folie über jene einer Standardprofiloberfläche hinaus steigert, als eine zusätzliche Oberflächenaufrauhungsbehandlung angesehen. Bei einer Ausführungsform wird irgendeine Rauheit, die der rohen oder Basismetallfolie erteilt wird und die Rauheit dieser Folie über jene einer Niedrigprofiloberfläche hinaus steigert, als eine zusätzliche Oberflächenaufrauhungsbehandlung angesehen.
Bei einer Ausführungsform wird jegliche Rauheit, die de rohen oder Basismetallfolie erteilt wurde und die die Rauheit dieser Folie über jene einer sehr Niedrigprofiloberfläche gesteigert wurde, als eine zusätzliche Oberflächenaufrauhungsbehandlung angesehen.
Bei einer Ausführungsform ist die Seite oder sind die Seiten der Basis- oder Rohmetallfolie, auf welchen die Haftvermittlerschicht anhaftet, vor der Aufbringung der Haftvermittlerschicht auf der Metallfolie unbehandelt. Der Begriff "unbehandelt" wird hier verwendet, um zu zeigen, daß die rohe oder Basisfolie keiner anschließenden Behandlung zum Zweck einer Verbesserung der Folieneigenschaften unterzogen wurde.
Wie oben angegeben, liegt es innerhalb des Erfindungsgedankens, auf Metallfolien, die einer zusätzlichen Oberflächenaufrauhungsbehandlung unterzogen wurden, die Haftvermittlerschicht aufzubringen. So werden bei einer Ausführungsform eine oder beide Seiten der Metallfolie mit einer aufgerauhten Kupfer- oder Kupferoxidschicht vor der Aufbringung der Haftvermittlerschicht behandelt. Das Kupfer kann elektrolytisch in Kugel- oder Pulverform abgeschieden werden. Das Kupferoxid kann kugelig oder dentritisch wachsen.
Bei einer Ausführungsform wird die Seite oder werden die Seiten der Basis- oder Rohmetallfolie, auf welchen die Haftvermittlerschicht zum Anhaften gebracht wird, vor der Aufbringung der Haftvermittlerschicht mit einer oder mehreren Oberflächenbehandlungsschichten zum Zweck einer Verbesserung der Metallfolieneigenschaften behandelt. Eine Seite der Metallfolie, die nicht auf ihr aufgebracht die Haftvermittlerschicht besitzt, kann gegebenenfalls auch eine oder mehrere solcher Behandlungsschichten, die auf ihr aufgebracht sind, haben. Diese Oberflächenbehandlungen sind in der Technik bekannt.
Bei einer Ausführungsform werden eine oder beide Seiten der Metallfolie mit wenigstens einer metallischen Schicht behandelt, wobei das Metall in dieser metallischen Schicht aus der Gruppe ausgewählt wird, die aus Antimon, Messing, Bronze, Cobalt, Indium, Nickel, Zinn, Zink und Gemischen zweier oder mehrerer derselben besteht, bevor die Haftvermittlerschicht aufgebracht wird. Metallische Schichten dieses Typs werden in einigen Fällen als Barriereschichten bezeichnet. Diese metallischen Schichten haben vorzugsweise Dicken im Bereich von etwa 0,01 bis etwa 1 Mikron (1 Mikron = 1 um), stärker bevorzugt etwa 0,05 bis etwa 0,1 Mikron.
Bei einer Ausführungsform werden eine oder beide Seiten der Metallfolie mit wenigstens einer metallischen Schicht behandelt, wobei das Metall in dieser metallischen Schicht Aluminium Antimon, Arsen, Chrom, Chrom-Zinklegierung, Molybdän, Nickel, Phosphor, Zinn, Zink oder ein Gemisch zweier oder mehrerer hiervon ist, bevor die Haftvermittlerschicht aufgebracht wird. Metallische Schichten dieses Typs werden in einigen Fällen als Stabilisierungsschichten bezeichnet. Diese metallischen Schichten haben vorzugsweise Dicken im Bereich von etwa 0,005 bis etwa 0,05 Mikron, stärker bevorzugt etwa 0,01 bis etwa 0,02 Mikron.
Bei einer Ausführungsform werden eine oder beide Seiten der Metallfolie zunächst mit wenigstens einer Barriereschicht, dann wenigstens einer Stabilisierungsschicht, wie oben diskutiert, vor der Aufbringung der Haftvermittlerschicht behandelt. Bei einer Ausführungsform werden eine oder beide Seite der Metallfolie mit wenigstens einer aufgerauhten Schicht von Kupfer oder Kupferoxid, dann wenigstens einer Barriereschicht des oben diskutierten Typs vor der Aufbringung der Haftvermittlerschicht behandelt. Bei einer Ausführungsform werden eine oder beide Seiten der Metallfolie mit wenigstens einer aufgerauhten Kupfer- oder Kupferoxidschicht behandelt, dann wird wenigstens eine Stabilisierungsschicht des oben diskutierten Typs zum Anhaften an der Kupfer- oder Kupferoxidschicht gebracht, bevor die Haftvermittlerschicht aufgebracht wird. Bei einer Ausführungsform werden eine oder beide Seiten der Metallfolie mit wenigstens einer aufgerauhten Kupfer- oder Kupferoxidschicht behandelt, dann wird wenigstens eine Barriereschicht des oben diskutierten Typs zum Anhaften an der aufgerauhten Schicht gebracht, und schließlich wird wenigstens eine Stabilisierungsschicht zum Anhaften an der Barriereschicht vor der Aufbringung der Haftvermittlerschicht gebracht.
Die Haftvermittlerschicht wird so angepaßt, daß sie die Haftung zwischen einer Metallfolienschicht und einer Prepreg-Schicht verbessert. Die Haftvermittlerschicht wird auf einer oder auf beiden Seiten der Metallfolie aufgebracht, die Metallfolienoberfläche, auf welcher die resultierende Haftvermittlerschicht aufgebracht wird, ist unbehandelt oder, wie oben diskutiert, behandelt. Die Haftvermittlerschicht kann auf der Metallfolienoberfläche unter Verwendung bekannter Aufbringungsmethoden aufgebracht werden, welche Umkehrwalzenbeschichtung, Rakelbeschichtung, Tauchen, Anstreichen und Besprühen einschließen. Das Verfahren der Aufbringung der Haftvermittlerschicht kann gegebenenfalls mehrmals wiederholt werden.
Die Aufbringung der Haftvermittlerschicht auf der Metallfolienoberfläche kann typischerweise bei einer Temperatur von vorzugsweise etwa 15ºC bis etwa 45ºC, stärker bevorzugt von etwa 20ºC bis etwa 30ºC bewirkt werden. Nach der Aufbringung der Haftvermittlerschicht auf der Metallfolienoberfläche kann die Haftvermittlerschicht durch ihr Erhitzen auf eine Temperatur von vorzugsweise etwa 50ºC bis etwa 200ºC und bei einer Ausführungsform auf etwa 140 bis 170ºC, vorzugsweise während etwa 1 Sekunde bis etwa 10 Minuten und bei einer Ausführungsform während etwa 5 Sekunden bis etwa 5 Minuten, halbgehärtet werden (B-behandelt), um die Trocknung der Oberfläche zu verbessern.
Die Metallkupferfolien mit der B-behandelten Haftvermittlerschicht darauf aufgebracht haben allgemein eine Rauheit Rtm auf der matten Seite von etwa 2 bis etwa 18 um, und bei einer Ausführungsform von etwa 4 bis etwa 11 um und bei einer anderen Ausführungsform von etwa 5 bis etwa 8 um. Bei einer Ausführungsform der Erfindung haben diese Folien Gewichte von etwa 0,1526 kg/m² (1/2 Unze je Quadratfuß), und das Rtm der matten Seite liegt bei etwa 2 bis etwa 12 um oder etwa 4 bis etwa 8 um. Bei einer Ausführungsform haben diese Folien Gewichte von etwa 0,305 kg/m² (1 Unze je Quadratfuß) und ist das Rtm der matten Seite etwa 2 bis etwa 16 um oder etwa 5 bis etwa 9 um. Bei einer Ausführungsform haben diese Folien Gewichte von etwa 2 Unzen je Quadratfuß und ist das Rtm der matten etwa 6 bis etwa 18 um oder etwa 8 bis etwa 11 um. Bei einer Ausführungsform ist Rtm für die glänzende Seite dieser Folien weniger als etwa 4 um oder weniger als etwa 3 um oder liegt im Bereich von etwa 1,5 bis etwa 3 um oder etwa 2 bis etwa 2,5 um.
Die Metallfolien mit der B-behandelten Haftvermittlerschicht darauf können an eine oder an mehrere Prepreg-Schichten gebunden werden. Die Haftvermittlerschicht verbessert die Bindung oder Abschälfestigkeit zwischen der Metallfolienschicht und der Prepreg-Schicht. Ein Vorteil der Metallfolien ist jener, daß die Folien zusätzliche Oberflächenaufrauhung vermeiden können und dennoch eine wirksame Bindung oder Abschälfestigkeit mit Prepreg-Schichten zeigen. Die Folien können eine Standardprofiloberfläche, Niedrigprofiloberfläche und sogar Sehrniedrigprofiloberfläche haben und dennoch annehmbare Abschälfestigkeiten haben. Mit den Metallfolien kann entweder die matte Seite oder die glänzende wirksam an eine Prepreg-Schicht gebunden werden.
Alternativ wird die Haftvermittlerschicht auf einer oder auf beiden Seiten der Prepreg- Schicht aufgebracht. Die Haftvermittlerschicht kann auf der Prepreg-Oberfläche unter Verwendung bekannter Aufbringungsmethoden aufgebracht werden, wie durch Umkehrwalzenbeschichtung, Rakelbeschichtung, Tauchen, Anstreichen und Besprühen. Das Aufbringungsverfahren kann gegebenenfalls mehrere Male wiederholt werden.
Bei der Herstellung bestimmter Ausführungsformen der mehrschichtigen Struktur ist es sowohl für die Prepreg-Schicht als auch für die Metallfolienschicht günstig, in der Form langer Bahnen von zu Rollen aufgewickeltem gerolltem Material bereitgestellt zu werden. Die gerollten Materialien werden von den Rollen abgezogen und zu rechteckigen Bögen geschnitten. Die rechteckigen Bögen werden dann zu Montagestapeln übereinandergelegt und vereinigt. Jeder Montagestapel kann einen oder mehrere Prepreg-Bögen mit einem Folienbogen auf jeder Seite oder nur auf einer Seite umfas- sen, und in jedem Fall wird die Seite (oder eine der Seiten) des Metallfolienbogens mit der Haftvermittlerschicht daran anhaftend in Nachbarschaft zu dem Prepreg positioniert.
Die mehrschichtige Struktur kann herkömmlichen Laminierungstemperaturen und -drücken zwischen den Platten von Laminierungspressen ausgesetzt werden, um Laminate herzustellen, die Sandwiches eines Prepreg-Bogens oder von Prepreg-Bögen zwischen Metallfolienbögen umfassen. Alternativ kann ein kontinuierliches Laminierverfahren verwendet werden, bei dem die Metallfolie und das Prepreg aufgerollt und durch eine erhitzte Presse als eine kontinuierliche Bahn geführt und danach zu Bögen geschnitten werden.
Durch Anwendung von Wärme und Druck wird die Metallfolienschicht fest gegen die Prepreg-Schicht gepreßt, und die Temperatur, auf die die mehrschichtige Struktur gebracht wird, aktiviert das Harz und bewirkt eine Härtung, d. h. ein Vernetzen des Harzes und somit eine dichte Bindung der Metallfolienschicht an die Prepreg-Schicht. Allgemein gesprochen wird das Laminieren Drücke im Bereich von etwa 2,68 KPa (30 psi) bis etwa 6895 KPa (1000 psi), Temperaturen im Bereich von etwa 150ºC bis etwa 250ºC und einen Laminierzyklus im Bereich von etwa 50 Minuten bis etwa 6 Stunden einschließen. Bei einer Ausführungsform wird ein kontinuierliches Laminierverfahren unter einem Vakuum angewendet oder kein zusätzlicher Druck benutzt, die Temperatur bis zu etwa 200ºC gesteigert und die Laminierungszeit auf weniger als etwa 30 Minuten gehalten. Das resultierende Laminat kann dann benutzt werden, um Platinen gedruckter Schaltung (PCB) herzustellen.
Das resultierende Laminat kann einer subtraktiven Metallätzung unter Bildung elektrisch leitfähiger Linien oder eines elektrisch leitfähigen Musters als Teil eines Verfahrens zur Herstellung einer mehrschichtigen Schaltkreisplatine unterzogen werden.
Eine zweite Haftvermittlerschicht kann dann über dem geätzten Muster unter Verwendung der oben diskutierten Technik aufgebracht werden, und dann wird eine zweite Prepreg-Schicht, die an dem geätzten Muster anhaftet, nach einer zweiten Haftvermittlerschicht zwischen dem geätzten Muster und der zweiten Prepreg-Schicht positioniert. Die Techniken zur Herstellung mehrschichtiger Schaltkreisplatinen sind in der Technik bekannt. Ähnlich sind subtraktive Ätzverfahren bekannt, wie beispielsweise solche, die in der US-Patentschrift 5,017, 271 beschrieben sind.
Eine Anzahl von Herstellungsmethoden ist für die Herstellung von PCBs aus Laminaten bekannt. Zusätzlich gibt es eine Myriade möglicher Endverwendungen für die PCBs einschließlich Radios, Fernsehgeräte, VCR-Computer usw.. Diese Methoden und Endverwendungen sind in der Technik bekannt.
Die folgenden Beispiele dienen der Erläuterung der Erfindung. Wenn nichts anderes angegeben ist, sind in dem folgenden Beispiel sowie in der gesamten Beschreibung und den Ansprüchen alle Teile und Prozentsätze Gewichtsteile und Gewichtsprozentsätze, alle Temperaturen in Celsiusgraden angegeben und alle Drücke Atmosphärendrücke.

Beispiel 1

Eine Lösung wird durch Vereinigung von einem Teil N-Phenylaminopropyltrimethoxysilan mit 40 Teilen Ethanol und 60 Teilen Wasser vereinigt und bis zu 4 Stunden gerührt. Die resultierende Lösung wird durch Aufsprühen oder Tauchen auf Kupferfolie aufgebracht. Überschüssige Lösung kann durch Abquetschen gegebenenfalls entfernt werden. Die beschichtete Folie wird in einem Ofen etwa 30 Sekunden bei 100ºC getrocknet. Die resultierende beschichtete Kupferfolie wird bei etwa 40 psi während etwa 90 Minuten bei etwa 225ºC mit einem Polyimid-Prepreg laminiert, welches aus 4- 4'-Bismaleimidodiphenylmethan besteht, welches mit O,O'-Diallylbisphenol A umgesetzt wurde.

Beispiel 2

Eine Lösung wird durch Vereinigung von einem Teil N-[3-(Triethoxysilyl)-propyl]-4,5- dihydroimidazol mit 99 Teilen Wasser hergestellt und bis zu 4 Stunden gerührt. Die resultierende Lösung wird auf Kupferfolie entweder durch Aufsprühen oder durch Tauchen aufgebracht. Überschüssige Lösung kann durch Abquetschen gegebenenfalls entfernt werden. Die beschichtete Folie wird in einem Ofen während etwa 30 Sekunden bei 100ºC getrocknet. Die resultierende beschichtete Kupferfolie wird mit etwa 275,8 KPa (40 psi) während etwa 90 Minuten bei etwa 225ºC an ein Polyimid-Prepreg laminiert, das aus 4-4'-Bismaleimidodiphenylmethan, umgesetzt mit O,O'- Diallylbisphenol A, hergestellt wurde.

Beispiel 3

Eine Lösung wird durch Vereinigen von einem Teil β-Trimethoxysilylethyl-2-pyridin mit 99 Teilen Wasser hergestellt und bis zu 4 Stunden gerührt. Die resultierende Lösung wird auf Kupferfolie entweder durch Aufsprühen oder durch Tauchen aufgebracht. Überschüssige Lösung kann gegebenenfalls durch Abquetschen entfernt werden. Die beschichtete Folie wird in einem Ofen während etwa 30 Sekunden bei 100ºC getrocknet. Die resultierende beschichtete Kupferfolie wird bei etwa 275,8 KPa (40 psi) während etwa 90 Minuten bei etwa 225ºC an ein Polyimid-Prepreg laminiert, das aus 4-4'-Bismaleimidodiphenylmethan, umgesetzt mit 4,4'-Diallylbisphenol A, bestand.

Beispiel 4

Eine Lösung wird durch Vereinigung eines Teils von 3-(N-Styrylmethyl-2-aminoethylamino)- propyltrimethoxysilan mit 99 Teilen Wasser hergestellt und bis zu 4 Stunden gerührt. Die resultierende Lösung wird entweder durch Aufsprühen oder durch Tauchen auf Kupferfolie aufgebracht. Überschüssige Lösung kann gegebenenfalls durch Abquetschen entfernt werden. Die beschichtete Folie wird in einem Ofen während etwa 30 Sekunden bei 100ºC getrocknet. Die resultierende beschichtete Kupferfolie wird bei etwa 275,8 KPa (40 psi) während etwa 90 Minuten bei etwa 225ºC an ein Polyimid-Prepreg laminiert, das aus 4-4'-Bismaleimidodiphenylmethan, umgesetzt mit O,O'- Diallylbisphenol A, hergestellt worden war.

Beispiel 5

Eine Lösung wird durch Vereinigen von einem Teil Prosil® 9214 von PCR, Inc. mit 99 Teilen Wasser hergestellt und bis zu 4 Stunden gerührt. Die resultierende Lösung wird auf Kupferfolie durch Aufsprühen oder Tauchen aufgebraucht. Überschüssige Lösung kann gegebenenfalls durch Abquetschen entfernt werden. Die beschichtete Folie wird in einem Ofen etwa 30 Sekunden bei 100ºC getrocknet. Die resultierende beschichtete Kupferfolie wird bei etwa 275,8 KPa (40 psi) während etwa 90 Minuten bei etwa 225ºC an ein Polyimid-Prepreg laminiert, das aus 4-4'-Bismaleimidodiphenylmethan umgesetzt mit O,O'-Diallylbisphenol A, hergestellt worden war.

Beispiel 6

Eine Lösung wird durch Vereinigen von 0,8 Teilen N-[3-(Triethoxysilyl)-propyl]-4,5- dihydroimidazol, 0,2 Teilen Tetramethoxysilan mit 99 Teilen Wasser hergestellt und bis zu 4 Stunden gerührt. Die resultierende Lösung wird auf Kupferfolie entweder durch Aufsprühen oder durch Tauchen aufgebracht. Überschüssige Lösung kann gegebenenfalls durch Abquetschen entfernt werden. Die beschichtete Folie wird in einem Ofen während etwa 30 Sekunden bei 100ºC getrocknet. Die resultierende beschichtete Kupferfolie wird bei etwa 275,8 KPa (40 psi) während etwa 90 Minuten bei etwa 225ºC mit einem Polyimid-Prepreg laminiert, das aus 4-4'-Bismaleimidodiphenylmethan, umgesetzt mit O,O'-Diallylbisphenol A, hergestellt wurde.

Beispiel 7

Eine Lösung wird durch Vereinigen von 0,7 Teilen N-(3-Trimethoxysilyl)-propyl)-pyrrol, 0,3 Teilen γ-Glycidoxypropylmethyldimethoxysilan mit 99 Teilen Wasser hergestellt und bis zu 4 sTu nden gerührt. Die resultierende Lösung wird auf Kupferfolie entweder durch Aufsprühen oder durch Tauchen aufgebracht. Überschüssige Lösung kann gegebenenfalls durch Abquetschen entfernt werden. Die beschichtete Folie wird in einem Ofen während etwa 30 Sekunden bei 100ºC getrocknet. Die resultierende beschichtete Kupferfolie wird mit etwa 275,8 KPa (40 psi) während etwa 90 Minuten bei etwa 225ºC an ein Prepreg laminiert, das aus Silizium-Kohlenstoff-Harz Sycar® bestand.

Beispiel 8

Eine Lösung wird durch Vereinigen von 0,6 Teilen 3-Cyclopentadienylpropyltrioxysilan, 0,4 Teilen Tetraethoxysilan mit 99 Teilen Wasser hergestellt und bis zu 4 Stunden gerührt. Die resultierende Lösung wird auf Kupferfolie entweder durch Aufsprühen oder durch Tauchen aufgebracht. Überschüssige Lösung kann gegebenenfalls durch Abquetschen entfernt werden. Die beschichtete Folie wird in einem Ofen während etwa 30 Sekunden bei 100ºC getrocknet. Die resultierende beschichtete Kupferfolie wird bei etwa 275,8 KPa (40 psi) während etwa 90 Minuten bei etwa 225ºC an ein Prepreg laminiert, das aus einem Silizium-Kohlenstoff-Harz Sycar® bestand.

Beispiel 9

Eine Lösung wird durch Vereinigen von 0,2 Teilen N-[3-(Triethoxysilyl)-propyl]-4,5- dihydroimidazol 0,8 Teilen Glycidopropyltrimethoxysilan mit 199 Teilen Wasser hergestellt und bis zu 4 Stunden gerührt. Die resultierende Lösung wird auf Kupferfolie entweder durch Aufsprühen oder durch Tauchen aufgebracht. Überschüssige Lösung kann gegebenenfalls durch Abquetschen entfernt werden. Die beschichtete Folie wird einem Ofen während etwa 30 Sekunden bei 100ºC getrocknet. Die resultierende beschichtete Kupferfolie wird bei etwa 275,8 KPa (40 psi) während etwa 90 Minuten bei etwa 225ºC an ein Polyimid-Prepreg laminiert, das aus 4-4'-Bismaleimidodiphenylmethan, umgesetzt mit O,O'-Diallylbisphenol A, bestand.

Beispiel 10

Eine Lösung wird durch Vereinigen von 0,2 Teilen N-[3-(Triethoxysilyl)-propyl]-4,5- dihydroimidazol, 0,8 Teilen Tretramethoxysilan mit 199 Teilen Wasser hergestellt und bis zu 4 Stunden gerührt. Die resultierende Lösung wird entweder durch Aufsprühen oder durch Tauchen auf Kupferfolie aufgebracht. Überschüssige Lösung kann gegebenenfalls durch Abquetschen entfernt werden. Die beschichtete Folie wird in einem Ofen während etwa 30 Sekunden bei 100ºC getrocknet. Die resultierende beschichtete Kupferfolie wird bei etwa 275,8 KPa (40 psi) während etwa 90 Minuten bei etwa 225ºC mit einem Polyimid-Prepreg laminiert, das aus 4-4'-Bismaleimidodiphenylmethan, umgesetzt mit O,O'-Diallylbisphenol A, hergestellt worden war. TABELLE 1
Tabelle 1 oben repräsentiert einen Vergleich zwischen der Haftfestigkeit unterschiedlicher Prepreg-Schichten. Jede der vier Haftvermittlerschichten ist auf Kupferfolie aufgebracht und dann an zwei oben beschriebene Prepreg-Schichten laminiert. Spezieller werden für die Laminate, die Polyimid Prepregs aus Verbindungen enthalten, die über ein Diamin mit einem Bismaleimid härten, ein Teil jeweils der Verbindung (oder Verbindungskombination) in der linken Spalte mit 99 Teilen Wasser vermischt, dann auf der matten Seite der galvanisch abgeschiedenen Kupferfolie aufgebracht. Die beschichteten Folien werden dann auf vier Lagen Prepreg bei 1723 KPa (250 psi) Druck auflaminiert, auf 225ºC erhitzt und etwa 2 Stunden auf dieser Temperatur gehalten, wonach auf Raumtemperatur gekühlt wurde. Die Laminate werden 1 Stunde bei 225ºC nacheingebrannt. Für die Laminate, die Polyimid Prepregs enthalten; die aus Verbindungen mit einem Kohlenstoff-Kohlenstoff- Doppelbindungshärtungsmechanismus hergestellt worden waren, wird ein Teil jeder der Verbindungen (oder Verbindungskombination) in der linken Spalte mit 99 Teilen Wasser vermischt, dann auf der matten Seite der galvanisch abgeschiedenen Kupferfolie aufgebracht. Die beschichteten Folien werden dann auf vier Lagen von Prepreg bei 275,8 KPa (40 psi) Druck laminiert, auf 225ºC erhitzt und während etwa 1,5 Stunden zusammengehalten, wonach auf Raumtemperatur gekühlt wurde. Alle Laminate werden belichtet und geätzt, um etwa 3,18 · 10&supmin;³ m (0,125 Inch)-Linien zu ergeben, die wie in dem "nach Wärmespannung"-Abschnitt 2.4.8 des IPC-Testmethodenhandbuchs abgeschält werden.
Obwohl die Erfindung in Bezug auf ihre bevorzugten Ausführungsformen erklärt wurde, ist doch verständlich, daß verschiedene Abwandlungen für den Fachmann auf der Hand liegen, wenn er die Beschreibung gelesen hat. Daher ist verständlich, daß die hier beschriebene Erfindung auch solche Abwandlungen als unter den Erfindungsgedanken gemäß den beigefügten Ansprüchen fallend ansieht.

Claims

1. Mehrschichtige Struktur mit:

einer Prepreg-Schicht, wobei die Prepreg-Schicht ein Polyimidharz enthält, das durch die Umsetzung einer Bismaleimid-Verbindung und einer Bisphenol-A-Verbindung hergestellt wurde, und

einer Haftvermittlerschicht, die ein Silan der Formel

(YR)aSi(X)4-a

enthält, worin a 1 oder 2, X eine hydrolysierbare Gruppe, R eine Kohlenwasserstoffgruppe und Y eine heterozyklische funktionale Gruppe ist mit der Bedingung, daß X und Y keine epoxidhaltigen Gruppen sind.

2. Mehrschichtige Struktur nach Anspruch 1, wobei a 1 und X eine Alkoxygruppe mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen ist.

3. Mehrschichtige Struktur nach einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei die Haftvermittlerschicht weiterhin ein zweites Silan der Formel

(GR)bSi(K)4-b

enthält, wobei b 0, 1 oder 2, K individuell eine Alkoxy-, Alkyl- oder Halogengruppe, R eine Kohlenwasserstoffgruppe und G eine funktionale Gruppe, ausgewählt unter einer Epoxygruppe und einer Glycidoxygruppe, ist.

4. Mehrschichtige Struktur mit:

einer Prepreg-Schicht, wobei das Prepreg aus einem Harz hergestellt ist, das über einen Kohlenstoff-Kohlenstoff-Doppelbindungshärtungsmechanismus härtbar ist, und

einer Haftvermittlerschicht, die ein erstes Silan der Formel

(Y-R)aSi(X)4-a

enthält, wobei a 1 oder 2, X eine hydrolysierbare Gruppe, R eine Kohlenwasserstoffgruppe und Y eine funktionale Gruppe, ausgewählt aus der Gruppe, die aus einer heterozyklischen, einer Acryloxy-, einer Amid- und einer eine Kohlenstoff-Kohlenstoff-Doppelbindung enthaltenden Gruppe besteht, ist mit der Bedingung, daß X und Y keine epoxidhaltigen Gruppen sind,

und einem zweiten Silan der Formel

(GR)bSi(K)4-b

wobei b 0, 1 oder 2, K individuell eine Alkoxy-, Alkyl- oder Halogengruppe, R eine Kohlenwasserstoffgruppe und G eine funktionale Gruppe, ausgewählt unter einer Epoxygruppe und einer Glycidoxygruppe, ist.

5. Mehrschichtige Struktur nach Anspruch 4, wobei die Prepreg-Schicht ein Polyimidharz enthält, das durch die Umsetzung einer Bismaleimid-Verbindung und einer Bisphenol-A-Verbindung hergestellt wurde.

6. Mehrschichtige Struktur nach Anspruch 4, wobei a 1, X eine Alkoxygruppe mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen und Y eine funktionale Gruppe, ausgewählt unter einer heterozyklischen Gruppe oder einer Acryloxygruppe, ist.

7. Mehrschichtige Struktur nach einem der vorangegangenen Ansprüche, welche weiterhin eine Metallfolienschicht umfaßt, wobei sich die Haftvermittlerschicht zwischen der Metallfolienschicht und der Prepreg-Schicht befindet.

8. Mehrschichtige Struktur nach Anspruch 7, wobei die Metallfolienschicht Kupfer oder eine Kupferlegierung enthält.

9. Mehrschichtige Struktur nach Anspruch 7 oder 8, wobei die Metallfolienschicht, die unter der Haftvermittlerschicht liegt, eine metallische Schicht aus Aluminium, Antimon, Arsen, Chrom, Kobalt, Indium, Molybdän, Nickel, Phosphor, Zinn, Zink oder einem Gemisch von zwei oder mehreren davon umfaßt.

10. Mehrschichtige Struktur nach einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei die Prepreg- Schicht durch die Abwesenheit von Epoxygruppen gekennzeichnet ist.

11. Mehrschichtige Struktur nach einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei X eine Alkoxygruppe ist.

12. Mehrschichtige Struktur nach einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei R eine Alkylgruppe mit 1 bis 5 Kohlenstoffatomen ist.

13. Mehrschichtige Struktur nach einem der Ansprüche 3 oder 4, wobei das Verhältnis des ersten Silans zu dem zweiten Silan in der Haftvermittlerschicht 5 : 95 bis 95 : 5 beträgt.

14. Mehrschichtige Struktur nach einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei die Struktur wenigstens eine von wenigstens zwei Prepreg-Schichten und wenigstens zwei Haftvermittlerschichten umfaßt.

15. Mehrschichtige Struktur nach einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei das Silan durch die Abwesenheit von Aminogruppen gekennzeichnet ist.

16. Mehrschichtige Struktur nach einem der vorangegangenen Ansprüche 7 bis 15, welche weiterhin ein Haftmittel zwischen der Metallfolienschicht und der Prepreg-Schicht enthält.

17. Mehrschichtige Struktur nach einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei die Haftvermittlerschicht im wesentlichen aus wenigstens dem einen ersten Silan und wenigstens dem einen zweiten Silan besteht.

18. Haftvermittlerschicht für eine mehrschichtige Struktur mit einem ersten Silan der Formel

(YR)aSi(X)4-a,

wobei a 1 oder 2, X eine hydrolysierbare Gruppe, R eine Kohlenwasserstoffgruppe und Y eine funktionale Gruppe, ausgewählt unter einer heterozyklischen, einer Acryloxy-, einer Amid- und einer eine Kohlenstoff-Kohlenstoff-Doppelbindung enthaltenden Gruppe, ist mit der Bedingung, daß X und Y keine epoxidhaltigen Gruppen sind, und einem zweiten Silan der Formel

(GR)bSi(K)4-b,

wobei b 0, 1 oder 2, K individuell eine Alkoxy-, Alkyl- oder Halogengruppe, R eine Kohlenwasserstoffgruppe und G eine funktionale Gruppe, ausgewählt unter einer Epoxygruppe und einer Glycidoxygruppe, ist und wobei die mehrschichtige Struktur eine Prepreg-Schicht und eine Metallfolienschicht umfaßt.

19. Haftvermittlerschicht nach Anspruch 18, wobei das Verhältnis des ersten Silans zu dem zweiten Silan 5 : 95 bis 95 : 5 beträgt.