DE1640192A1

DE1640192A1 - Frequenzstabilisierte metallbeschichtete Kunststoffplatte

Info

Publication number: DE1640192A1
Application number: DE19661640192
Authority: DE
Inventors: Chipman George Paul
Original assignee: General Electric Co
Current assignee: General Electric Co
Priority date: 1965-12-27
Filing date: 1966-12-07
Publication date: 1970-05-27
Also published as: NL6617768A; SE324599B; GB1121388A; FR1505239A; US3466360A; CH459317A; BE691709A

Description

Patentanwalt Patentanwalt 1640192

6 Frankfurf/Main 1 6 Frankfurt/Main 1 _aA~ _ön -_.

PosffachSOH Postfach 3011 . 643-80-1034

General Electric Company, 1 River Road, Schenectady, N.Y., USA

Frequenzstabilisierte metallbeschichtete Kunststoffplatte

Die Erfindung betrifft metallbeschichtete Kunststoffplatten für gedruckte Schaltungen, insbesondere für gedruckte Mikrowellen schaltungen .

Die Verwendung von metallbeschichteten Kunststoffplatten für gedruckte Schaltungen und insbesondere für gedruckte Mikrowellenschaltungen ist bekannt.

Kunststoffe, die für diese Zwecke geeignet sind, sind bestrahlte Polyolefine wie beispielsweise Polyäthylen, weiterhin Mischungen und Kopolymere aus solchen Olefinen wie beispielsweise Äthylen mit Butadien, Isobutylen, Propylen, Buten und Penten» Als weitere Beispiele seien Mischungen oder Kopolymere eines Olefins mit Acrylnitril, Vinylacetat und mit verschiedenen Acrylaten angegeben. /

Um nun die Spannungen zu beseitigen, die während der Herstellung einer gedruckten Schaltkarte aufgetreten sind, kann eine solche Schaltkarte mehrere Male auf eine verhältnismäßig hohe Temperatur

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wie beispielsweise Z immer tempos, tür gebracht werden und anschließend auf eine niedrige Temperatur wieder abgekühlt werden. Unter niedrigen Temperaturen sind dabei Temperaturen zwischen -55°C und -192°C zu verstehen. Ein Zweck dieser thermischen Behandlung liegt darin, die physikalischen Deformationen möglichst klein zu halten, die aufträten, wenn bei der Herstellung des gewünschten elektronischen Schaltkreises das Kupfer auf einer oder auf beiden Seiten der metallbeschichteten Kunststoffplatte weggenommen wird.

Unabhängig von dieser thermischen Behandlung hat sich bei bisher bekannten metallbeschichteten Kunststoffplatten herausgestellt, daß sich ihre Resonanzfrequenz bleibend verschiebt bzw. daß sie eine Hysterese durchläuft, wenn man solche Schaltkarten Temperaturschwankungen zwischen -17 C und + 65°C aussetzt. Diese Verschiebung der ursprünglichen Resonanzfrequenz, die nach der thermischen Behandlung auftritt und bei 1000 MHz etwa 1,5 MHz ausmacht, kann nidt toleriert werden. Man hat nämlich gefunden, daß man eine solche gedruckte Schaltung ohne erneute Abstimmung nur dann verwenden kann, wenn die Frequenzverschiebung bei 1000 MHz nicht mehr als etwa 0,6 MHz ausmacht.

Nach der Erfindung wird nun das Frequenzverhalten von Schaltkarten für Mikrowellenschaltkreise dadurch stabilisiert, daß man die metallbeschichtete Kunststoff karte von Zimmertemperatur aus auf eine gleichmäßige erhöhte Temperatur bringt, die unterhalb des

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Erweichungspunktes des Polyolefins liegt, daß man dann anschließend die Schaltkarte auf etwa -17°C abkühlt und sie dann wieder auf Zimmertemperatur zwischen 20 - 22°C erwärmt. Diese thermische Behandlung wird dann solange wiederholt, bis die Frequenzänderungen im Mikrowellengebiet so klein geworden sind, diß sie zugelassen werden können. Wenn man metallbeschichtete Kunststoffplatten auf jedem dieser Temperaturwerte für etwa 15 Minuten hält, so reicht das üblicherweise aus, die gesamte Karte gleichmäßig auf diesen Temperaturwert zu bringen. Für das Eräjnrrmen werden Temperaturen von etwa 65 C bevorzugt, wenn auch Temperaturen verwendet werden können, die kurz unterhalb des Erweichungspunktes liegen. Temperaturen von etwa 95°C können bereits eine Erweichung oder ein anfängliches Schmelzen des Kunststoffes hervorrufen und sind daher zu vermeiden. Wenn der obere Temperaturwert zwischen etwa 35 C und 50°C liegt, muß die thermische Behandlung öfter wiederholt werden.

Die Schaltkarten in den nachfolgenden Beispielen wurden unter der Verwendung von 1064 g Polyäthylenfolien hergestellt, die eine Dicke von 0,125 mm , 0,275 mm und 0, 325 mm aufwiesen. Diese Polyäthylenfolien wurden mit einer Strahlungsdosis von etwa 12 Megaröntgen bestraut. Die Bestrahlungsenergie betrug 10 Elektronenvolt. Dieser Folienstapel wurde dann oben und unten mit Kupfer belegt, dessen Dicke 0,07 mm betrug. Dieses Kupfer ist auch als 2-Unzen-Kupfer bekannt, da ein Quadratfuß dieses Kupfers 2 Unzen wiegt. Die Polyäthylen- und Kupferfolien wurden dann unter einem Durck von 28 At-

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Biosphären 5 Minuten lang auf eine Temperatur von 85°C gebracht. Dabei entstand eine metallbeschichtete Kunststoffkarte von 47,5 cm Länge und 37,5 cm Breite, deren Dicke in der nachfolgenden Tabelle angegeben ist. Die ganze Kunststoffkarte wurde dann von Zimmertemperatur auf -72°C abgekühlt und daraufhin wieder auf Zimmertemperatur gebracht. Dieses wurde mehrere Male wiederholt, um die Dimensionen der Kunststoffkarte zu stabilisieren und um innere Spannungen aufzuheben, sodaß die Kunststoffkarte nach dem Entfernen des Kupfers von einer oder von beiden Seiten flach blieb und sich nicht W verzog. Anstelle von Polyäthylenfolien kann man zur Herstellung einer solchen metallbeschichteten Kunststoffkarte auch direkt eine Platte aus olyolefin verwenden.

Nach dieser thermischen Behandlung wurden die metallbeschichteten Kunststoffkarten auf einegleichförmige Temperatur von 66°C gebracht, anschließend auf - 17,5°C abgekühlt und dann wieder bis auf Zimmertemperatur erwärmt. Diese Wärmebehandlung stellt einen Behandlungsschritt dar. Diese frequenzstabilisierenden Behandlungst schritte mirden solange wiederholt, bis die Dicke der Schaltkarte bzw. das Frequenzverhalten der Schaltkarte stabil war. In der nachstehenden Tabelle sind die Ergebnisse dieser thermischen Behandlungsschritte für 4 metallbeschichtete Kunststoffplatten aufgeführt, die auf die oben beschriebene Weise hergestellt worden waren. Gleichzeitig sind in der Tabelle die ^ü icke für jede Schaltkarte vor jedem Behandlungsschritt, die Dickenänderung nach jedem Behandlungsschritt und die Gesamtänderung der Dicke nach 6 Behandlungsschritten aufgeführt.

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Bei- Ausgangs- Schritt änderung Schritt änderung Schritt Änderung Schritt spiel dicke (mm) 1 (mm) 2 (mm) 3 (mm)

1	6,2941	6,3322	+ 0,0381	6,3475	+ 0,0153	6,3652	+ 0,0178	6,3805
2	6,3703	6,4135	+ 0,0432	6,4287	+ 0,0153	6,4440	+ 0,0153	6,4491
3	6,3195	6,3576	+ 0,0381	6,3729	+ 0,0153	6,3906	+ 0,0178	6,4033
4	6,3348	6,3754	+ 0,0406	6,3932	+ 9,0178	6,4033	+ 0,0102	6,4135

Fortsetzung

Bei- Änderung Schritt Änderung Schritt Änderung Gesamtändespiel (mm) 5 (mm) 6 (mm) rung (mm)

¹ +	0,0153	0051	6,3856	0,0051	6,3856	0,0000	0,0915
2	+ o,	0127	6,4516	0,0025	6,4541	0,0025	0,0838
3	+ 0,	0102	6,4059	0,0025	6,4059	0,0000	0,0864
4	+ 0,	6,4186	0,0051	6,4186	0,0000	0,0839

Wie man der Tabelle entnehmen kann, ist die Dicke der metallbeschichteten Kunststoffkarten nach 6 Behandlungsschritten praktisch stabil. Wenn man die Kunststoffkarten in einer Schaltung bei 1000 MHz untersucht, so zeigt sich, daß die Änderung der Resonanzfrequenz zwischen 0,3 und 0,6 MHz liegt, wenn man die Temperatur von -17,5°C bis 65°C verändert. Diese Frequenzänderungen liegen innerhalb zulässiger Grenzen.

Wenn man vor der oben beschriebenen thermischen Behandlung die metallbeschichteten Schaltkarten zuerst gleichmäßig auf 100 C erwärmt, ist ihr Frequenzverhalten selbst nach 6 Behandlungsschritten noch nicht stabil. Die Änderung der Resonanzfrequenz beträgt bei 1000 MHz mehr als 1,5 MHz. Auch wenn man die Schaltkarten mehrere Male von Zimmertemperatur auf -17,5°C abkühlt und die Schaltkarten dann wieder auf Zimmertemperatur erwärmt, kann man die Frequenz der Schaltkarten nicht ausreichend gut stabilisieren und außerdemjzeigt das Frequenzverhalten nur eine sehr geringe oder gar keine Änderung.von einem dieser Behandlungsschritte zum nächsten.

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Claims

Patentansprüche

1. Verfahren zur Stabilisierung des Frequenzverhaltens einer metallbeschichteten Kunststoffplatte, die aus Polyolefinfolien aufgebaut ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Kunststoffplatte zuerst von Zimmertemperatur gleichförmig auf eine Temperatur gebracht wird, die unterhalb des Erweichungspunktes des Polyolefins liegt, daß die Kunststoffkarte anschliessend wieder auf Zimmertemperatur gebracht wird, daraufhin auf etwa -17,5 C abgekühlt wird und wieder auf Zimmertemperatur erwärmt wird, und daß diese Behandlungsschritte solange wiederholt werden, bis das Frequenzverhalten konstant bleibt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die obere Temperatur bei etwa 65°C liegt.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die obere Temperatur bei etwa 52 C liegt.

4. Verfahren nach Ansprüchen 1, 2 oder 3, dadurch gekennze ichnet , daß zum Beschichten der Polyolef inplatte Kupfer verwendet wird.

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