DE1590530C

DE1590530C - Process for the production of micro wave components

Info

Publication number: DE1590530C
Authority: DE
Inventors: Der Anmelder Ist
Original assignee: Kuhn, Hans, Dipl Phys , 7530 Pforz heim
Publication date: 1972-05-04

Description

Bei Mikrowellenbauteilen bestimmen die mechanischen Abmessungen des von einem metallischen Leiter begrenzten Hohlraumes die elektrischen Eigenschaften. Dies gilt für Hohlraumresonatoren oder koaxiale Anordnungen in gleicher Weise. Die metallische Begrenzungsfläche des Hohlraumes soll dabei, um die ohmschen Verluste klein zu halten, möglichst hohe elektrische Leitfähigkeit aufweisen, was meist durch galvanische Versilberung derselben erzielt wird. Diese galvanische Versilberung der Innenflächen eines gesamten, kompliziert auf-:' juten Bauteiles ist oft recht schwierig und in vielen Fällen sogar unmöglich. Deshalb mußte man bisher entweder zugunsten einer ausreichenden Zugänglichkeit für die Galvanisierung auf die elektrisch günitigste Bauform verzichten, oder man mußte die Bauelemente in einzelne Untergruppen unterteilen und mechanische Trennstellen an ihnen vorsehen, so daß sie nach dem Galvanisieren durch Verschrauben wieder zusammengesetzt werden konnten. Eine derartige Maßnahme bedingt aber nicht nur eine Verteuerung, sondern sie beeinträchtigt infolge möglicher schlechter Kontaktgabe auch die Güte und Betriebssicherheit des Bauteils.In the case of microwave components, the mechanical ones determine Dimensions of the cavity bounded by a metallic conductor, the electrical Properties. This applies equally to cavity resonators or coaxial arrangements. the metallic boundary surface of the cavity should, in order to keep the ohmic losses small, Have the highest possible electrical conductivity, which is usually achieved by galvanic silver plating of the same is achieved. This galvanic silver plating of the inner surfaces of an entire, complicated on-: 'juten Component is often very difficult and in many cases even impossible. That's why you had to either in favor of sufficient accessibility for electroplating to the most electrically favorable Do without the design, or you had to divide the components into individual subgroups and provide mechanical separation points on them so that they can be screwed after electroplating could be reassembled. Such a measure not only increases the price, but it also affects the quality and due to possible poor contact Operational safety of the component.

Es wurde bisher noch nicht versucht, galvanisierte Einzelteile nachträglich im Schutzgas zu löten, da es bislang immer als für das Galvanisieren eines Bauteils unerläßliche Vorbehandlung galt, es zwecks einer besseren Haftung der aufzugalvanisierenden Schichten zu unterkupfern. Ein derart unterkupfertes Bauelement hält aber nicht den bei der Schutzgaslötung auftretenden hohen Temperaturen stand. Es bilden sich vielmehr Blasen, und dies führt zu einem Zerreißen der Nickelschicht.No attempt has yet been made to subsequently solder galvanized individual parts in the protective gas, as it Until now, it has always been regarded as an indispensable pretreatment for the electroplating of a component copper plating for better adhesion of the layers to be electroplated. Such an undercoppered one However, the component does not withstand the high temperatures that occur during inert gas soldering. It rather, bubbles form, and this tears the nickel layer.

Mit der Erfindung wird jedoch ein besseres und einfacheres Verfahren zur Herstellung von aus vorgefertigten Hohlleitern und vorgefertigten Teilen durch Hartlöten zusammengesetzten Mikrowellenbauteilen aus Stahl oder Invar angegeben, wobei der Hohlleiter und die Teile unter Schutzgas mit einem Hartlot hoher Schmelztemperatur insoweit zusammengefügt werden, als sie danach noch einer Galvanisierung zugänglich sind. Die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß die so entstandenen Hohlleiter-Baugruppen und die noch in den Hohlleiter einzusetzenden Teile durch Galvanisierung eine Nikkeischicht und darauf eine Silberschicht erhalten und daß die Vereinigung der galvanisierten Teile unter Schutzgas mit einem Hartlot niedrigerer Schmelztemperatur erfolgt.However, the invention provides a better and simpler method of making from prefabricated Waveguides and prefabricated parts assembled by brazing microwave components made of steel or Invar specified, with the waveguide and the parts under protective gas with a Hard solder of high melting temperature are joined together to the extent that they are then subjected to electroplating are accessible. The invention is characterized in that the resulting waveguide assemblies and the parts still to be inserted into the waveguide by electroplating a Nikke layer and on it received a layer of silver and that the union of the galvanized parts under Protective gas takes place with a hard solder with a lower melting temperature.

Das Verfahren soll im folgenden näher erläutert werden.The method is to be explained in more detail below.

Ein Mikrowellenbauteil wird so weit in Baugruppen unterteilt, daß jede Baugruppe einer Galvanisicrung leicht zugänglich ist. Als Grundmaterial für die Baugruppen wird Stahl oder Invar verwendet. Auf diesen wird ohne eine vorhergehende Unterkupferung als Korrosionsschutz eine einige μΐη dicke Nickel* schicht und darauf zur Erhöhung der Leitfähigkeit der Innenfläche eine einige μίτι dicke Silberschicht aufgalvanisiert. Die derart galvanisierten Untergruppen werden dann durch Löten unter Schutzgas mittels eines Lotes guter elektrischer Leitfähigkeit, vorzugsweise einer eutektischen Kupfer-Silber-Legierung (780° C). zu dem Mikrowellenbauteil zusammengefügt. Die Unterkupferung ist deshalb entbehrlich, weil durch den bei dem mit Schutzgaslöten verbundenen Glühprozeß die erforderliche innige Haftung der aufgalvankierteii Nickel- und Silberschicht mit dem Grundmaterial zustande kommt.A microwave component is subdivided into subassemblies to such an extent that each subassembly is easily accessible for electroplating. Steel or Invar is used as the basic material for the assemblies. A nickel layer that is a few μm thick is electroplated onto this without prior copper plating as protection against corrosion, and a silver layer that is a few μm thick is electroplated onto it to increase the conductivity of the inner surface . The sub-groups galvanized in this way are then soldered under protective gas using a solder with good electrical conductivity, preferably a eutectic copper-silver alloy (780 ° C.). assembled to form the microwave component. The undercopping is unnecessary because the annealing process associated with inert gas soldering creates the necessary intimate adhesion of the galvanized nickel and silver layer to the base material.

Die Einzelteile der Baugruppen, beispielsweise die Flansche an den Enden der Hohlleiter, werden vorThe individual parts of the assemblies, for example the flanges at the ends of the waveguide, are in front

ίο dem Galvanisieren zu einer Baugruppe zusammengefügt. Sie werden dabei mit einem höher schmelzenden Lot, vorzugsweise Feinsilber, unter Schutzgas zusammengelötet. An den Stellen, und nur da, wo das Silberlöt fließen soll, wird eir.c wenige μΐη (1 bis 3) dicke Schicht aus Kupfer aufgebracht. Durch den Überschuß an Silberlot wird die entstehende Legierung zu so hohem Silbergehalt legiert, daß sie beim zweiten Lötprozeß nicht mehr flüssig wird.ίο assembled into an assembly group after electroplating. You will be with a higher melting solder, preferably fine silver, under protective gas soldered together. At the points and only where the silver solder should flow, eir.c becomes a few μΐη (1 to 3) thick layer of copper applied. Due to the excess of silver solder, the resulting Alloy alloyed with such a high silver content that it no longer becomes liquid during the second soldering process will.

so Bei dem experimentellen Verbuch hat sich gezeigt, daß solche Legierungen mit Bestandteilen, die bei der Löttemperatur (800° C) einen relativ hohen Dampfdruck aufweisen, als Grundmaterial ungeeignet sind. Stahl und Nickeleisenlegierungen jedoch eignen sich.so The experimental booking has shown that that such alloys with components that have a relatively high vapor pressure at the soldering temperature (800 ° C) are unsuitable as base material. However, steel and nickel iron alloys are suitable.

Von den Nickeleisenlegierungen ist besonders Invar untersucht worden, da dieses bekanntlich einen besonders kleinen Ausdehnungskoeffizient aufweist und daher aus ihm bestehende Resonanzkreise und Filter eine hohe Frequenzstabilität haben. Die zu galvanisierenden Oberflächen müssen frei von Mikrorissen, Lunkern oder Einschlüssen sein. Bei der galvanischen Behandlung ist auf ein sorgfältiges Entfetten des Grundmaterials zu achten. Gebeizt wird mit Salzsäure bzw. bei Invar auch mit einer Beize aus FeCl₁, KClO₃ und HCl. Glanznickelbäder zum Vernickeln sind ungeeignet. Mit Erfolg wurde ein Mattnickelbad von Schering sowie ein Wattsches Nickelbad mit geringem Netzmittelzusatz erprobt. Beim Versilbern wurde zunächst mit Vorsilberbad (hoher KCN und niedriger Ag-Gehalt) und anschließender Mattversilberung (hoher KCN-Gehalt) gearbeitet. Um mit höheren Stromdichten arbeiten zu können, wurde dann mit Glanzzusalz von Schering bei außergewöhnlich hohem KCN-Gehalt, nämlich mehr als 100 g/l, gearbeitet. Dadurch entfiel die Notwendigkeit des Vorversilberns.Of the nickel iron alloys, Invar in particular has been investigated, as it is known that it has a particularly low coefficient of expansion and therefore resonance circuits and filters made of it have a high frequency stability. The surfaces to be electroplated must be free of microcracks, voids or inclusions. During galvanic treatment, careful degreasing of the base material must be ensured. Pickling is done with hydrochloric acid or, in the case of Invar, also with a pickle made from FeCl ₁ , KClO ₃ and HCl. Bright nickel baths for nickel plating are unsuitable. A matt nickel bath from Schering and a Watt's nickel bath with a small amount of wetting agent were successfully tested. When silver plating, a pre-silver bath (high KCN and low Ag content) and subsequent matt silver plating (high KCN content) were used first. In order to be able to work with higher current densities, Schering's gloss additive was then used with an exceptionally high KCN content, namely more than 100 g / l. This eliminates the need for pre-silvering.

Claims

Claim:

Process for the production of microwave components made of steel or Invar assembled from prefabricated waveguides and prefabricated parts by brazing, the waveguide and the parts being joined together under protective gas with a hard solder with a high melting temperature insofar as they are then still accessible for electroplating, characterized in that the resulting waveguide assemblies and the parts still to be inserted into the waveguide are electroplated with a nickel layer and then a silver layer and that the combination of the electroplated parts is carried out under protective gas with a hard solder with a lower melting temperature.