DE2336917A1

DE2336917A1 - METHOD OF MANUFACTURING ELECTRONIC UNITS

Info

Publication number: DE2336917A1
Application number: DE19732336917
Authority: DE
Inventors: Hans-Fritz Dipl-Ing Arnhold; Karl Betz; Siegfried Meiler; Werner Metz; Bernd Moebius; Harald Scheffel
Original assignee: ZENTRALLABORATORIUM RUNDFUNK
Current assignee: ZENTRALLABORATORIUM RUNDFUNK
Priority date: 1972-09-01
Filing date: 1973-07-20
Publication date: 1974-03-14
Also published as: DD100607A1

Description

Verfahren zur Herstellung von elektronischen Einheiten Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von elektronischen Einheiten, insbesondere von Frequenzumsetzern, Antennenweichen und Verstärkern. Es handelt sich dabei um ein Verfahren zur Fertigung von kompletten Gehäusen und Funktionskörpern, die dreidimensionale Gebilde sein können.Method of manufacturing electronic devices The invention relates to a method for manufacturing electronic units, in particular of frequency converters, antenna splitters and amplifiers. It's about a process for the production of complete housings and functional bodies, the three-dimensional Can be structures.

Es ist bekannt, Frequenzumsetzer, Antennenweichen und Verstärker so zu fertigen, daß mit Hilfe von verailberten Messing- oder Neusilberblechen Kammern mit definierten Maßen geformt werden, die miteinander hf-dicht verlötet werden. Als Bodenabdeckung wird eine kupferkasohierte Hartpapierplatte benutzt, die mit den Kammern mechenisoh und elektrisch durch Verlöten verbunden wird und die Funktion einer Leiterplatte ausübt, Weiterhin bekannt ist auch, Thermoplastformmassen mit Hilfe eines Werkzeugs und der Spritzgußtechnologie in fast Jede gewaschte Form zu verarbeiten, wobei die schmelzflUssige Masse unter definierten Bedingungen mit Hilfe einer Spritzgußmaschine in das Werkzeug gespritzt wird und die erforderliche OberflächengUte des Formstoffe durch die Oberfläche des Werkzeugs bestimmt wird.It is known to use frequency converters, antenna splitters and amplifiers like that to manufacture that chambers with the help of enameled brass or nickel silver sheets be formed with defined dimensions, which are soldered together HF-tight. A copper-coated hard paper plate is used as the base cover, which is covered with the chambers are mechanically and electrically connected by soldering and the function a printed circuit board, Thermoplastic molding compounds are also known with the help of a tool and injection molding technology into almost any washed shape to process, with the molten mass under defined conditions with Using an injection molding machine, the tool is injected and the required Surface quality of the molding material is determined by the surface of the tool.

Weiterhin bekannt ist, daß einige Thermoplaste mit technisch brauchbarer Haftfestigkeit oberflächenmetallisiert werden können. Mit Hilfe einer abgeschiedenen Metallschicht wird daß Teil an der gesamten Oberfläche leitfähig gemacht, wodurch eine galvanische Verstärkung ermöglicht wird. Dieses Verfahren wird für eine dekorative Oberflächenveredlung benutzt, indem als letzte Schicht z. 3. eine hochglänzende Chromschicht abgeschieden wird.It is also known that some thermoplastics with technically useful Adhesion can be surface metallized. With the help of a secluded Metal layer is made conductive that part of the entire surface, whereby galvanic reinforcement is made possible. This procedure is used for a decorative Surface finishing used by z. 3. a high gloss Chromium layer is deposited.

Bei diesem Verfahren werden die Teile vollständig metallisiert, wobei die Haftfestigkeit des Verbunds Metall -Plast nicht nur durch die Schälfestigkeit, sondern auch durch den Umhüllungseffekt bestimmt wird.In this process, the parts are completely metallized, whereby the adhesive strength of the metal-plastic composite not only through the peel strength, but is also determined by the wrapping effect.

Weiterhin bekannt ist auch, Duroplastplatten nach einer speziellen Technologie mit einem Haftvermittler zu versehen, diesen bei erhöhter Temperatur ausauhkrten und diese Oberfläche der Duroplastplatten wie ABS zur Metallisierung weiterzubehandeln. Zur partiellen Metallisierung, zum Zwecke der Herstellung von Leiterplatten, werden die chemisch verkupferten Platten mit Hilfe der Siebdruck technik überall dort mit Siebdruckfarbe versehen, wo später dielsolierenden Eigenschaften des Basiswerkstoffes genutzt werden sollen. Es folgt eine galvanische Veratärkung des Kupfers auf die gewttnschte Schichtdicke, ein Abwaschen der Siebdruckfarbe sowie ein Abätzen des chemisch aufgetragenen Kupfers. Diese Technologie ist als Aufbaumethode bei der Herstellung von Leiterplatten bekannt0 Weiterhin bekannt ist, daß durch Anwendung eines Aktivierungsmittels, welches gleichzeitig als Kleber auf der Leiterplatte dient, Kupfer reduktiv bis zur gewünschten Schichtdicke mit ausreichender Haftfestigkeit abgechieden werden kann. Für die Herstellung von Leiterzttgen ergibt sich bearbeitungsmäßig die Möglichkeit, das Abbild der Leiterzüge mittels des dünnflüssigen Klebers direkt im Positivdruck auf das Basismaterial aufzutragen, als auch die Möglichkeit, die gesamte Oberfläche und Durchbrüche des Basiamaterials mit dem aktivierenden Kleber zu überziehen, um dann im Negatividruck die Stellen absudecken, die keine Kupferschicht erhalten sollen.It is also known to use thermoset sheets according to a special one Technology to provide an adhesion promoter, this at elevated temperature ausauhkrten and this surface of the thermoset sheets such as ABS for To further treat metallization. For partial metallization, for the purpose of Manufacture of printed circuit boards, the chemically copper-plated plates are made using The screen printing technique provided with screen printing ink wherever the insulating later Properties of the base material are to be used. A galvanic one follows Fermentation of the copper to the desired layer thickness, washing off of the screen printing ink as well as etching off the chemically applied copper. This technology is available as a Construction method in the manufacture of printed circuit boards known0 It is also known that by using an activating agent, which acts as an adhesive at the same time serves the circuit board, copper reductively up to the desired layer thickness with sufficient Adhesion can be deposited. For the production of ladder ttgen In terms of processing, there is the option of reproducing the conductor tracks by means of the low-viscosity To apply adhesive directly to the base material in positive printing, as well as the possibility of the entire surface and openings of the base material with the activating To cover with glue, in order to then cover the areas with negative print that do not have any Copper layer should receive.

Der Nachteil der bekannten Fertigungstechnologie be steht darin, daß der Anteil manueller Arbeit und der Einsatz von Buntmetallen sehr groß ist. Auf Grund verschiedener Werkstoffpaarungen und damit unterschiedlicher Spannungspotentiale besteht im Einsatz mit erhöhten klimatischen Bedingungen die Möglichkeit der Elementebildung und damit dererhöhten Korrosionswirkung, Ein weiterer Nachteil der bekannten Ausftihrungen von elektronischen Einheiten ist, daß die Bodenplatte aus mit Kupfer einseitig beschichtetem Hartpapier besteht und deshalb die Bohrungen fUr die Bauelemente innen nicht durchkontaktiert sind, wodurch beim Löten die Möglichkeit der Wackelkontaktbildung besteht.The disadvantage of the known manufacturing technology be is that the proportion of manual work and the use of non-ferrous metals is very high. on Reason for different material pairings and thus different voltage potentials there is the possibility of element formation in use with increased climatic conditions and thus the increased corrosion effect, another disadvantage of the known designs of electronic units is that the base plate is made of copper coated on one side Hard paper is made and therefore the holes for the components are not plated through on the inside there is the possibility of loose contacts during soldering.

Ein weiterer Nachteil besteht darin, daß die Bohrungen in sehr aufwendiger Technologie gestanzt oder gelocht werden müssen und sich zum Teil geringe Standzeiten für die Werkzeuge, speziell bei glasfaserverstärkten Materialien, ergeben.Another disadvantage is that the holes are very complex Technology have to be punched or punched and in some cases have short downtimes for the tools, especially for glass fiber reinforced materials.

Zweck der Erfindung ist es, ein Verfahren zur Herstellung von elektronischen Einheiten zu schaffen, bei dem die Fertigung mechanisiert erfolgt und der Einsatz von Buntmetallen weitgehend herabgesetzt ist, des weiteren eine mechaniiche Nacherbeit von Teilkörpern entfallen soll und eine mangelhafte elektrische Kontaktgabe vermieden wird.The purpose of the invention is to provide a method for producing electronic To create units in which the production is mechanized and the use is largely reduced by non-ferrous metals, furthermore one mechanical reworking of partial bodies should be omitted and an inadequate electrical Contact is avoided.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Herstellung von elektronischen Einheiten, insbesondere von Frequensumsetzern, Antennenweichen und Verstarkern, zu finden, bei dem der komplette Grundkörper aus einem metallisierfähigen Thermoplast in einem Arbeitsgang herstellbar sein soll, wobei die Konstruktion des Werkzeugs galvanogerecht erfolgen muß, bei dem weiterhin auf dem Grundkörper Abschirmungen sowie Leiterzüge und passive Bauelemente kombiniert dargestellt werden, und bei dem die aufzubringende Metallschichtdicke auf allen Stellen des Formstoffs für den Jeweiligen Funktionskörper mindestens so groß sein muß, wie es zur Abschirmung und zur Ubertragung von elektrischen Leistungen in den Leiterzügen erforderlich ist.The invention is based on the object of a method for production of electronic units, in particular of frequency converters, antenna switches and amplifiers, to be found in which the complete base body consists of a metallizable It should be possible to produce thermoplastic in one operation, the construction of the Tool must be done electroplating, in which shields continue to be on the base body as well as conductor tracks and passive components are shown combined, and at which the metal layer to be applied thickness on all points of the molding material for the The respective functional body must be at least as large as it is for shielding and is required for the transmission of electrical power in the conductor tracks.

Diese Aufgabe wird bei dem Verfahren zur Herstellung von elektronischen Einheiten, insbesondere von Frequenzumsetzern, Antennenweichen und Verstärkern, erfindungigem§ß dadurch gelöst, daß für die elektronische Einheit ein Spritzgußwerkzeug gefertigt und eine metallisierfähige hochpolymere Formmasse mit diesem unter Zuhilfenahme einer Spritzgußmasschine in die gewünschte Form gebracht wird, wobei die Bohrungen fUr die Bauelemente, die Durchbrüche und seitlichen Verbindungsstellen der Einheit mit im Werkzeug berücksichtigt sind und die Werkzeugflächenrauhigkeit der entsprechend den Seweiligen Frequenzbereichen zur Anwendung kommenden Oberflächengute des Finalprodukts entspricht, daß danach auf dem Grundkörper allseitig vorzugsweise chemisch Kupfer abgeschieden wird und anschließend ein geeignetes galvanobestkndiges, flüssiges oder festes Abdeckmittel an den am Finalprodukt nicht leitenden Stellen aufgebracht wird, wobeei im selben Arbeitsgang wahlweise geeignete passive Bauelemente, wie Induktivitäten und Kapazitäten, als Negativ aufgebracht werden, und wobei bei Verwendung fester Abdeckmittel die Aufbringung schon vor dem Verkupfern erfolgen kann, daß anschließend eine durch die Galvanisierzeit einstellbare galvanische Verstärkung der Kupferschicht an den worgegebenen Stellen fUr Abschirmungen, Leiterzüge und passive Bauelemente erfolgt, wobei fUr das Entatehen einer gleiclimaßigen Schichtdicke nicht abzehrbare Hilfsanoden benutzt werden, und danach das Abdeckmittel abgewaschen wird und daraufhin die stehengebliebene erste dünne Kupferschicht weggeätzt wird, und daß schließlich die Einheit bestUckt und von Hand oder mit bekannten Mengenlöverfahren gelötet wird, wobei niedrig schmelzende Lote benutzt werden.This task is performed in the process of manufacturing electronic Units, in particular of frequency converters, antenna splitters and amplifiers, erfindungigem§ß solved that for the electronic unit a Injection molding tool manufactured and a metallizable high polymer molding compound with This brought into the desired shape with the aid of an injection molding machine the holes for the components, the openings and lateral connection points of the unit are taken into account in the tool and the tool surface roughness the surface quality used in accordance with the relevant frequency ranges of the final product corresponds to that then preferably on all sides on the base body chemically deposited copper and then a suitable electroplating-resistant, Liquid or solid covering agent on the non-conductive points on the final product is applied, whereby in the same operation optionally suitable passive components, such as inductances and capacitances, are applied as a negative, and where at Use of solid cover means the application can be carried out before the copper plating can that subsequently a galvanic amplification adjustable by the electroplating time the copper layer at the given points for shielding, conductor tracks and Passive components takes place, whereby for the Entatehen a uniform layer thickness non-consumable auxiliary anodes are used, and then the covering agent is washed off becomes and then the first stopped thin copper layer is etched away, and that finally the unit is equipped and by hand or with known Bulk soldering process is soldered, with low-melting solders are used.

Eine Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, daß die Sprit zf ähige Formmasse ein metallisierfähiges ABS-Polymeres ist. Bei der Formstoffherstellung ist neben allgemeinen konstruktiven und galvanogerechten Gesichtspunkten zu berUcksichtigen, daß der Anguß für die Einheit gleichzeitig als Anschlußstelle fUr die Galvanisierbadanklemmung benutzt werden kann, leicht und ohne die Funktion des Teiles zu beeinträchtigen entfernbar ist und die ungestörte partielle Abscheidung von Metall zuläßt.One embodiment of the invention provides that the syringe is capable Molding compound is a metallizable ABS polymer. In the production of molding materials must be taken into account in addition to general design and electroplating aspects, that the sprue for the unit doubles as a connection point for the galvanizing bath clamp can be used easily and without affecting the function of the part is removable and allows the undisturbed partial deposition of metal.

Das Grundmaterial muß in seinen dielektrischen Werten von Charge zu Charge annähernd konstant sein, Vor allem darf das Schwundmaß keinen größeren Schwankungen unterliegen. Da der hochpolymere Werkstoff als Formstoff während des Galvanisierprozesses mit wässrigen Lösungen in Kontakt kommt, darf dieses Material möglichst nur geringe Mengen Wasser aufnehmen, da sich sonst die dielektrischen Eigenschaften des Material. ändern können.The dielectric values of the basic material must vary from batch to batch The batch must be approximately constant. Above all, the shrinkage must not fluctuate significantly subject. Because the high polymer material is used as a molding material during the electroplating process comes into contact with aqueous solutions, this material must be as small as possible Absorb amounts of water, otherwise the dielectric properties of the material. can change.

Zur Erzielung einer Oberflächenleitfähigkeit werden die Teile auf ein Gestell gesteckt und durchlaufen die aus der dekorativen Metallisierung bekannten Bäder, womit erreicht wird, daß allseitig ca. 0,5 pin Kupfer abgeschieden werden, Bei geeigneter Bedampfungsteohnologie kann die erste leitfähige Metallschicht auch im Hochvakuum aufgetragen werden.To achieve surface conductivity, the parts are on plugged into a frame and run through those known from decorative metallization Baths, with which it is achieved that approx. 0.5 pin copper is deposited on all sides, With a suitable vaporization technology, the first conductive metal layer can also be applied in a high vacuum.

Um auf der Ksmmerbodearuckseite LeiterzUge zu bekommen, werden die Stellen mit einem galvanofesten Belag versehen, die später keine metallische Schicht tragen und als Isolationsstellen freiliegen sollen. Im Inneren der Kammern am Boden werden die Stellen mit Hilfe einer Schablone abgedeckt, die später die isolierenden Funktionen Ubernehmen sollen. Dabei ist entscheidend, daß das Abdeckmittel und das Lösungsmittel fUr das Abdeckmittel das Basismaterial möglichst wenig anlöst und damit Veränderungen der Oberfläche und der geometrieohen Form ausgeschlossen sind.In order to get ladder trains on the back of Ksmmerbodearth, the Provide areas with an electroplated coating, which later no metallic layer and should be exposed as isolation points. Inside the chambers on the floor the places are covered with the help of a template, which will later be the insulating Functions should take over. It is crucial that the cover and the Solvent for the covering agent dissolves the base material as little as possible and so that changes to the surface and the geometrical shape are excluded.

Die Teile werden erneut auf ein Gestell gesteckt, wobei nicht nur auf fett-, handschwein- und trenumittelfreies Arbeiten zu achten ist, sondern auch darauf, daß guter elektrischer Kontakt zwischen Gestell und Punktionseinheit gewährleistet ist, die eventuell erforderlichen Hilfsanoden in den Kammern den vorgeschriebenen Abstand zu den Wänden haben, sich keine Luftblasen an der zu metallisierenden Oberfläche ansetzen können, die Luftbewegung bei Anwendung von z. B. Glanzkupferbädern die Teile nicht aus dem Gestell reißt und die Luft durch günstige Konstruktion der Teile und zielgerichtetes Anbringen am Galvanogestell auch in das Innere der Kammern treten kann. Bei der Gestellvorspannung relativ großer Teile mit weit auseinanderliegenden UnterstUtzungspunkten ist darauf zu achten, daß: keine Deformationserscheinungen auftreten. Die erforderliche Schicht dicke beim nunmehrigen Galvanisierprozeß wird durch die Je nach angewandtem Abdeckmaterial zulässige Stromdichte und die Galvanisierzeit eingestellt. Anschließend werden die Teile in deionisiertem Wasser gespült und getrocknet0 Die Schablonen werden vom metallisierten Teil entfernt und die erste leitfähige Metallschicht, die dadurch freiliegt, mit Hilfe eines Säuregemischs abgeätzt.The parts are put on a rack again, and not only It is important to ensure that work is free of grease, pig and separating agents, but also ensure that there is good electrical contact between the frame and the puncture unit is, the possibly required auxiliary anodes in the chambers are the prescribed distance to the walls, there are no air bubbles on the surface to be metallized can apply the air movement when using z. B. bright copper baths the Parts do not tear out of the frame and the air through the favorable construction of the parts and targeted attachment to the electroplating frame also enter the interior of the chambers can. When the frame is pre-tensioned, relatively large parts with widely spaced parts Support points, care must be taken that: no deformation phenomena appear. The required layer is thick in the current electroplating process by the current density permissible depending on the covering material used and the electroplating time set. The parts are then rinsed in deionized water and dried0 The stencils are removed from the metallized part and the first conductive one Metal layer, which is exposed as a result, is etched away with the help of a mixture of acids.

Die Hauptvorteile der Erfindung bestehen darin, daß ein Verfahren zur Herstellung von elektronischen Einheiten, insbesondere von Frequenzumsetzern, Antennenweichen und Verstärkern, gefunden wurde, bei dem die Fertigung mit Hilfe einer modernen Technologie erfolgt und der Einsatz von Buntmetallen entscheidend herabgesetzt ist, bei dem weiterhin eine spanabhebende Bearbeitung entfdllt und eine elektrische Wackelkontaktbildung vermieden wird. Die durch die Galvanisierzeit einstellbare Metallschichtdicke auf dem Grundkorper braucht nur so groß gehalten zu werden, wie es zur ErfUllung der elektrischen Anforderungen notwendig ist. Dadurch sowie durch die Substitution von Buntmetall durch Past wird ein ökonomisch optimaler Zeit- und Material einsatz garantiert.The main advantages of the invention are that a method for the production of electronic units, especially frequency converters, Antenna switches and amplifiers, which was found with the help of manufacturing modern technology and the use of non-ferrous metals is crucial is reduced, in which there is still no machining and a bad electrical contact is avoided. The ones through the electroplating time adjustable metal layer thickness on the base body just needs to be kept as large to become as it is necessary to meet the electrical requirements. Through this as well as the substitution of non-ferrous metal with pasta makes an economically more optimal one Time and material input guaranteed.

Die Erfindung soll nachstehend an einem AusfUhrungsbeispiel näher erläutert werden, Die zu metallisierenden Teile werden aus ABS, z. B.The invention is to be described in more detail below using an exemplary embodiment The parts to be metallized are made of ABS, e.g. B.

Sconater CA 342, gefertigt Um die erforderlichen Leiterzüge, Isolationsstellen und passiven Bauelemente auf dem zu galvanisierenden Funktionskörper absuscheiden, wird auf diesem eine ca. O,5/1n1 starke leitfähige Metallschicht, z. 3, Kupfer, z. B. mit Hilfe chemischer Verfahren abgeschieden und anschließend mit Hilfe von z. B. Siebdruckfarbe R 15 unter Zuhilfenahme entsprechender Hilfseinrichtungen abgedeckt. Bei der Benutzung fester Resiste besteht die Möglichkeit, die erste leitfähig Metallschicht als zweiten Arbeitsgang autzatragene Die galvanische Verstärkung auf die erforderliche und gewünschte Schichtdicke kann je nach Verwendungszweck der Funktionakörper in bekannten, z. B. Matt- oder Glanzkupferbädern erfolgen. Danach wird der Resist mit s. B. Lösungsmitteln abgewaschen und die erste leitfähige Metallschicht abgeätzt. Soll die verstärkte Metallschicht hoohglänzend sein, so muß nach der Abscheidung von glänzendem Metall mit glanzerhaltenden Säuregemischen, s. B. aus Schwefelsäure und Salpetersäure unter Zusatz von Natriumchlorid, gearbeitet werden. Wurde Mattkupfer abgeschieden, besteht die Möglichkeit, alle zu diesem Zweck bekannten Ätzvarianten anzuwenden. Eine Bestückung der Funktionskörper nach bekannten Verfahren erfordert Lote, deren Schmelzpunkte #145° C liegen. Je nach Leiterzugbreite muß mit und ohne Abdeckmasken gearbeitet werden.Sconater CA 342, manufactured around the required conductor runs, isolation points and passive components on the functional body to be electroplated, an approximately 0.5 / 1n1 thick conductive metal layer, z. 3, copper, z. B. deposited with the help of chemical processes and then with the help of z. B. screen printing ink R 15 covered with the help of appropriate auxiliary equipment. When using solid resists, it is possible to use the first conductive metal layer As a second step, the galvanic reinforcement to the required level was removed and The desired layer thickness can, depending on the intended use, of the functional body in known, z. B. matt or bright copper baths. Then the resist is coated with, for example, solvents washed off and the first conductive metal layer etched away. Should the reinforced The metal layer must be high-gloss, so must be after the deposition of glossy metal with shine-retaining acid mixtures, e.g. from sulfuric acid and nitric acid below Addition of sodium chloride to be worked. If matt copper has been deposited, there is the possibility of using all etching variants known for this purpose. One assembly the functional body according to known methods requires solders, their melting points # 145 ° C. Depending on the width of the ladder, you have to work with and without masking masks will.

Claims

Claims;

O Process for the manufacture of electronic units, in particular of frequency converters, antenna switches and amplifiers, characterized that an injection molding tool is made for the electronic unit and one that can be metallized high-polymer molding compound with this with the aid of an injection molding machine in the desired shape is brought, with the holes for the components that Breakthroughs and lateral connection points of the unit are also taken into account in the tool are and the tool surface roughness of the corresponding to the respective frequency ranges applied surface quality of the final product corresponds to that afterwards copper is preferably chemically deposited on all sides of the base body and then a suitable electroplating-resistant, liquid or solid covering agent is applied to the non-conductive areas on the final product, in the same Optionally suitable operation passive components such as inductors and capacities, applied as a negative, and being stronger when used Covering means can be applied before the copper plating that then a galvanic reinforcement of the copper layer that can be adjusted by the galvanizing time at the specified points for shielding, conductor tracks and passive components takes place, whereby for the creation of a uniform layer thickness not visible Auxiliary anodes are used, and then the covering agent is washed off and then the remaining first thin copper layer is etched away, and that finally the unit is fitted and soldered by hand or using known bulk soldering processes is using low-melting solders.

2. The method according to claim 1, characterized in that the sprayable Molding compound is a metallizable ABS polymer.

3. The method according to claim 1 and 2, characterized in that the Sprue for the unit at the same time as a connection point for the electroplating bath clamp is used, is easily removable and the undisturbed partial deposition of Metal allows

4. The method according to claim 1 to 3, characterized in that the all-round deposition of copper on the base body by means of the decorative Metallization known baths or with suitable vapor deposition technology Application takes place in a high vacuum.