FR2713139A1 - Metallised rigid organic foam support for hyperfrequency electronic circuits or antenna arrays - Google Patents

Metallised rigid organic foam support for hyperfrequency electronic circuits or antenna arrays Download PDF

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Abstract

Metallised support has a rigid expanded foam organic material, e.g. a polymethacrylate imide or vinyl polymer, support (1) covered partially with a thermoplastic organic polymer, pref. a copolymer of propylene and methylpentene, film (3) covered with a metal, e.g. copper, aluminium or alloys, layer (5). An electronically conductive convection (6) passes through the foam or films to connect the separate metallised surfaces. Also claimed is the prodn. by: activating the surface of the thermoplastic material; placing the activated surface against the support foam; placing a metal layer on the other activated surface of the thermoplastic; joining the assembly under heat and pressure.

Description

SUPPORT METALLISE A BASE DE MOUSSE ORGANIQUE,
ASSEMBLAGE D'AU MOINS DEUX DE CES S SUPPORTS ET PROCEDE
DE FABRICATION DE CE SUPPORT
L'invention concerne un support métallisé à base de mousse organique, un assemblage d'au moins deux de ces supports et le procédé de fabrication de ce support. Elle s'applique notamment à la réalisation de circuits électroniques hyperfréquences ou d'éléments rayonnants tels que les antennes planes (émettrices ou réceptrices) pour les liaisons entre mobiles (voiture, bateau, par exemple), entre postes fixes ou les deux associés.
METALLIC SUPPORT BASED ON ORGANIC FOAM,
ASSEMBLY OF AT LEAST TWO OF SUCH SUPPORTS AND METHOD
OF MANUFACTURE OF THIS SUPPORT
The invention relates to a metallized support based on organic foam, an assembly of at least two of these supports and the method of manufacturing this support. It applies in particular to the production of microwave electronic circuits or radiating elements such as flat antennas (transmitters or receivers) for connections between mobiles (car, boat, for example), between fixed stations or the two associates.

La réalisation de ces circuits électroniques hyperfréquences ou de ces antennes planes nécessite l'utilisation de matériaux diélectriques répondant notamment aux conditions suivantes
- constante diélectrique la plus faible possible,
- pertes diélectriques faibles,
- possibilité et facilité de métallisation par des
matériaux électriquement bons conducteurs, dont
l'adhérence sur le matériau diélectrique est
bonne,
- coût de fabrication le plus faible possible, et
- légéreté de ce matériau.
The production of these microwave electronic circuits or of these planar antennas requires the use of dielectric materials meeting in particular the following conditions
- lowest possible dielectric constant,
- low dielectric losses,
- possibility and ease of metallization by
electrically conductive materials, of which
the adhesion to the dielectric material is
good,
- the lowest possible manufacturing cost, and
- lightness of this material.

Un certain nombre de matériaux organiques susceptibles d'être utilisés pour les applications précitées, existent sur le marché. Ils se présentent par exemple, sous forme de polymères en films, feuilles ou stratifiés tels que les polyimides, les époxydes, les polyesters, les polysulfones, le polystyrène, le polyéthylène, le polytétrafluoroéthylène, le polypropylène ou le polyméthylpentène, ces matériaux pouvant être commercialisés sous différentes appellations commerciales.  A certain number of organic materials capable of being used for the abovementioned applications exist on the market. They are, for example, in the form of polymers in films, sheets or laminates such as polyimides, epoxides, polyesters, polysulfones, polystyrene, polyethylene, polytetrafluoroethylene, polypropylene or polymethylpentene, these materials being able to be marketed under different trade names.

Toutefois, si ces matériaux présentent des caractéristiques diélectriques voisines de celles souhaitées pour les applications radioélectriques de l'invention, ils présentent cependant deux inconvénients, à savoir, leur prix en tant que matière première, et parfois, des difficultés de métallisation. However, if these materials have dielectric characteristics close to those desired for the radioelectric applications of the invention, they nevertheless have two drawbacks, namely, their price as a raw material, and sometimes, metallization difficulties.

De ce fait, l'adhérence entre le polymère et le métal est parfois réalisée par l'intermédiaire d'un adhésif.Therefore, the adhesion between the polymer and the metal is sometimes achieved by means of an adhesive.

On connaît toutefois d'après le brevet
EP-A-0 149 394 des supports métallisés à base de polypropylène n'utilisant pas d'adhésif et un procédé de fabrication de ces supports.
We know however from the patent
EP-A-0 149 394 metallized supports based on polypropylene using no adhesive and a method for manufacturing these supports.

On connaît également d'après la demande de brevet
FR-A-2 651 953 des supports métallisés à base de polyméthylpentène et leur procédé de fabrication.
Also known from the patent application
FR-A-2 651 953 metallized supports based on polymethylpentene and their manufacturing process.

Tous les matériaux non expansés précités, peuvent être métallisés sur l'une ou leurs deux faces. Le métal le plus utilisé pour ce revêtement est généralement le cuivre qui peut être déposé par des techniques de dépôt sous vide, de métallisation chimique ou électrochimique ou par placage à chaud sous pression, par exemple. Ces matériaux permettent de réaliser des circuits ou éléments rayonnants en utilisant des techniques de gravure ou d'impression des circuits imprimés, moyennant quelques précautions spécifiques. All of the above unexpanded materials can be metallized on one or both of their faces. The most widely used metal for this coating is generally copper which can be deposited by vacuum deposition techniques, chemical or electrochemical metallization or by hot plating under pressure, for example. These materials make it possible to produce radiating circuits or elements using etching or printing techniques for printed circuits, subject to certain specific precautions.

Par ailleurs, on connaît des matériaux se présentant sous forme de mousses expansées rigides tels que l'imide de polyméthacrylate, commercialisé par exemple sous le nom de marque déposée ROHACELL, les produits vinyliques, etc..., qui présentent du fait de leur expansion, une constante diélectrique voisine de 1, c'est-à-dire proche de celle de l'air. Ces différents matériaux pourraient donc être très intéressants pour les applications précitées. Furthermore, materials are known which are in the form of rigid expanded foams such as the polymethacrylate imide, marketed for example under the registered brand name ROHACELL, vinyl products, etc. which exhibit due to their expansion. , a dielectric constant close to 1, that is to say close to that of air. These different materials could therefore be very interesting for the aforementioned applications.

Toutefois, on ne connaît pas dans l'art antérieur de tels matériaux expansés sous forme métallisée. En effet, les mousses existantes ont un état de surface et une rugosité souvent incomptabiles avec la définition de certaines circuiteries hyperfréquences ou de certains éléments rayonnants. Or, la réalisation d'éléments rayonnants sur des mousses expansées métallisées serait très intéressante pour le domaine des hyperfréquences, plus particulièrement pour des fréquences se situant autour de 109 Hertz.However, there is no known in the prior art such expanded materials in metallized form. Indeed, the existing foams have a surface state and roughness often incomptabile with the definition of certain microwave circuits or certain radiating elements. However, the production of radiating elements on metallized expanded foams would be very interesting for the microwave domain, more particularly for frequencies lying around 109 Hertz.

Actuellement, les réalisations de structures métallisées à base de mousse sont obtenues en utilisant des circuiteries ou plans rayonnants formés sur des stratifiés organiques non expansés et en intercalant entre eux une mousse expansée non métallisée. Ces empilements sont ensuite maintenus par des moyens mécaniques de serrage tels des Vis. Currently, the achievements of metallized foam-based structures are obtained by using radiant circuitry or planes formed on non-expanded organic laminates and by interposing between them a non-metallized expanded foam. These stacks are then maintained by mechanical tightening means such as screws.

Le problème technique à résoudre est de pouvoir revêtir des mousses expansées, d'un métal de plusieurs dizaines de micromètres d'épaisseur, présentant un état de surface compatible avec la définition d'une circuiterie hyperfréquence. En outre, le matériau en mousse utilisé doit permettre l'emploi de techniques classiques de photogravure des circuits imprimés. The technical problem to be solved is to be able to coat expanded foams, with a metal several tens of micrometers thick, having a surface condition compatible with the definition of microwave circuitry. In addition, the foam material used must allow the use of conventional photogravure techniques of printed circuits.

La présente invention a donc pour objet un support métallisé comportant au moins un matériau support en mousse expansée, organique, rigide dont au moins l'une des faces est recouverte au moins partiellement d'un premier film de matériau organique thermoplastique recouvert d'une couche de métal conducteur. The present invention therefore relates to a metallized support comprising at least one support material of expanded, organic, rigid foam of which at least one of the faces is covered at least partially with a first film of organic thermoplastic material covered with a layer of conductive metal.

Ce support permet de s'affranchir des inconvénients de l'art antérieur précité, en procurant notamment un support métallisé possédant des caractéristiques électriques intéressantes, à savoir une constante diélectrique s et un angle de perte tg5 faibles (tt ; tg & 10~3 à 10-4), et une épaisseur de métal comprise entre quelques micromètres et plusieurs centimètres. En outre, ce support est d'un coût de fabrication assez faible dû notamment à l'utilisation des techniques classiques de métallisation et de gravure. Enfin, il est utilisable dans une gamme de fréquence située autour du GHz et pouvant atteindre des valeurs supérieures pour des applications spécifiques. This support overcomes the drawbacks of the aforementioned prior art, in particular by providing a metallized support having interesting electrical characteristics, namely a dielectric constant s and a low loss angle tg5 (tt; tg & 10 ~ 3 to 10-4), and a thickness of metal between a few micrometers and several centimeters. In addition, this support has a fairly low manufacturing cost due in particular to the use of conventional metallization and etching techniques. Finally, it can be used in a frequency range located around the GHz and can reach higher values for specific applications.

Selon un mode de réalisation préféré de l'invention, le métal conducteur est choisi parmi le cuivre ou ses alliages, l'aluminium ou ses alliages, le film thermoplastique est un polymère ou copolymère de propylène et/ou de méthylpentène et la mousse organique rigide est en polymère vinylique ou en imide polyméthacrylate. According to a preferred embodiment of the invention, the conductive metal is chosen from copper or its alloys, aluminum or its alloys, the thermoplastic film is a polymer or copolymer of propylene and / or methylpentene and the rigid organic foam is made of vinyl polymer or polymethacrylate imide.

Dans des applications autres que l'hyperfréquence, par exemple dans la décoration ou la construction, le choix des matériaux peut être différent. In applications other than microwave, for example in decoration or construction, the choice of materials may be different.

Selon une autre variante de réalisation, le matériau en mousse comporte un film de matériau thermoplastique sur au moins une partie de chacune de ses faces opposées, ce film étant recouvert d'une couche de métal, et une liaison électriquement conductrice traverse de part en part le matériau support en mousse et les films thermoplastiques pour relier les deux couches de métal entre elles. According to another alternative embodiment, the foam material comprises a film of thermoplastic material on at least part of each of its opposite faces, this film being covered with a layer of metal, and an electrically conductive connection passes right through. the foam support material and the thermoplastic films to connect the two metal layers together.

L'invention concerne aussi un assemblage d'au moins deux supports métallisés conformes à l'invention, reliés entre eux par un second film thermoplastique présentant une température de ramollissement inférieure à celle du premier film thermoplastique du support métallisé. The invention also relates to an assembly of at least two metallized supports in accordance with the invention, connected together by a second thermoplastic film having a softening temperature lower than that of the first thermoplastic film of the metallized support.

L'invention concerne également un procédé de fabrication d'un support métallisé à base de mousse organique, consistant à
a) activer une première surface d'une couche de
matériau thermoplastique pour qu'elle comporte
des chaînes ouvertes,
b) disposer ladite première surface en regard d'une
face d'un matériau support en mousse expansée,
organique, rigide,
c) chauffer l'ensemble, sous pression, jusqu'à la
température de ramollissement de la couche de
matériau thermoplastique,
d) refroidir l'ensemble jusqu'à une température
légèrement supérieure ou égale à la température
ambiante, toujours sous pression,
e) placer une couche métallique sur une seconde
surface du matériau thermoplastique opposée à la
première, après que cette seconde surface ait été
activée pour comporter des chaînes ouvertes et
que la couche métallique ait subi un traitement
de surface,
f) chauffer l'ensemble sous pression jusqu'à la
température de ramollissement du matériau
thermoplastique, et
g) refroidir l'ensemble jusqu'à une température
légèrement supérieure ou égale à la température
ambiante, toujours sous pression.
The invention also relates to a method of manufacturing a metallized support based on organic foam, comprising:
a) activate a first surface with a layer of
thermoplastic material so that it has
open channels,
b) placing said first surface opposite a
face of an expanded foam support material,
organic, rigid,
c) heat the assembly, under pressure, to the
softening temperature of the layer of
thermoplastic material,
d) cool the assembly to a temperature
slightly greater than or equal to the temperature
ambient, always under pressure,
e) place a metal layer over a second
surface of the thermoplastic material opposite to the
first, after this second surface has been
enabled to have open channels and
that the metal layer has undergone a treatment
of surface,
f) heat the assembly under pressure until the
material softening temperature
thermoplastic, and
g) cool the assembly to a temperature
slightly greater than or equal to the temperature
ambient, always under pressure.

La réalisation de ces supports peut s'effectuer par exemple, par placage à chaud, c'est-à-dire par pressage ou par calandrage à chaud. The production of these supports can be carried out, for example, by hot plating, that is to say by pressing or by hot calendering.

Le traitement de surface de la couche métallique est réalisé par une oxydation superficielle. Dans le cas du cuivre, on peut lui faire subir un traitement d'oxydation chimique. Dans le cas de l'aluminium, le traitement initial peut être une oxydation anodique non suivie d'un colmatage. The surface treatment of the metal layer is carried out by surface oxidation. In the case of copper, it can be subjected to a chemical oxidation treatment. In the case of aluminum, the initial treatment may be an anodic oxidation not followed by clogging.

D'autres caractéristiques de l'invention ressortiront mieux de la description suivante, donnée à titre purement illustratif et non limitatif, cette description étant faite en faisant référence aux dessins joints dans lesquels - les figures 1 et 2 sont des vues en coupe schématiques d'un support conforme à l'invention au cours de deux étapes de sa préparation, - les figures 3 et 4 sont des vues en coupe schématiques de supports conformes à l'invention dans lesquels la métallisation est effectuée respectivement de façon discontinue ou continue, après ou avec mise en forme de la mousse, - les figures 5 et 6 sont des vues en coupe schématiques représentant respectivement deux exemples d'assemblages d'au moins un support selon l'invention avec un autre type de support ou de trois supports selon l'invention. Other characteristics of the invention will emerge more clearly from the following description, given purely by way of nonlimiting illustration, this description being made with reference to the accompanying drawings in which - FIGS. 1 and 2 are schematic sectional views of a support according to the invention during two stages of its preparation, - Figures 3 and 4 are schematic sectional views of supports according to the invention in which the metallization is carried out respectively discontinuously or continuously, after or with foam shaping, - Figures 5 and 6 are schematic sectional views respectively representing two examples of assemblies of at least one support according to the invention with another type of support or of three supports according to invention.

La figure 1 illustre un stratifié mousse organique/film thermoplastique correspondant à la première étape du procédé de fabrication du support selon l'invention. Le matériau support 1 en mousse expansée organique, rigide est recouvert par un film de matériau organique thermoplastique 3, sur au moins l'une de ces faces et au moins partiellement, (voir figure 3) ou sur ses deux faces comme cela est représenté sur la figure 1. FIG. 1 illustrates an organic foam / thermoplastic film laminate corresponding to the first step of the process for manufacturing the support according to the invention. The support material 1 made of rigid organic foam is covered with a film of thermoplastic organic material 3, on at least one of these faces and at least partially, (see FIG. 3) or on its two faces as shown in Figure 1.

Lorsque ce stratifié est destiné à une application radioélectrique, le choix de la mousse organique 1 est dicté par la recherche des caractéristiques électriques intéressantes, à savoir une faible constante diélectrique de préférence voisine de 1 (ou comprise entre 1 et 3) et de faibles angles de pertes, compris entre 10-3 et îO4. Sa résistance aux agents chimiques doit permettre de lui faire subir des cycles classiques ou légèrement modifiés de la fabrication des circuits imprimés. De façon avantageuse, cette mousse 1 peut alors être en imide de polyméthacrylate (par exemple pour une densité de 51 ; constante diélectrique 1,07, pertes 0,0002 à 2 GHz ou constante diélectrique 1,11, pertes 0,0050 à 26 GHz) ou en polymère vinylique (constante diélectrique 1,07, pertes 0,0016 entre 8 et 12 GHz pour une densité de 50). When this laminate is intended for a radioelectric application, the choice of organic foam 1 is dictated by the search for advantageous electrical characteristics, namely a low dielectric constant preferably close to 1 (or between 1 and 3) and small angles losses, between 10-3 and 10O. Its resistance to chemical agents must allow it to undergo conventional or slightly modified cycles of the manufacture of printed circuits. Advantageously, this foam 1 can then be made of a polymethacrylate imide (for example for a density of 51; dielectric constant 1.07, losses 0.0002 at 2 GHz or dielectric constant 1.11, losses 0.0050 to 26 GHz ) or vinyl polymer (dielectric constant 1.07, losses 0.0016 between 8 and 12 GHz for a density of 50).

En revanche, si l'utilisation envisagée pour ce type de stratifié n'est pas une application radioélectrique, mais une application dans le domaine des transports, du bâtiment, ou de la décoration, par exemple, le choix de la mousse peut être élargi. En effet, les mousses utilisées en hyperfréquence sont généralement plus chères car plus pures et les plaques sont vendues avec des garanties de plus grandes précisions dimensionnelles. La composition chimique de la mousse pouvant être la même, le choix s'effectuera alors en fonction des qualités mécaniques ou thermiques de celle-ci. On the other hand, if the use envisaged for this type of laminate is not a radioelectric application, but an application in the field of transport, building, or decoration, for example, the choice of foam can be widened. In fact, the foams used in microwave are generally more expensive because they are purer and the plates are sold with guarantees of greater dimensional accuracy. The chemical composition of the foam can be the same, the choice will then be made according to the mechanical or thermal qualities of the latter.

Quelle que soit l'application envisagée, la mousse 1 doit être une mousse rigide pouvant supporter des températures égales ou supérieures à 1200C afin de pouvoir être utilisée dans le procédé décrit ultérieurement. De préférence, cette mousse doit supporter des pressions d'au moins 104 Pa. Whatever the application envisaged, the foam 1 must be a rigid foam capable of withstanding temperatures equal to or greater than 1200C in order to be able to be used in the method described later. Preferably, this foam must withstand pressures of at least 104 Pa.

Pour réaliser ce premier stratifié, la mousse 1 d'épaisseur au moins égale à l'épaisseur du diélectrique souhaité, est découpée soigneusement à un format dont le volume correspond à celui de la cavité de l'outillage de pressage. Cette opération doit être effectuée avec grand soin. To make this first laminate, the foam 1 of thickness at least equal to the thickness of the desired dielectric, is carefully cut to a format whose volume corresponds to that of the cavity of the pressing tool. This must be done with great care.

Le film thermoplastique 3 est également choisi en fonction des applications envisagées. Sa constante diélectrique doit être la plus faible possible (E variant de 1 à 3) et son angle de pertes diélectriques voisin de 10-4, si l'on souhaite effectuer une application radioélectrique. Dans ce cas, le film de matériau thermoplastique 3 est avantageusement un polymère ou un copolymère de propylène et/ou de méthylpentène. Quelle que soit l'application envisagée, la température de ramollissement de ce film 3 doit être inférieure à la température de déformation sous charge de la mousse 1. The thermoplastic film 3 is also chosen according to the applications envisaged. Its dielectric constant must be as low as possible (E varying from 1 to 3) and its dielectric loss angle close to 10-4, if one wishes to carry out a radioelectric application. In this case, the film of thermoplastic material 3 is advantageously a polymer or a copolymer of propylene and / or methylpentene. Whatever the application envisaged, the softening temperature of this film 3 must be lower than the deformation temperature under load of the foam 1.

L'épaisseur du film 3 peut varier de quelques micromètres à plusieurs millimètres. The thickness of the film 3 can vary from a few micrometers to several millimeters.

Dans le cas d'une application non radioélectrique, le choix du matériau constituant le film peut être élargi. In the case of a non-radioelectric application, the choice of the material constituting the film can be widened.

Pour améliorer l'adhérence du film thermoplastique 3 sur la mousse 1, la surface de ce film doit être activée par diverses techniques permettant de former des chaînes ouvertes à sa surface. Parmi les techniques de traitement de surface pouvant être utilisées, on citera : l'action d'une solution oxydante, le traitement à la flamme, le traitement par décharge couronne dans un plasma gazeux, l'irradiation par un rayonnement ultraviolet ou le bombardement électronique, par exemple. To improve the adhesion of the thermoplastic film 3 to the foam 1, the surface of this film must be activated by various techniques making it possible to form open chains on its surface. Among the surface treatment techniques that can be used, we will cite: the action of an oxidizing solution, flame treatment, treatment by corona discharge in a gaseous plasma, irradiation with ultraviolet radiation or electronic bombardment , for example.

L'assemblage du film thermoplastique 3 sur la mousse 1 peut être réalisé après le traitement de surface du film par un procédé utilisant le chauffage sous pression. Plus précisément, ce procédé peut être mis en oeuvre par calandrage à chaud ou à l'aide de presse à plateaux chauffants et refroidissants, par exemple. Le choix de la température et de la pression est fonction des caractéristiques thermiques et mécaniques du film 3 et de la mousse 1. The assembly of the thermoplastic film 3 on the foam 1 can be carried out after the surface treatment of the film by a process using pressure heating. More specifically, this process can be implemented by hot calendering or using presses with heating and cooling plates, for example. The choice of temperature and pressure depends on the thermal and mechanical characteristics of the film 3 and of the foam 1.

Le cycle d'assemblage comprend les étapes suivantes
1") montée en température jusqu'au ramollissement du film 3, tout en conservant une simple pression de maintien entre le film et la mousse (environ 105 Pa) ;
20) maintien de la température de palier pendant environ 5 minutes et application de la pression de fabrication choisie ;
30) refroidissement à une vitesse d'environ 100C par minute jusqu'à une température de quelques dizaines de degrés au-dessus de la température ambiante (environ 80"C), avec maintien de la pression choisie ;
4 ) diminution progressive de la pression ;
50) ouverture de la presse et démoulage du support recouvert du film obtenu.
The assembly cycle includes the following steps
1 ") temperature rise until the film 3 has softened, while maintaining a simple holding pressure between the film and the foam (approximately 105 Pa);
20) maintaining the bearing temperature for approximately 5 minutes and applying the selected manufacturing pressure;
30) cooling at a speed of approximately 100C per minute to a temperature of a few tens of degrees above ambient temperature (approximately 80 "C), with maintenance of the selected pressure;
4) gradual decrease in pressure;
50) opening of the press and demolding of the support covered with the film obtained.

Dans le cas de la réalisation d'un stratifié mousse en imide de polyméthacrylate/film en polypropylène, la montée en température (étape 1) s'effectue jusqu'à 1730C, pendant 50 minutes environ et la pression de fabrication appliquée est de 106 Pa environ. In the case of the production of a foam imide of polymethacrylate / polypropylene film, the temperature rise (step 1) takes place up to 1730C, for approximately 50 minutes and the manufacturing pressure applied is 106 Pa about.

La même réalisation peut être obtenue en introduisant les différents constituants dans une presse déjà portée à une température proche de la température de palier. Dans ce cas, la montée en température est beaucoup plus rapide, ce qui permet de raccourcir la durée totale du cycle. The same embodiment can be obtained by introducing the various constituents into a press already brought to a temperature close to the bearing temperature. In this case, the temperature rise is much faster, which shortens the total duration of the cycle.

Le stratifié ainsi obtenu est apte à recevoir une métallisation. The laminate thus obtained is capable of receiving metallization.

La figure 2 illustre l'étape de métallisation qui est réalisée en déposant sur le film de matériau organique thermoplastique 3, une couche de métal 5, cette dernière recouvrant totalement ou partiellement le film 3. Le métal 5 déposé est de préférence choisi parmi le cuivre, l'aluminium, ou un de leurs alliages respectifs.  FIG. 2 illustrates the metallization step which is carried out by depositing on the film of organic thermoplastic material 3, a layer of metal 5, the latter completely or partially covering the film 3. The metal 5 deposited is preferably chosen from copper , aluminum, or one of their respective alloys.

Avant de procéder au placage de la couche de métal 5, il est nécessaire de faire subir au film thermoplastique 3 un traitement ayant pour but d'activer sa surface et de créer des chaînes ouvertes. Before proceeding with the plating of the metal layer 5, it is necessary to subject the thermoplastic film 3 to a treatment intended to activate its surface and create open chains.

Ce traitement de surface de la face du film destinée à recevoir le métal est réalisé par l'une des techniques précédemment décrites pour traiter sa face opposée.This surface treatment of the face of the film intended to receive the metal is carried out by one of the techniques previously described for treating its opposite face.

Le choix du métal est fonction des applications visées. Pour une utilisation du support métallisé en tant que support de circuiterie pour hyperfréquence, le métal utilisé est de préférence du cuivre d'une épaisseur allant de 10 à 35 micromètres environ. Pour d'autres applications, ce feuillard de cuivre sera avantageusement remplacé par des plaques de cuivre plus épaisses ou par des plaques en aluminium ou en alliage d'aluminium. The choice of metal depends on the intended applications. For using the metallized support as a circuitry support for microwave, the metal used is preferably copper with a thickness ranging from 10 to 35 micrometers approximately. For other applications, this copper strip will advantageously be replaced by thicker copper plates or by aluminum or aluminum alloy plates.

Dans tous les cas, il est nécessaire de faire subir au métal un traitement de surface qui consiste en une oxydation superficielle de celui-ci permettant la création de liaisons physiques et moléculaires avec le film thermoplastique 3. In all cases, it is necessary to subject the metal to a surface treatment which consists of a surface oxidation of the latter allowing the creation of physical and molecular bonds with the thermoplastic film 3.

L'oxydation du cuivre peut par exemple être obtenue après un dégraissage dans un solvant et éventuellement un décapage par une méthode mécanique ou chimique, par immersion, pendant une dizaine de minutes, dans une solution aqueuse à 850C comprenant 30 g/l de chlorite de soude NaClO2, 10 g/l de phosphate trisodique NaPO4H2O, 50 g/l de soude NaOH et de l'eau déminéralisée. Les feuillards ou plaques métalliques 5 sont ensuite soigneusement séchés, non sans avoir été rincés au préalable. Oxidation of copper can for example be obtained after degreasing in a solvent and optionally pickling by a mechanical or chemical method, by immersion, for ten minutes, in an aqueous solution at 850C comprising 30 g / l of chlorite of NaClO2 soda, 10 g / l of NaPO4H2O trisodium phosphate, 50 g / l of NaOH soda and demineralized water. The metal strips or plates 5 are then carefully dried, not without having been rinsed beforehand.

Dans le cas de l'aluminium ou de ses alliages, le traitement de surface favorisant l'adhérence sur le film thermoplastique 3 peut être n'importe quelle technique permettant de favoriser l'adhérence du métal sur le film. Toutefois, une technique simple à mettre en oeuvre consiste à réaliser sur le métal une couche d'alumine Al203 par oxydation anodique, mais non suivie d'un colmatage de façon que la couche d'alumine reste à pores ouverts. L'épaisseur de la couche d'alumine est généralement comprise entre 5 et 10 micromètres, bien que ce critère ne soit pas impératif. Ce traitement est également suivi d'un rinçage et d'un séchage avant que le feuillard ou la plaque métallique 5 ne soit appliqué sur le film thermoplastique 3. In the case of aluminum or its alloys, the surface treatment promoting adhesion to the thermoplastic film 3 can be any technique making it possible to promote the adhesion of the metal to the film. However, a simple technique to implement consists in producing on the metal a layer of Al 2 O 3 alumina by anodic oxidation, but not followed by clogging so that the layer of alumina remains with open pores. The thickness of the alumina layer is generally between 5 and 10 micrometers, although this criterion is not imperative. This treatment is also followed by rinsing and drying before the strip or the metal plate 5 is applied to the thermoplastic film 3.

Le pressage du métal 5 sur le stratifié mousse 1/film 3 s'effectue par la même série d'opérations de pressage et d'élévation de température que celle décrite précédemment pour la fabrication du stratifié. The pressing of the metal 5 on the foam laminate 1 / film 3 is carried out by the same series of pressing and temperature raising operations as that described above for the manufacture of the laminate.

On notera en outre que les opérations de pressage du métal sur le stratifié mousse 1/film 3 et de pressage du film thermoplastique 3 sur la mousse 1 peuvent également se faire simultanément. It will also be noted that the operations of pressing the metal on the foam laminate 1 / film 3 and pressing the thermoplastic film 3 on the foam 1 can also be done simultaneously.

Il est également possible de réaliser une liaison électriquement conductrice 6 entre deux couches métalliques opposées 5 par un procédé décrit ultérieurement. It is also possible to make an electrically conductive connection 6 between two opposite metal layers 5 by a method described later.

Enfin, ultérieurement, la couche métallique 5 peut être gravée comme représenté sur la partie supérieure de la figure 2. Finally, later, the metal layer 5 can be etched as shown in the upper part of FIG. 2.

La mousse 1 peut être mise en forme sous pression à chaud. Il est donc intéressant de pouvoir métalliser des mousses de différentes formes. Ainsi, il est possible de métalliser de façon discontinue différents niveaux d'une mousse comme cela est représenté en figure 3 ou au contraire de métalliser la surface du support de mousse 1, de façon continue le long de différents niveaux, comme cela est représenté en figure 4.  The foam 1 can be shaped under hot pressure. It is therefore interesting to be able to metallize foams of different shapes. Thus, it is possible to metallize discontinuously different levels of a foam as shown in FIG. 3 or on the contrary to metallize the surface of the foam support 1, continuously along different levels, as shown in figure 4.

Dans le premier cas illustré en figure 3, on procède tout d'abord à la mise en forme de la mousse organique 1 par pression à chaud dans un moule correspondant à la forme désirée. On place ensuite aux endroits destinés à être métallisés, un film de matériau thermoplastique 3, par exemple du polypropylène, que l'on recouvre ensuite d'une couche de métal, par exemple un feuillard de cuivre, ce film et ce feuillard ayant été préparés comme décrit précédemment. L'ensemble est ensuite soumis à un pressage à chaud soit dans le moule utilisé précédemment pour former la mousse 1, soit dans un autre moule qui tient compte des épaisseurs du film et du métal devant être fixés sur la mousse. In the first case illustrated in FIG. 3, the organic foam 1 is first of all shaped by hot pressing in a mold corresponding to the desired shape. Then placed at the places intended to be metallized, a film of thermoplastic material 3, for example polypropylene, which is then covered with a layer of metal, for example a copper strip, this film and this strip having been prepared. as previously described. The assembly is then subjected to hot pressing either in the mold previously used to form the foam 1, or in another mold which takes account of the thicknesses of the film and of the metal to be fixed on the foam.

Dans le deuxième cas illustré en figure 4, on place le film 3 de matériau thermoplastique et la couche de métal 5 sur une mousse 1 non préformée. In the second case illustrated in FIG. 4, the film 3 of thermoplastic material and the metal layer 5 are placed on a non-preformed foam 1.

L'ensemble est alors soumis à un cycle de pressage à chaud dans un moule de forme adaptée au résultat souhaité. Dans ce cas, il est nécessaire que la profondeur des creux du moule soit réduite de façon à éviter toute rupture du feuillard de métal. Il convient également d'utiliser un métal très ductile, (par exemple le cuivre).The assembly is then subjected to a hot pressing cycle in a mold adapted to the desired result. In this case, it is necessary that the depth of the mold recesses be reduced so as to avoid any breakage of the metal strip. It is also advisable to use a very ductile metal (for example copper).

I1 est également possible de réaliser des supports multicouches comme illustré sur les figures 5 et 6. Un stratifié du type de celui représenté en figure 2 dont l'une ou les deux faces métalliques sont gravées ou non, peut ainsi être associé, soit à un autre stratifié du même type, soit à un autre stratifié gravé ou non du type circuit imprimé classique, soit à un diélectrique thermoplastique. It is also possible to produce multilayer supports as illustrated in FIGS. 5 and 6. A laminate of the type of that shown in FIG. 2, one or both of the metal faces of which are engraved or not, can thus be associated either with a another laminate of the same type, either to another engraved laminate or not of the conventional printed circuit type, or to a thermoplastic dielectric.

Dans l'exemple de réalisation illustré en figure 5, un stratifié comprenant un matériau support 1 en mousse, recouvert sur l'une de ses faces par un premier film thermoplastique 3 et d'une couche de métal 5 est lié, par l'intermédiaire d'un second film thermoplastique 3', à un support isolant 7 recouvert d'une couche de métal 5' gravée ou non. Le métal 5' est choisi de préférence parmi le cuivre, l'aluminium ou l'un de leurs alliages. I1 n'est pas forcément de même nature que la couche de métal 5. In the embodiment illustrated in FIG. 5, a laminate comprising a support material 1 made of foam, covered on one of its faces by a first thermoplastic film 3 and a layer of metal 5 is bonded, via a second thermoplastic film 3 ', to an insulating support 7 covered with a metal layer 5', engraved or not. The 5 ′ metal is preferably chosen from copper, aluminum or one of their alloys. It is not necessarily of the same nature as the metal layer 5.

Le film thermoplastique 3' de liaison doit présenter une température de ramollissement inférieure à celle du premier film 3 pour éviter que la nouvelle opération de pressage (lors de l'assemblage) ne déforme les couches déjà assemblées et plus particulièrement les couches gravées. Le film 3' de liaison est en outre choisi en fonction de son application et dans le cas d'applications radioélectriques, il devra présenter une faible constante diélectrique (e=1 à 3). Il peut s'agir par exemple d'un copolymère polypropylène-éthylène. The thermoplastic bonding film 3 ′ must have a softening temperature lower than that of the first film 3 to prevent the new pressing operation (during assembly) from deforming the already assembled layers and more particularly the etched layers. The 3 'bonding film is also chosen according to its application and in the case of radioelectric applications, it must have a low dielectric constant (e = 1 to 3). It may for example be a polypropylene-ethylene copolymer.

Les opérations de traitement de surface des différentes couches et d'assemblage sont identiques à ce qui a été précédemment décrit, toutefois le palier de température est d'environ 1680C dans le cas où le film 3' est en copolymère polypropylène-éthylène. The surface treatment operations of the various layers and of assembly are identical to what has been previously described, however the temperature plateau is around 1680C in the case where the film 3 'is made of polypropylene-ethylene copolymer.

Par ailleurs, il est possible (et même souhaitable dans le cas d'empilements) de réaliser des liaisons électriquement conductrices 9 entre les différentes couches métalliques 5, 5'. Ces liaisons 9 sont réalisées par des méthodes classiques, telles que la méthode des trous métallisés de circuits imprimés, la méthode des inserts métalliques ou la méthode de recharge à l'aide d'une encre conductrice. Furthermore, it is possible (and even desirable in the case of stacks) to produce electrically conductive connections 9 between the different metal layers 5, 5 '. These connections 9 are produced by conventional methods, such as the metallized hole method of printed circuits, the method of metal inserts or the method of recharging using a conductive ink.

Dans exemple de réalisation illustré en figure 6, trois supports métallisés selon la figure 2 ont été assemblés. Dans ce cas, le support métallisé central présente un film thermoplastique de liaison 3' qui permet à la fois de fixer la couche métallique 5 sur le matériau support en mousse 1 et d'assembler plusieurs supports métallisés entre eux. En outre, les couches métalliques 5 de chaque stratifié sont reliées entre elles par une liaison conductrice 9.  In an embodiment illustrated in FIG. 6, three metallized supports according to FIG. 2 have been assembled. In this case, the central metallized support has a thermoplastic bonding film 3 'which makes it possible both to fix the metallic layer 5 on the foam support material 1 and to assemble several metallized supports together. In addition, the metal layers 5 of each laminate are linked together by a conductive connection 9.

Claims (17)

REVENDICATIONS 1. Support métallisé comportant au moins un matériau support (1) en mousse expansée, organique, rigide dont au moins l'une des faces est recouverte au moins partiellement d'un premier film de matériau organique thermoplastique (3) recouvert d'une couche (5) de métal conducteur. 1. Metallized support comprising at least one support material (1) of expanded, organic, rigid foam of which at least one of the faces is covered at least partially with a first film of organic thermoplastic material (3) covered with a layer (5) of conductive metal. 2. Support selon la revendication 1, caractérisé en ce que le matériau en mousse (1) comporte un film de matériau thermoplastique (3) sur au moins une partie de chacune de ses faces opposées, ce film étant recouvert d'une couche de métal (5), et en ce qu'une liaison électriquement conductrice (6, 9) traverse de part en part le matériau support en mousse (1) et les films thermoplastiques (3) pour relier les deux couches de métal (5). 2. Support according to claim 1, characterized in that the foam material (1) comprises a film of thermoplastic material (3) on at least part of each of its opposite faces, this film being covered with a layer of metal (5), and in that an electrically conductive connection (6, 9) passes right through the foam support material (1) and the thermoplastic films (3) to connect the two layers of metal (5). 3. Support selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que le métal (5) est choisi parmi le cuivre, l'aluminium ou l'un de leurs alliages respectifs. 3. Support according to claim 1 or 2, characterized in that the metal (5) is chosen from copper, aluminum or one of their respective alloys. 4. Support selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que le matériau en mousse (1) doit résister à des températures égales ou supérieures à 1200C environ. 4. Support according to claim 1 or 2, characterized in that the foam material (1) must withstand temperatures equal to or greater than about 1200C. 5. Support selon la revendication 1, 2 ou 4, caractérisé en ce que le matériau organique thermoplastique (3) a une température de ramollissement inférieure à la température de déformation sous charge de la mousse (1). 5. Support according to claim 1, 2 or 4, characterized in that the thermoplastic organic material (3) has a softening temperature lower than the deformation temperature under load of the foam (1). 6. Support selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il est obtenu par placage à chaud de ses différents constituants (1, 3, 5).  6. Support according to any one of the preceding claims, characterized in that it is obtained by hot plating of its various constituents (1, 3, 5). 7. Support de circuits hyperfréquence selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que la mousse (1) a une constante diélectrique allant de 1 à 3 et un angle de pertes diélectriques allant de 10-3 à 10-4. 7. Support for microwave circuits according to any one of claims 1 to 6, characterized in that the foam (1) has a dielectric constant ranging from 1 to 3 and a dielectric loss angle ranging from 10-3 to 10-4 . 8. Support selon la revendication 7, caractérisé en ce que le film thermoplastique (3) a une constante diélectrique allant de 1 à 3 et un angle de pertes diélectriques de 10-4 environ. 8. Support according to claim 7, characterized in that the thermoplastic film (3) has a dielectric constant ranging from 1 to 3 and an angle of dielectric losses of approximately 10-4. 9. Support selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le matériau thermoplastique (3) est un polymère ou un copolymère de propylène et/ou de méthylpentène. 9. Support according to any one of the preceding claims, characterized in that the thermoplastic material (3) is a polymer or a copolymer of propylene and / or methylpentene. 10. Support selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la mousse (1) est en imide de polyméthacrylate ou en polymère vinylique. 10. Support according to any one of the preceding claims, characterized in that the foam (1) is made of polymethacrylate imide or of vinyl polymer. 11. Assemblage d'au moins deux supports selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que lesdits supports sont reliés entre eux par un second film thermoplastique (3') présentant une température de ramollissement inférieure à celle du premier film thermoplastique (3). 11. Assembly of at least two supports according to any one of the preceding claims, characterized in that said supports are interconnected by a second thermoplastic film (3 ') having a softening temperature lower than that of the first thermoplastic film ( 3). 12. Procédé de fabrication d'un support métallisé à base de mousse organique, consistant à 12. Method for manufacturing a metallized support based on organic foam, consisting of a) activer une première surface d'une couche de matériau thermoplastique (3) pour qu'elle comporte des chaînes ouvertes, a) activating a first surface of a layer of thermoplastic material (3) so that it comprises open chains, b) disposer ladite première surface en regard d'une face d'un matériau support en mousse expansée, organique, rigide (1), b) placing said first surface opposite one face of a rigid, organic expanded foam support material (1), c) chauffer l'ensemble, sous pression, jusqu'à la température de ramollissement de la couche de matériau thermoplastique (3),  c) heating the assembly, under pressure, to the softening temperature of the layer of thermoplastic material (3), d) refroidir l'ensemble jusqu'à une température supérieure ou égale à la température ambiante, toujours sous pression, d) cooling the assembly to a temperature greater than or equal to ambient temperature, always under pressure, e) placer une couche métallique (5) sur une seconde surface du matériau thermoplastique (3) opposée à la première, après que cette seconde surface ait été activée pour comporter des chaînes ouvertes et que la couche métallique ait subi un traitement de surface, e) placing a metal layer (5) on a second surface of the thermoplastic material (3) opposite the first, after this second surface has been activated to have open chains and the metal layer has undergone a surface treatment, f) chauffer l'ensemble, sous pression, jusqu'à la température de ramollissement du matériau thermoplastique (3), et f) heating the assembly, under pressure, to the softening temperature of the thermoplastic material (3), and g) refroidir ensemble jusqu'à une température supérieure ou égale à la température ambiante, toujours sous pression. g) cool together to a temperature greater than or equal to room temperature, always under pressure. 13. Procédé selon la revendication 12, caractérisé en ce que les étapes d'assemblage du matériau en mousse (1), du matériau thermoplastique (3) et de la couche métallique (5) sont réalisées simultanément. 13. Method according to claim 12, characterized in that the steps of assembling the foam material (1), the thermoplastic material (3) and the metal layer (5) are carried out simultaneously. 14. Procédé selon la revendication 12 ou 13, caractérisé en ce qu'il comprend une étape de mise en forme du support en mousse organique (1). 14. Method according to claim 12 or 13, characterized in that it comprises a step of shaping the organic foam support (1). 15. Procédé selon la revendication 12 ou 13, caractérisé en ce que le traitement de surface de la couche métallique (5) est réalisé par une oxydation superficielle. 15. Method according to claim 12 or 13, characterized in that the surface treatment of the metal layer (5) is carried out by surface oxidation. 16. Procédé selon la revendication 12 ou 13, caractérisé en ce qu'il comprend une étape de gravure de la couche métallique (5). 16. The method of claim 12 or 13, characterized in that it comprises a step of etching the metal layer (5). 17. Procédé selon la revendication 12 ou 13, caractérisé en ce qu'il comprend une étape de formation d'une couche de matériau thermoplastique (3) et d'une couche métallique (5) sur au moins une partie des deux faces opposées du matériau support en mousse (1) et la formation d'une liaison électriquement conductrice (9) entre les deux couches métalliques (5).  17. The method of claim 12 or 13, characterized in that it comprises a step of forming a layer of thermoplastic material (3) and a metal layer (5) on at least part of the two opposite faces of the foam support material (1) and the formation of an electrically conductive bond (9) between the two metal layers (5).
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