NL1008197C2

NL1008197C2 - Werkwijze voor het vervaardigen van een drager met een afscherming voor stoorstraling, alsmede afschermingsmateriaal.

Info

Publication number: NL1008197C2
Application number: NL1008197A
Authority: NL
Inventors: Stephanus Gerardus Blankenborg; Jacob Joost Machielse; Pieter Dick Bergshoeff
Original assignee: Stork Screens Bv
Priority date: 1998-02-04
Filing date: 1998-02-04
Publication date: 1999-08-05
Also published as: EP1051891A1; TW445205B; NO20003942D0; DK1051891T3; WO1999040770A1; EP1051891B1; PT1051891E; BR9909093A; HUP0102091A2; RU2217887C2; NO20003942L; ZA99881B; HUP0102091A3; AU2302399A; HU222659B1; CN101119629A; PL342037A1; JP2002502729A; KR20010040649A; ATE218031T1

Description

Korte aanduiding: Werkwijze voor het vervaardigen van een drager met een afscherming voor stoorstra 1 ing, alsmede afschermingsmateriaal.

985019/JV/nbr

De onderhavige uitvinding heeft betrekking op een werkwijze voor het vervaardigen van een drager met een afscherming voor stoorstra-ling, welke werkwijze de stappen omvat van het aanbrengen van een gemetalliseerd kunststof substraat in een spuitgietmatr i j s, en het spuit-5 gieten van een kunststof in de matrijs tan de drager te vormen.

Een dergelijke werkwijze is bekend uit Research Disclosure, nr. 27302, januari 1987. Hierin is een techniek beschreven, waarbij een kunststof film of -plaat, die met het gietmateriaal voor de te vormen drager verenigbaar is, wordt gemetalliseerd en aan één of beide zijden 10 geleidend wordt gemaakt door middel van een aantal op zich in het vak bekende werkwijzen. De gemetalliseerde film wordt vervolgens aan een voorvervorming onderworpen en vervolgens in de matrijs geplaatst, of in de matrijs zelf vervormd. Daarna wordt de matrijs gesloten en gesmolten hars wordt in de matrijs geïnjecteerd om de drager te vormen. 15 Volgens deze publicatie bestaat het metaal van de gemetalliseerd kunststof substraat in het algemeen uit keper vanwege de goede geleidbaarheid daarvan, waarop een dunne afzetting van nikkel is gevormd. Indien gewenst kan een hechtlaag voor verf worden aangebracht.

Een dergelijke afscherming wordt toegepast om hetzij elektroni-20 sche inrichtingen te beschermen tegen uitwendige stoorstral ingen, dan wel de omgeving af te schermen tegen straling, die door de elektronische inrichting zelf wordt opgewekt, waarin de drager met afscherming wordt toegepast.

Elektronische inrichtingen die gevoelig kunnen zijn voor stoor-25 stralingen, zoals elektromagnetische straling, zijn elektronische be-sturings-, regel- of schakelinrichtingen, alsmede communicatie- en gegevensverwerkende inrichtingen. Voorbeelden van dergelijke inrichtingen omvatten microgegevensverwerkers, computers, geïntegreerde schakelingen, microschakelaars, draagbare telefoons, zend- en ontvang-30 apparatuur, oproepapparatuur, televie enz..

Het afschermen van elektronische inrichtingen wordt ook wel "shielding” genoemd. De eisen ten aanzien van de afscherming die aan de hierboven genoemde inrichtingen worden gesteld, worden steeds i fC ' : 7 2 strenger en steeds vaker op internationaal vlak geregeld.

Geschikte afschermingsmaterialen bestaan veelal uit elektrisch en/of magnetisch goed geleidende materialen en derhalve dikwijls uit metaal. Voorbeelden van dergelijke afschermingen zijn metalen omhul-5 lingen of kunststof omhullingen, die zijn voorzien van een metaallaag-je. Naast de hierboven genoemde afschermingstechniek kan een dergelijke metaal laag ook bijvoorbeeld in de vorm van een metaal verf, een door al dan niet stroomloos platteren aangebrachte metaal laag, een met behulp van opdamptechnieken of sputteren gevormde metaal laag enz. worden 10 aangebracht. Vele van deze technieken zijn echter gecompliceerd en dientengevolge duur. De veelal complexe structuur van de behuizing, die dient te worden afgeschermd, maakt het eveneens moeilijk om een dergelijke behuizing van een doelmatige afscherming te voorzien.

Een van de technieken, die aanmerkelijk eenvoudiger en goedkoper 15 kan worden uitgevoerd, is het zogeheten "in mould-foiling", zoals in het hierboven genoemde artikel uit Research Disclosure is ontvouwd. Hierbij wordt ofwel een gemetalliseerde folie in de matrijs vervormd, bijvoorbeeld door dieptrekken, ofwel een voorvervormde gemetalliseerde folie in de matrijs aangebracht, en vervolgens wordt de gesmolten hars 20 ingespoten teneinde de folie te bekleden. De in het genoemde artikel vermelde afschermingsmaterialen, d.w.z. koper en nikkel, hebben echter het nadeel, dat deze niet goed geschikt zijn voor deze techniek vanwege de geringe rek daarvan. Bij dieptrekken worden eerst de hoeken gevormd, waarbij het materiaal aan buigbelasting is onderworpen, en ver-25 volgens wordt het materiaal verder gerekt. Wanneer te weinig materiaal aanwezig is, ontstaan scheuren, hetgeen de af schermende werking nadelig beïnvloedt.

Derhalve bestaat er een behoefte aan afschermingsmateriaa1, dat voor het vervaardigen van een drager met een afscherming voor stoor-30 straling geschikt is.

De onderhavige uitvinding heeft ten doel een werkwijze voor het vervaardigen van een drager met een dergelijke afscherming te verschaffen, waarbij het toegepaste gemetalliseerde kunststofsubstraat gemakkelijk kan worden vervormd, zonder dat de afschermingseigenschap-35 pen verslechteren, alsmede het verschaffen van een afschermingsmateri-aal met die voordelige eigenschappen, in het bijzonder voor toepassing bij een dergelijke werkwijze.

:,o : 9 7 3

Volgens de onderhavige uitvinding wordt bovengenoemd doel bereikt door bij de werkwijze van de hierboven genoemde soort een gemetalliseerd kunststof substraat toe te passen, waarvan het metaal tin omvat.

5 Tin is een zacht materiaal en heeft een hoge rek. Bij hogere temperaturen, waarbij de werkwijze gebruikelijk wordt uitgevoerd, gaat tin bovendien gemakkelijk vloeien, zodat de kans op scheurvorming nog verder wordt verkleind. Aldus wordt een drager met een uitstekende afscherming tegen stoorstraling verkregen.

10 Met voordeel omvat het gemetalliseerd kunststof substraat een tussenlaag van keper, welke tussen de tinlaag en het kunststof substraat is gelegen. Keper, dat van zichzelf weinig rek vertoont, kaïn in een zeer dunne laag op de kunststoflaag worden aangebracht, bijvoorbeeld door middel van sputteren en andere gebruikelijke technieken. De 15 koperen tussenlaag heeft een uitstekende hechting aan het kunststof-substraat en heeft daarnaast een hogere geleidbaarheid dan tin, hetgeen gunstig is voor de af schermende werking. Een bijkomend voordeel van deze laagsamenstelling is dat het beter geleidende, doch sneller corroderende keper wordt beschermd door de tinlaag.

20 De kunststof van het gemetalliseerd kunststof substraat is bij het uitvoeren van de werkwijze volgens de uitvinding af gestemd op het materiaal van de te vervaardigen drager. Bij voorkeur is de kunststof gekozen uit de groep, die bestaat uit polycarbonaat (PC), acrylo-nitril-butadieen-styreen (ABS) en mengsels daarvan. De kunststof kan 25 verder met voordeel een vulstof bevatten teneinde de eigenschappen van de kunststof te verbeteren of het gewicht daarvan te verminderen.

Indien gewenst, kan de tinlaag van het gemetalliseerde kunststof substraat aanvullend tegen corrosie worden beschermd, door op deze laag een corros iebestendige metaal laag aan te brengen. Een geschikt 30 metaal voor de corros iebestendige metaallaag omvat nikkel, hoewel andere corrosiebestendige metalen eveneens kunnen worden toegepast.

Zoals in bovengenoemd artikel uit Research Disclosure is ontvouwd, omvat het aanbrengen van het gemetalliseerd kunststof substraat bij voorkeur een driedimensionale vervormingsstap. Vanwege de goede 35 rekeigenschappen van tin laat het gemetalliseerd kunststof substraat zich gemakkelijk driedimensionaal vervormen zonder dat scheuren ontstaan. Een voorkeursuitvoeringsvorm bestaat uit het dieptrékken van de ' · '* i'\ '· v .yt 4 gemetalliseerde kunstoffilm on deze in de spuitgietmatrijs aan te brengen. Verder wordt deze stap met voordeel bij hogere temperatuur, bijvoorbeeld ongeveer 100°C uitgevoerd. Bij deze temperatuur vertoont tin in enige mate vloeieigenschappen, hetgeen de vervorming ten goede 5 komt.

Andere vervormingswerkwijzen, zoals "thermoforming·1, zijn eveneens geschikt.

De laagdikte van de tinlaag bedraagt met voordeel 1-20 μπι, bij voorkeur 3-5 μπι. De laagdikte van de kunststof laag van het gemetalli-10 seerd kunststof substraat bedraagt met voordeel 10-250 μπι, bij voorkeur ongeveer 75 μπι. De laagdikte van de koperen tussenlaag, indien aanwezig, bedraagt met voordeel 0,025-1 μιη, bij voorkeur ongeveer 0,050 μπι. De drager is bij voorkeur een kunststof huis, zoals dat gebruikelijk in mobiele telefoons, televisies, computerapparatuur en andere eerder 15 genoemde inrichtingen wordt toegepast. Met voordeel wordt bij de werkwijze volgens de uitvinding het huis op de kunststof laag van de gemetalliseerd kunststofsubstraat aangebracht, zodat het afschermingsmate-riaal zich aan de binnenzijde van het huis bevindt.

De uitvinding heeft tevens betrekking op een afschermingsmateri-20 aal, in het bijzonder voor toepassing bij de werkwijze volgens de uitvinding, waarbij het afschermingsmateriaal een kunststof substraat met een tinlaag omvat. Het afschermingsmateriaal volgens de uitvinding is in de eerste plaats geschikt voor werkwijzen, waarbij het afschermingsmateriaal eerst wordt vervormd, waarna de drager op het vervormde 25 afschermingsmateriaal wordt aangebracht, zoals bij de hierboven besproken werkwijze volgens de uitvinding, in het bijzonder bij dragers met een complexe structuur. Het afschermingsmateriaal leent zich echter ook uitstekend cm (¾) vooraf vervaardigde dragers te worden aangebracht, zoals bij dragers met een eenvoudige structuur.

30 Zoals hierboven verder is uitgelegd, is bij voorkeur een koper- film tussen de kunststof film en de tinlaag voorzien. Desgewenst kan op de tinlaag een corrosiebestendige metaallaag, zoals een laag nikkel, zijn voorzien. De materiaalkeuze en de laagdikten, die de voorkeur hebben, zijn gelijk aan de hierboven vermelde materialen, respectieve-35 lijk waarden.

De uitvinding wordt hierna toegelicht aan de hand van enkele voorbeelden.

5

Voorbeeld 1

Dit voorbeeld beschrijft de vervaardiging van een gemetalliseerd kunststof substraat, waarbij verschillende metalen op een kunststof film worden aangebracht.

5 Op een kunststof film, die uit lexaan (PC) was vervaardigd, met een dikte van 75 jum werden verschillende metalen afgezet met behulp van elektrolyse, in de in Tabel 1 vermelde dikten. Een keper en tussenlaag met een dikte van 50 nm was op de kunststof film aangebracht teneinde een geleidende laag te vormen. Deze geleidende laag is voor de 10 afzetting van het metaal uit een elektrolysebad noodzakelijk.

In onderstaande Tabel 1 zijn eveneens de resultaten van de meting van de zogeheten "shielding effectness" weergegeven, die gemeten werd volgens ASIM D4935-89, waarbij tussen een zender en ontvanger een te testen afschermingsmateriaal wordt geplaatst en de doelmatigheid 15 van de afscherming bij verschillende frequenties wordt gemeten. Ter vergelijking zijn eveneens de gegevens vermeld van een kunststoffilm alleen en die van een aluminiumschijf. Van de laatste is bekend dat deze een uitstekende afschermende werking bezit.

Q f«"i v* f\l O IA CO CO

§ ?' 3 3 It* S' is « $' R

s.

roint-^rocO'^· Ό § ? s 3 £ fe S R 10 c5 <— >c *— m ro r*·»- o

8 9 8 8 R 8 3 S R R

N. pj C> Ό PU O O S-

É? o' S 3 e te 3 δ R R

O oj'— lArOfAiNJinm

§ ? 8 3 R 8 R 8 R* R

N.

OOrvJ»— τ-~γο«~0Ο·Ο

^ ^^oSQtCStA^ïf^R

rH vT

ιχ) m o ro N. Ο Ό Ό h- Μ N.

$ § 9 8 3* R 8 s’ 3 R R

e* ---------- § ? a* 3 r R s‘ a R s in in ^ O <t N·

S ? 8 8 R R Ö 3 R R

C Ό ^ ^OCNifACOmtn ΓΜ

* § ? 8 8 R fc 3' a' R R

<y ____ __ ____ ____________________ 8} $ o« *- o* m -4· *- I S ?' a" C3 R R S a R 8 H— ____________ Ιο 8 co m ltv pu m cOwi E R 9 a' 8 pi R K $ p£ ε

θ8 'O 'J1 IT> PJ si-OO

SR 9 a a R R K S R 8

LU

— è <> ^ c> oq_ a ^ *- ro m o p>j «ƒ o £ 1 SÜ 5 i=

I I

if < .J ^ in o in H r~i ·. . i , ·. · λ : 7

Uit de resultaten, die in deze tabel zijn weergegeven, blijkt dat de afschermende werking van tin bij de gemeten frequenties vergelijkbaar is met die van nikkel, alhoewel een iets grotere laagdikte nodig lijkt te zijn. De vermelde waarden zijn echter geen absolute 5 getallen, doch geven slechts een indicatie van de afschermende werking van de verschillende toegepaste afschermingsmaterialen.

Voorbeeld 2

Onderstaande tabel 2 geeft de resultaten van de weerstandsmeting 10 van met tin en koper bekleed lexaan met een dikte van 75 μια. Deze weerstandsmetingen werden met drie verschillende dikten van de tinlaag uitgevoerd, respectievelijk 0,9, 4,5 en 9,3 μια. De toegepaste trek-stroken hadden een lengte van 16 cm en een breedte van 2 cm. De proeven werden bij kamertemperatuur uitgevoerd.

15

Tabel 2

Rek (%) Weerstand (dim) 0,9 μία 4,5 Mm 9,3 Mm 0 2 0.7 0.5 15 2.5 0.7 0.5 20 25 4.7 0.8 0.5 40 9 0.9 0.6 50 8 0.9 0.6

Uit de tabel blijkt dat bij een dikte van de tinlaag van 4,5 Mm 25 en 9,3 m·® de weerstand bij toenemende rek nagenoeg gelijk blijft, hetgeen aanduidt dat de tinlaag gesloten blijft, en er nauwelijks scheurtjes worden gevormd.

Verder werden proeven uitgevoerd met kunststof f i lms, waarop nikkel, koper, respectievelijk tin waren af gezet in de in Tabel 3 weerge-30 geven dikten. Met deze materialen werden trekproeven bij een temperatuur van 150°C uitgevoerd, waarbij de weerstand werd gemeten. Uit deze Tabel blijkt dat geëlektroformeerd nikkel een lage rek bij breuk heeft, namelijk ongeveer 8%. Koper heeft een hogere rek, maar met toenemende rek neemt de weerstand toe, hetgeen op scheurvorming in de . ' ::7 8 koperlaag duidt. Tin daarentegen heeft veel betere rekeigenschappen, zodat bij zeer grote rek de weerstand nog laag blijft. Dit duidt op een uitstekende vervormbaarheid.

. ί 9

Titel 3

(CTAAL DIKTE REK VEERSTAND

(μη) (%) (ohn) NIKKEL 1 O 0,5

5 1 8 CNEIWJIG

KOPER 1 O 0,4 1 6 0,6 1 22 0,7 1 48 1,7 10 1 94 5,7 TIN 5 O 0,5 5 44 0,9 5 98 1,9 5 148 3,5 15 5 174 7,2 TIN 10 O 0,4 10 43 0,5 10 98 1 10 116 1,5 20 10 146 1,5 10 170 2,4 10 192 3,3

Proeven onder buigbelasting geven vergelijkbare resultaten en 25 verschillen.

" ; " ' - 1 0 7

Claims

1. Werkwijze voor het vervaardigen van een drager met een afscherming voor stoorstraling, welke werkwijze de stappen omvat van het aanbrengen van een gemetalliseerd kunststof substraat in een spuitgietma-trijs, en het spuitgieten van een kunststof in de matrijs om de drager 5 te vormen, met het kenmerk dat het metaal van het gemetalliseerde kunststofsubstraat tin omvat.

2. Werkwijze volgens conclusie 1, met het kenmerk dat het gemetalliseerd kunststof substraat een tussenlaag van koper omvat.

3. Werkwijze volgens conclusie 1 of 2, met het kenmerk dat de 10 kunststof van het gemetalliseerd kunststof substraat is gekozen uit de groep, die bestaat uit polycarbonaat (PC), acrylonitril-butadieen-sty-reen (ABS) en mengsels daarvan.

4. Werkwijze volgens een van de voorgaande conclusies, met het kenmerk dat de kunststof van het gemetalliseerd kunststof substraat een 15 vulstof bevat.

5. Werkwijze volgens een van de voorgaande conclusies, met het kenmerk dat op de t inlaag van het gemetalliseerd kunststof substraat een corrosiebestendige metaallaag is aangebracht.

6. Werkwijze volgens conclusie 5, met het kenmerk dat het metaal 20 van de corrosiebestendige metaallaag nikkel omvat.

7. Werkwijze volgens een van de voorgaande conclusies, met het kenmerk dat het aanbrengen van het gemetalliseerd kunststof substraat een driedimensionale vervormingsstap omvat.

8. Werkwijze volgens conclusie 7, met het kenmerk dat het gemetal-25 liseerd kunststof substraat aan dieptrekken wordt onderworpen.

9. Werkwijze volgens conclusie 8, met het kenmerk dat het dieptrekken bij een temperatuur van ongeveer 100 °C wordt uitgevoerd.

10. Werkwijze volgens een van de voorgaande conclusies, met het kenmerk dat de laagdikte van de tinlaag 1-20 /ün bedraagt, bij voorkeur 3- 30 5 μτη.

11. Werkwijze volgens een van de voorgaande conclusies, met het kenmerk dat de laagdikte van de kunststoflaag van het gemetalliseerd kunststof substraat 10-250 μχα bedraagt, bij voorkeur ongeveer 75 μπ\.

12. Werkwijze volgens een van de voorgaande conclusies, met het ken-35 merk dat de laagdikte van de keper laag 0,025-1 μια bedraagt, bij voor- ' f 9 keur ongeveer 0,050 jtan.

13. Afschermingsmateriaal, omvattende een gemetalliseerd kunststof-substraat, in het bijzonder voor toepassing bij de werkwijze volgens een van de voorgaande conclusies, met het kenmerk dat het gemetalli- 10 seerde kunststof substraat een t inlaag omvat.

13. Werkwijze volgens een van de voorgaande conclusies, met het kenmerk dat de drager een kunststof huis omvat.

14. Af schermingsmateriaal volgens conclusie 13, met het kenmerk dat tussen de kunststof laag en de t inlaag een koperfilm is voorzien.

14. Werkwijze volgens conclusie 13, met het kenmerk dat het huis op 5 de kunststof laag van het gemetalliseerd kunststof substraat wordt aangebracht.

15. Af schermingsmateriaal volgens conclusie 13 of 14, met het kenmerk dat op de tinlaag een corrosiebestendige metaallaag is voorzien. SAMENWERKINGSVERDRAG RAPPORT BETREFFENDE NIEUWHEIDSONDERZOEK VAN INTERNATIONAAL TYPE lOENTIFlKATIE VAN DE NATIONALE AANVRAGE Ken me r* van de aanvrager ol van de gemacnugce 985019/JV/nbr Neoenandse aanvrage nr indieongsoaum 1008197 4 februari 1998 In geroepen voarrangscatum Aanvrager (Naarnj STORK SCREENS B.V. Daajm van net verzoeK voer een onoerzoe* van internationaal type Door de instanoe voor tntemaeonaai Onderzoen (ISA) aan net verzoen voor een onderzoen van internationaal type toe gene na nr SN 30734 NL I. CLASSIFICATIE VAN HET ONDERWERP (Wj Bepass.-ng van verserJUenoe classificaties. alle classificatie symbolen opg*,,,^ Volgens de inemaooraie dassrlicane (IPC) -- Int. Cl.6: H 05 K 9/00 II. ONDERZOCHTE GEBIEDEN VAN OE TECHNIEK __Onoerzccftte minimum documentatie_ ~ '— Classificatiesysteem 1_Ciassificatiesvrreclen_ - ' i I ; j Int. Cl.0 | H 05 K | i i____I____ Cnoerzocne an cere cocumenaae dan se minimum oacumenaoe voer zover dergeiiixe docjmen®n m 30 oncerzccrite gacne^o!^ ~ oogenorr.en 0,1 ! ! ) i III. : GEEN ONDERZOEK MCGELUK VOOR BEPAALDE CONCLUSIES (ccmervircen oo aanvjl!ipgsaiac> IV _ GEBREK AAN EENHEID VAN UITVINDING (ccmerxmcer. cc aa-.v^lmcsciac'.