專利名稱：表面帶有用于與電氣元件電觸點(diǎn)接通的金屬層的塑料構(gòu)件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種塑料構(gòu)件，其包括一個(gè)設(shè)在其表面上的金屬層，該金屬層用于通過一種加熱固定法尤其是一種釬焊方法實(shí)現(xiàn)與電氣元件的電觸點(diǎn)接通。
背景技術(shù)：
在不同的應(yīng)用情況下有時(shí)需要在表面涂覆有金屬層的塑料構(gòu)件上安置其他一個(gè)或多個(gè)電氣元件，以及通過金屬層同與金屬層連接的另一些元器件觸點(diǎn)接通。這種電觸點(diǎn)接通通常用釬焊方法實(shí)現(xiàn)，也就是說，要與金屬層連接的元器件或手工或自動(dòng)熱釬焊。在這方面的一個(gè)應(yīng)用例子是用于磁共振儀的表面波阻隔器(Mantelwellensperre表面波阻隔器)的外殼構(gòu)件，其中，外殼構(gòu)件用塑料制造以及在其內(nèi)部裝各種元器件，它們與處于外殼構(gòu)件外側(cè)上的金屬化表面觸點(diǎn)接通，以及通過此金屬化表面與釬焊在表面的元器件觸點(diǎn)接通。
在釬焊時(shí)，在金屬化表面以及也在塑料構(gòu)件本身上短時(shí)作用的溫度約為300℃。然而，這種盡管短暫但高的熱負(fù)荷，通常導(dǎo)致?lián)p傷聚合材料。往往采用熱塑性聚合物構(gòu)成這種塑料構(gòu)件，它們?cè)谑┘犹幱跇O限溫度范圍內(nèi)的溫度時(shí)軟化。這種局部軟化大多導(dǎo)致惡化金屬化表面的粘附，直至使其脫離。其結(jié)果是必然使釬焊在上面元器件的電接觸或完全不存在或僅是低質(zhì)量的。
為了防止脫離或?yàn)榱诉_(dá)到金屬化表面與塑料良好的粘附性，在這些情況下采用耐高溫的塑料，但它們?cè)诔尚渭夹g(shù)方面需要比較高的費(fèi)用，此外，這種特殊塑料的材料成本高。
US 4 774 126公開了一種結(jié)構(gòu)構(gòu)件，它有一種廉價(jià)的熱塑性材料作為基體。在基體上全部或部分成形有一種耐高溫的熱塑性材料，在該材料上可以釬焊金屬層。在這里尤其介紹了一些印刷電路板。
在DE 695 10 786T2中公開了一種彈性復(fù)合材料。它由一個(gè)連續(xù)的支承層和至少一個(gè)施加在支承層上的保護(hù)層組成，其中至少一個(gè)保護(hù)層由一種耐熱的樹脂構(gòu)成，它薄片狀敷設(shè)在支承層的表面。這種復(fù)合材料應(yīng)隔熱和電絕緣以及防水的，以及它可以用作印刷電路板。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的目的是提供一種塑料構(gòu)件，它能方便和廉價(jià)地制造，并與此同時(shí)可以通過熱觸點(diǎn)接通方法，如釬焊方法，實(shí)現(xiàn)附加的元器件沒有疑問的電觸點(diǎn)接通。
上述目的通過這樣一種塑料構(gòu)件來實(shí)現(xiàn)，其包括一個(gè)設(shè)在其表面上的金屬層，該金屬層用于通過一種熱固定法尤其是一種釬焊方法實(shí)現(xiàn)與電氣元件的電觸點(diǎn)接通，其中，在用一種熱塑性塑料制的所述構(gòu)件的基體上的至少一個(gè)或多個(gè)觸點(diǎn)區(qū)內(nèi)安設(shè)由一種熱固性塑料或由一種耐高溫的熱塑性塑料組成的一塑料層，所述金屬層覆蓋在該塑料層上面，按照本發(fā)明，所述熱固性塑料是一種硬化的樹脂，其中，該樹脂層通過絲網(wǎng)印刷、輥涂或噴涂液態(tài)樹脂來形成；或，施加形式上為薄膜的所述耐高溫?zé)崴苄运芰稀?br> 按本發(fā)明的塑料構(gòu)件有一個(gè)構(gòu)件基體，它用一種易于加工的從材料成本上看能在市場(chǎng)上便宜地買到的熱塑性塑料組成，在構(gòu)件基體的表面施加一個(gè)形式上為由熱固性塑料或由耐高溫的熱塑性塑料構(gòu)成的層的“熱閘”，用于防止在要觸點(diǎn)接通的元器件釬焊期間產(chǎn)生不可允許的高熱負(fù)荷，然后在其上面安置用于觸點(diǎn)接通的金屬層。熱固性塑料或耐高溫的熱塑性塑料不會(huì)因釬焊時(shí)的高溫受損。溫度緩慢地穿透基體材料，亦即市場(chǎng)上買到的熱塑性塑料，在這種情況下僅發(fā)生基體材料小量的加熱以及絕不會(huì)導(dǎo)致其損壞。電的觸點(diǎn)接通因而可以在不破壞基體材料的情況下實(shí)施和完成。
因此，按本發(fā)明的塑料構(gòu)件可以使用易于加工的廉價(jià)的熱塑性塑料以及與此同時(shí)可以實(shí)現(xiàn)附加的電氣元件可靠的觸點(diǎn)接通，因?yàn)橥ㄟ^所施加的優(yōu)選地具有厚度為5-75μm，尤其≤50μm很薄的附加塑料層，有利地避免了對(duì)基本材料的熱損害。在這里起隔熱作用的層可以大面積或全面地施加在構(gòu)件基體的表面上，但也可以將它們選擇性地施加在那些需要金屬層的地方，亦即應(yīng)定位元器件的地方。
作為熱固性塑料，它作為上述第一種實(shí)施形式可用于構(gòu)成阻熱層，采用一種硬化的樹脂或一種相應(yīng)的樹脂系統(tǒng)，為此適用的是環(huán)氧樹脂、丙烯酸樹脂或酚醛樹脂。所有這些樹脂有低的熱導(dǎo)率，從而避免損害在它下方構(gòu)成基體的熱塑性塑料，或只是在時(shí)間非常長(zhǎng)以及強(qiáng)度非常大的溫度作用下才可望發(fā)生損害，然而對(duì)于電氣元件僅持續(xù)幾秒鐘的觸點(diǎn)接通而言并非這種情況。所提及的樹脂均可無困難地按下列工序金屬化，在這里為了金屬化可以采用不同的技術(shù)。例如“經(jīng)典的”塑料金屬化方法以及在濕化學(xué)法(nasschemischer systeme)領(lǐng)域中指稱的底涂層(Primer)技術(shù)，亦即眾所周知的化學(xué)或電鍍金屬層方法。但還可以設(shè)想通過PVD(物理蒸發(fā)沉積)技術(shù)金屬化，亦即金屬化的物理方法。
有關(guān)的樹脂層在構(gòu)件基體上同樣可用涂層技術(shù)施加，亦即通過絲網(wǎng)印刷、輥涂或噴涂。最后，涂層的方式取決于所使用的材料和構(gòu)件幾何結(jié)構(gòu)。
與使用熱固性塑料或熱固性塑料系統(tǒng)不同，如已說明的那樣按本發(fā)明也可以施加薄的耐高溫?zé)崴苄运芰蠈?。作為耐高溫的塑料可例如采用PPS(Polyphenylensulfid聚苯硫醚)、PPA(Polyphthalamid聚鄰苯二酰胺)、PES(Polyethersulfon聚醚砜)、PEEK(Polyetheretherketon聚醚醚酮)、PEI(Polyetherimid聚醚酰亞胺)、PSU(Polysulfon聚砜)或LCP(Liquid-Crystal-Polymer液晶聚合物)。所有這些塑料即使在高溫范圍也是穩(wěn)定的，也就是說，在釬焊時(shí)產(chǎn)生的約300℃的溫度無疑問是能經(jīng)受住的。在使用新型的無鉛釬焊系統(tǒng)如Sn-Ag或Sn-Cu-Ni時(shí)，由于低共熔點(diǎn)移動(dòng)到溫度約220℃，所以同樣需要高的釬焊溫度，在這種情況下仍然能無疑問地使用。所述耐高溫?zé)崴苄运芰系慕饘倩瑯涌梢杂蒙鲜龌瘜W(xué)、電鍍或物理涂層方法之一進(jìn)行。
在采用所介紹的樹脂系統(tǒng)的情況下所述熱固性塑料在液態(tài)下涂覆，而當(dāng)采用耐高溫的熱塑性塑料時(shí)它們以薄膜的形式施加。安設(shè)薄膜層同樣可以按任意的方式例如通過壓片或粘合進(jìn)行。這種薄膜已制成標(biāo)準(zhǔn)薄膜可以大量提供。
相宜地，還可以向熱固性或耐高溫?zé)崴苄运芰蠈觾?nèi)添加一種或多種添加劑尤其用于提高耐久性，和/或添加一種或多種填料。使用可能的添加劑或填料尤其在樹脂系統(tǒng)的情況下無疑問是可以實(shí)現(xiàn)的，因?yàn)闃渲到y(tǒng)要直接在施加前才在使用現(xiàn)場(chǎng)完成加工。
作為添加劑可例如添加TBBA(Tetrabrombiphenol A四溴雙酚A)用于提高耐火等級(jí)。添加金屬顆粒如鈀、銅或鐵也是有利的，在這種情況下為了下一步的金屬化不再需要專門的底涂層。作為填料可例如使用玻璃粉用于調(diào)整規(guī)定的物理、化學(xué)或機(jī)械性質(zhì)。
如已說明的那樣，施加厚度為5-75μm，優(yōu)選地≤50μm薄的塑料層就足夠了。鑒于加熱的持續(xù)時(shí)間很短，這種層厚足以防止熱量過強(qiáng)地輸送給在它下方的熱塑性塑料。
如已說明的那樣，塑料構(gòu)件可例如是一個(gè)外殼構(gòu)件，尤其是一個(gè)用于磁共振儀的表面波阻隔器(Mantelwellensperre)的外殼構(gòu)件。當(dāng)然本發(fā)明不受此限制。確切地說，塑料構(gòu)件可以涉及任意形狀或規(guī)定用于各種使用目的的塑料構(gòu)件。


本發(fā)明的其他優(yōu)點(diǎn)、特征和詳情由下面介紹的實(shí)施例并借助

。
圖1表示按本發(fā)明的塑料構(gòu)件1的部分視圖。
具體實(shí)施例方式
圖1所示塑料構(gòu)件1例如是用于磁共振儀的表面波阻隔器的外殼構(gòu)件。此塑料構(gòu)件1包括一個(gè)構(gòu)件基體2，例如一個(gè)其上側(cè)3平坦的外殼頂蓋。構(gòu)件基體2由任意類型的市場(chǎng)上買到的熱塑性材料組成。
為了將圖中沒有詳細(xì)表示的附加的電氣元件能與處于外殼或類似物內(nèi)部同樣沒有進(jìn)一步表示的電氣元件觸點(diǎn)接通，有時(shí)需要將它們?cè)谕鈧?cè)設(shè)在表面3的區(qū)域內(nèi)以及與金屬化表面電觸點(diǎn)接通。這通過釬焊的過程實(shí)現(xiàn)。為了能在釬焊時(shí)使構(gòu)件基體不受熱的影響，按本發(fā)明首先在構(gòu)件基體2的上側(cè)施加一個(gè)形式上為塑料層的阻熱層，它耐高的熱負(fù)荷。
在圖的左邊作為阻熱層施加一個(gè)采用耐高溫的熱塑性塑料1的塑料層4，這種耐高溫的塑料可以例如涉及PPS(分晶)、PPA(分晶)、PEI(非晶形)、PES(非晶形)、PSU(非晶形)、PEEK(分晶)或LCP(液晶聚合物)。有關(guān)的聚合物以塑料薄膜的形式施加。在圖示的實(shí)施例中固定通過使用一種膠粘劑5進(jìn)行。如圖所示，耐高溫的塑料層4僅部分地在元器件應(yīng)觸點(diǎn)接通的地方安設(shè)在表面3上，也就是說，有選擇地根據(jù)觸點(diǎn)接通線路圖在下一步要安裝元器件的地方進(jìn)行定位。
為了能實(shí)施這種觸點(diǎn)接通，在耐高溫的熱塑性塑料層4(必要時(shí)在事先涂覆一個(gè)底涂層后)上施加金屬化層6，例如一個(gè)用任意的沉積法施加的銅層。它在構(gòu)件上側(cè)3與另一個(gè)例如裝在內(nèi)部的元器件等類似元件的一個(gè)相應(yīng)的連接點(diǎn)連通，通過金屬化層6觸點(diǎn)接通的元器件可與該另一個(gè)例如裝在內(nèi)部的元器件電接觸。在圖示的例子中，在金屬化層6上通過釬焊連接9釬焊一個(gè)元器件7，圖中只表示了此元器件的觸腳8。
在通常只持續(xù)數(shù)秒鐘的釬焊過程中產(chǎn)生高達(dá)300℃的溫度或更高。這種高的溫度基于耐高溫塑料層的中間連接不或僅小部分傳給構(gòu)件基體2的熱塑性聚合材料，也就是說，構(gòu)件基體在觸點(diǎn)接通位置下方的區(qū)域內(nèi)僅小量地加熱或僅加熱到無論如何不可能損壞聚合材料的程度。另一方面，耐高溫的塑料層4無疑問地有能力經(jīng)受短時(shí)產(chǎn)生的高溫。它本身吸收絕大部分熱能以及只將熱能的少部分進(jìn)一步傳給構(gòu)件基體。
在圖的右邊表示在使用樹脂構(gòu)成阻熱塑料層10的情況下按本發(fā)明的另一種實(shí)施形式。樹脂例如涉及環(huán)氧樹脂或酚醛樹脂。在各自的硬化過程中的交聯(lián)反應(yīng)是充分已知的，所獲得的層有高的熱穩(wěn)定性和低的熱導(dǎo)率。所述樹脂的施加通過印刷或噴涂進(jìn)行，這鑒于樹脂起先是液態(tài)的因而無疑問是可以實(shí)現(xiàn)的。在硬化后，在這里同樣在必要時(shí)預(yù)先涂敷一個(gè)底涂層或底漆后安設(shè)一個(gè)金屬化層11，對(duì)于加層方法在這里也完全不加限制。一個(gè)在圖中只表示了觸腳13的元器件12在這里也通過釬焊連接14與金屬化層11觸點(diǎn)接通。在這里同樣不會(huì)造成構(gòu)件基體材料明顯地受熱。
為了改善或調(diào)整物理、化學(xué)或機(jī)械性能，可以在具體使用的樹脂內(nèi)添加例如用于改善耐火等級(jí)的添加劑，尤其是TBBA(四溴雙酚A)。在樹脂內(nèi)攙和金屬顆粒也是適宜的，因?yàn)闉榇藷o需使用特殊的、用于預(yù)處理硬化樹脂表面的底涂層便可以直接形成金屬化層11。作為填料可例如添加玻璃粉。在圖中用符號(hào)15(添加劑)或16(填料)表示相應(yīng)的添加劑/填料。在這里也僅僅在局部有限的面積上施加環(huán)氧樹脂。當(dāng)然，也可以與之不同將整個(gè)上側(cè)3施加阻熱層。
各塑料層4或10的厚度應(yīng)優(yōu)選地＜50μm。這樣做的優(yōu)點(diǎn)還在于，構(gòu)件始終保持熱塑性的總特征，這有利于采取再循環(huán)措施。當(dāng)然與制造阻熱層相關(guān)的附帶造成的費(fèi)用是可以忽略不計(jì)的。
權(quán)利要求
1.一種塑料構(gòu)件，其包括一個(gè)設(shè)在其表面上的金屬層，該金屬層用于通過一種熱固定法尤其是一種釬焊方法實(shí)現(xiàn)與電氣元件的電觸點(diǎn)接通，其中，在用一種熱塑性塑料制的所述構(gòu)件的基體(2)上的至少一個(gè)或多個(gè)觸點(diǎn)區(qū)內(nèi)安設(shè)由一種熱固性塑料或由一種耐高溫的熱塑性塑料組成的一塑料層(4、10)，所述金屬層(6、11)覆蓋在該塑料層(4、10)上面，其特征為所述熱固性塑料是一種硬化的樹脂，其中，該樹脂層通過絲網(wǎng)印刷、輥涂或噴涂液態(tài)樹脂來形成；或者敷設(shè)形式上為薄膜的所述耐高溫?zé)崴苄运芰稀?br> 2.按照權(quán)利要求1所述的塑料構(gòu)件，其特征為，所述樹脂是環(huán)氧樹脂、丙烯酸樹脂或酚醛樹脂。
3.按照權(quán)利要求1所述的塑料構(gòu)件，其特征為，所述耐高溫的熱塑性塑料是PPS、PPA、PES、PEEK、PEI、PSU或LCP。
4.按照前列諸權(quán)利要求之一所述的塑料構(gòu)件，其特征為，所述熱固性塑料層或所述耐高溫的熱塑性塑料層包含一種或多種尤其用于提高耐火性的添加劑(15)和/或一種或多種填料(16)。
5.按照前列諸權(quán)利要求之一所述的塑料構(gòu)件，其特征為，所述塑料層(4、10)的厚度為5-75μm，尤其≤50μm。
6.按照前列諸權(quán)利要求之一所述的塑料構(gòu)件，其特征為，它是一個(gè)外殼構(gòu)件，尤其是一個(gè)用于磁共振儀的表面波阻隔器的外殼構(gòu)件。
全文摘要
一種塑料構(gòu)件，其包括一個(gè)設(shè)在其表面上的金屬層，通過熱固定法尤其是釬焊方法實(shí)現(xiàn)與電氣元件的電觸點(diǎn)接通，其中，在用熱塑性塑料制的構(gòu)件基體(2)上的至少一個(gè)或多個(gè)觸點(diǎn)區(qū)內(nèi)安設(shè)由熱固性塑料或由耐高溫的熱塑性塑料組成的一塑料層(4、10)，所述金屬層(6、11)覆蓋在該塑料層(4、10)上面，其中，所述熱固性塑料是一種硬化的樹脂，其中，該樹脂層通過絲網(wǎng)印刷、輥涂或噴涂液態(tài)樹脂來構(gòu)成；或敷設(shè)形式上為薄膜的耐高溫?zé)崴苄运芰稀?br> 文檔編號(hào)H05K1/11GK1893790SQ20061010117
公開日2007年1月10日 申請(qǐng)日期2006年7月5日 優(yōu)先權(quán)日2005年7月5日
發(fā)明者斯蒂芬·格洛德, 于爾根·哈根 申請(qǐng)人:西門子公司