無焊針連接的製作方法
2023-04-23 10:57:46 2
專利名稱：無焊針連接的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種利用壓配方式將針插入印有聚合物厚膜的孔內，以實現無焊針連接。
傳統的印刷線路板的生產方法是先將一銅層加到基底上，再在銅層上蝕刻出所需的電路。這種去除銅的生產工藝步驟精細、浪費材料。銅的優點是可保持電器件與機械連接件之間的焊接。將針插入經多次處理的鍍銅孔，即可實現無焊連接。
焊接需要複雜、高成本的生產過程，而且連接不可靠。焊接和電鍍所產生的廢料汙染環境，增加安全處理的成本。而且，製造電鍍孔都需要經過許多步驟，包括打孔，這對電子連接的牢固至關重要。上述繁複的電鍍過程，再加上對針的排列，可能會危及鍍孔的完善性。
聚合物厚膜(PTF)既是一種材料又是一種工藝，用於生產印刷線路板和其它產品。聚合物厚膜對於印刷線路板的生產是一種附加的材料和工藝，可提高印刷線路板的可靠性、產品的性能和質量，同時減少總體成本。
聚合物厚膜由充滿了導電微粒的聚合樹脂組成，導電微粒被網板印刷並熱塑到印刷線路板基底的表面上。填充率可根據應用的需要而變化，以製造不同電導率的材料。導電微粒也可以是混合，例如銀和碳的混合物，用以產生特殊的電導性能。聚合物厚膜印色可用於生產可變電阻器、固定電阻的電阻器、導體、絕緣層、開關和其它置於印刷線路板表面上的器件。
根據本發明，將聚合物厚膜印製到印刷線路板的基底上，以實現用於印刷線路板的無焊針連接。基底的內表面限定一個孔，可在基底上鑽孔或衝孔。
聚合物厚膜塗敷於基底的上表面，並沿內表面塗敷。另外，聚合物厚膜可塗敷於基底的底表面，並沿內表面增加一個附加層。
隨後沿著內表面把針壓入聚合物厚膜。針的直徑最好小於孔的直徑。用壓入配合連接使針保持在孔內，最好用機械連接，如鉤子，針末端的摺疊插件、針上的肩狀物和/或肩狀物上的鋸齒等，使針立在孔內。
最好是使聚合物厚膜穿過孔，並沿著內表面從基底的每側拉扯聚合物厚膜，使其覆蓋於基底上。這樣就使孔的內表面完整地包上聚合物厚膜。
本發明的一個目的，是提供一種針連接，無需焊接或傳統的焊接工序。
本發明的另一目的，是提供一種針連接，其中針相對於基底是壓入配合的。
本發明還有一個目的，是將聚合物厚膜用於針連接。
本發明的另一個目的，是提供一種針連接，從而使連接可靠持久。
聯繫附圖並根據以下的詳細敘述，將對上述和其它有關本發明的特點和目的得到更好的理解。其中圖1為根據本發明的一個最佳實施例的印刷線路板透視圖；圖2為根據本發明的一個最佳實施例的孔內表面塗刷有聚合物厚膜的孔截面側視圖；圖3為根據本發明的一個最佳實施例的在單面印刷線路板上的針連接的截面側視圖；圖4為根據本發明的一個最佳實施例的在雙面印刷線路板上的兩個可供選擇的針連接的截面側視圖；下面介紹本發明的實施例所示為根據本發明的用於印刷線路板的針連接，它無需銅、電鍍孔或焊接。根據本發明一個最佳實施例，聚合物厚膜30用於與印刷線路板的連接，以實現無焊連接。
印刷線路板一般在基底10上構造，例如玻璃纖維板或其它本領域普通技術人員公知的基底。為了實現說明書和權利要求書的目的，除了玻璃纖維，上述印刷線路板可以包含任意數目的基底10，包括塑料或其它材料。因為聚合物厚膜與銅不同，它可以適合於多種基底材料。
如圖2所示，在基底10上鑽或者穿至少一個孔25，以用於相應的針連接。孔25從基底10的頂表面13延伸至基底10的底表面15。根據本發明的一個最佳實施例，如此穿的孔25減少了裝配過程的複雜性，並使孔位更精確。
如圖3所示，在單面印刷線路板的排列中，聚合物厚膜30沿基底10的頂表面13塗敷。在如圖4所示的雙面印刷線路板的排列中，聚合物厚膜30沿基底10的頂表面13和底表面15塗敷。根據實際應用的需要，印刷線路板除需要在基底10的單面或雙面上進行無焊連接外，還需要在基底10的單面或雙面上印刷電路。
另外，特別是對於雙面印刷線路板來說，聚合物厚膜30沿限定孔25的內表面20塗敷。這是因為通常的裝置只將聚合物厚膜30沿水平面或垂直面塗敷，而在塗敷內表面30的過程中，聚合物厚膜30應當有合適的粘度。
如圖2所示，聚合物厚膜30最好塗敷在孔25的周圍，基底10的頂表面13和底表面15上，並對限定孔25的內表面20塗敷。根據本發明的一個最佳實施例，通過在基底10的一側抽真空，並將粘稠的聚合物厚膜30吸過孔25，以塗敷聚合物厚膜30。然後再在基底的另一側重複上述步驟，以使粘稠的聚合物厚膜30從基底10的每一側穿過孔25。最好由孔25周圍的頂表面13，孔25周圍的底表面15，及孔25的內表面20上的均勻一致的聚合物厚膜30塗層，形成最後的孔25。用這種方法塗敷的孔25就是典型的印刷孔。
傳統的方法中，印刷線路板上的孔需塗敷或插入小銅圈，以形成雙面結構。按照本發明的方法和裝置，避免了因上述傳統方法引起的一些問題。部分地由於其不穩定性，不再利用小金屬圈形成雙面電路。雖然用鍍孔可實現通過孔的傳導，但其過程複雜、步驟多，導致塗層效果不穩定、生產成本高。
在本發明的一個最佳實施例的塗敷過程中，在固化以前，聚合物厚膜30常處於印色形態。根據本發明的一個最佳實施例，固化過程包括加熱或烘烤聚合物厚膜一在一個限定的溫度下和限定的持續時間內對基底10進行塗敷。
根據本發明的一個最佳實施例，針40頂著聚合物厚膜30，壓配入孔25內。如下所述，通過壓配和/或機械連接，針40最好留在孔25中。
為實現最優連接，在孔25的整個內表面20上，針40最好與聚合物厚膜30的連續層面接觸。因此，針40的直徑最好小於孔25的直徑。如果針40的直徑大於孔25的直徑，當針40插入孔25時，針40會刮落沿內表面20上的大部分或所有的聚合物厚膜30，並使其突出。
聚合物厚膜30最好與導電性顏料混合，例如銀或碳添加劑。最好能通過聚合物厚膜30的製備和混合來得到特殊的物理性質。塗敷在孔中的聚合物厚膜30的電阻應等於或小於100毫歐姆，並可達到1安培/孔的傳導性。
所塗敷的聚合物厚膜印色的粘度對於孔內塗層的可靠性至關重要。在0～100刻度的粘度計上測量，粘度範圍最好在16至34之間。
聚合物厚膜一旦被固化，聚合物厚膜30的硬度將決定針40能否插入孔25。聚合物厚膜30應具有可延展性，其形狀最好與插入孔中的針40的末端相同。用鉛筆硬度檢測器測量，聚合物厚膜30的硬度最好在6H與9H之間。聚合物厚膜30的硬度可以在該範圍之外，這取決於針40相對於基底10如何定標，以及聚合物厚膜30所需要的特性。
針40可以採用一種或多種機械連接，使其相對於基底10的內表面20中聚合物厚膜30定位。如圖3和圖4所示，這種機械連接包括倒鉤45或其它鋸齒狀形式，以使針鑽入或錨定在基底10的內表面20上的聚合物厚膜30中。倒鉤45可包括本領域的普通技術人員所公知的任意形式，以使針40在施加一定的壓力下插入孔25，但防止在通常的操作條件下，針40從孔25中脫離或丟失。
根據如圖4所示的本發明的一個最佳實施例，針40可包括一個摺疊部位50，以使針40相對基底10定標。針40插入孔25，然後壓縮或彎曲針40的立樁末端，以在針40上相對基底10的表面和/或基底10上的聚合物厚膜30塗層產生一個重疊或摺疊的部位50。針40的立樁末端可壓入塞孔座或類似的機械裝置中以形成針40的摺疊部位50。
如圖1，3和4所示，針40還可包括肩形突出55。如圖所示，肩形部分55最好從針40上沿徑向突出，以穩定針40，並提前頂住基底10和聚合物厚膜30。如圖4所示的本發明的一個最佳實施例中，肩形突出55還可包括至少一個齒狀物60，以使其與基底10和/或聚合物厚膜30嚙合。當位於孔25中的針40不帶有倒鉤45或其它機械連接時，一個或多個齒狀物60的用處就更大。
雖然在上述對本發明的說明中已描述了本發明的最佳實施例，並在對圖例的說明中對許多細節進行了描述，但對那些在本技術領域中的普通技術人員來說，本發明的無焊針連接還有更多的實施例，並且在沒有背離本發明的原則的情況下，上述的某些細節可以有很大的不同。
權利要求
1.一種用於印刷線路板的無焊針連接，包括一個基底，該基底有限定一個孔的內表面；一個聚合物厚膜，塗敷在基底的上表面和內表面；一個針，沿內表面壓配在聚合物厚膜內，針的直徑小於孔的直徑。
2.如權利要求1所述的無焊針連接，其特徵在於其中所述的聚合物厚膜含有銀混合物。
3.如權利要求1所述的無焊針連接，其特徵在於其中所述的聚合物厚膜塗敷到基底的底表面，並沿內表面塗敷一個附加層。
4.如權利要求1所述的無焊針連接，其特徵在於其中所述的聚合物厚膜作為粘性印色，其粘度在0～100刻度的粘度計上為16～34。
5.如權利要求1所述的無焊針連接，其特徵在於其中所述的聚合物厚膜固化後的硬度為6H～9H。
6.如權利要求1所述的無焊針連接，其特徵在於其中所述的針還包括多個倒鉤。
7.如權利要求1所述的無焊針連接，其特徵在於其中所述的針還包括一個相對於基底使針立住的摺疊部位。
8.如權利要求1所述的無焊針連接，其特徵在於其中所述的針還包括一個肩狀突起。
9.如權利要求8所述的無焊針連接，其特徵在於其中所述的肩狀突起還包括至少一個齒狀物，用以與基底的一邊和聚合物厚膜相嚙合。
10.一種用於印刷線路板的無焊針連接，包括一個基底，該基底有限定一個孔的內表面，該孔從頂表面到底表面；一個具有銀組分的聚合物厚膜，該厚膜塗敷於基底的頂面並從底面通過孔沿內表面拉扯；該聚合物厚膜從頂表面通過孔，沿內表面拉扯；一個針，該針用機械連接立在孔內。
11.如權利要求10所述的無焊針連接，其特徵在於其中所述的機械連接包括位於針上的多個倒鉤。
12.如權利要求11所述的無焊針連接，其特徵在於其中所述的機械連接包括蓋住針末端的摺疊。
13.如權利要求10所述的無焊針連接，其特徵在於其中所述的聚合物厚膜作為粘性印色塗敷，並固化。
14.如權利要求13所述的無焊針連接，其特徵在於其中所述的粘性印色的粘度，在0～100刻度的粘度計上為16～34。
15.一種製備具有無焊針連接的印刷線路板的方法，該方法包括；將聚合物厚膜塗敷在一個基底上，該基底有限定一個孔的內表面；通過孔拉扯聚合物厚膜；將針壓進孔內。
16.如權利要求15所述的方法，其特徵在於其中所述的孔是衝出來的。
17.如權利要求15所述的方法，其特徵在於所述的聚合物厚膜從基底的每側通過孔沿著內表面拉扯。
18.如權利要求15所述的方法，其特徵在於還包括使針的立樁末端彎折。
19.如權利要求15所述的方法，其特徵在於其中所述的聚合物厚膜作為粘性印色塗敷。
20.如權利要求19所述的方法，其特徵在於其中所述的印色的粘度，在0～100刻度的粘度計上為16～34。
全文摘要
一種用於印刷線路板的無焊針連接,其中的基底用聚合物厚膜塗敷。該基底包括限定一個孔的內表面。聚合物厚膜沿著基底的頂面和內表面塗敷。聚合物厚膜還可以沿基底的底面塗敷,在內表面上另加一層。一根針,該針的直徑小於孔的直徑,沿著內表面壓配進聚合物厚膜。該針利用機械連接,例如倒鉤或針端部立樁的摺疊部分,使其相對基底定標。
文檔編號H01R12/58GK1273501SQ0010549
公開日2000年11月15日 申請日期2000年4月3日 優先權日1999年5月11日
發明者麥可M·柯邦 申請人:伊利諾斯器械工程公司