噴納線路板生產方法及設備和材料配置的製作方法

2023-08-10 17:07:26 1

專利名稱：噴納線路板生產方法及設備和材料配置的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種電子行業線路板的生產加工方法及相關的設備和材料配置。
線路板是電子產品元器件間導通電路的基礎器件，全稱導電線路板，簡稱線路板、電路板，本文統稱線路板。線路板廣泛應用於電子業、家電業、裝配業、國防工業等部門。可以說，任何一件電器都少不了線路板。中國已是線路板生產大國，高踞全球前三位，今後幾年仍將以兩位數遞增。線路板加工業是永恆的朝陽產業，前景可觀。
線路板的生產方法目前主要是採用腐蝕法，在疊有簿銅板的覆銅板上印刷或感光線路，再經化學腐蝕爛板，形成線路板。腐蝕法生產線路板浪費銅材，汙染環境。
雕刻法生產線路板是應用線路板雕刻機，將電路圖以外的覆銅板剔除掉，省卻了腐蝕，是一大進步。目前雕刻法只能加工硬板，尚未解決軟板和多層板的加工問題。
發達工業國家極為重視對線路板的研發，他們把重點都集中在集成電路線路板和線路板功能的延伸上。
本發明要解決的技術問題就是提供一種適合我國國情，環保、無損耗的線路板加工方法及其相關設備和材料配置。
銅材是國家的戰略資源，保護環境是我們國家的基本國策之一。汙染環境、浪費資源一直困擾線路板企業，在現有的生產設施上改進和沿襲傳統的思維方式無法解決這兩大難題。唯有突破和創新，當今先進的數位技術、微機電技術、納米技術、精細化工技術、高分子粘結技術、流體控制技術和機算機科技，為我們提供了優化配置，集成創新的新思路、新方法、新途徑，為噴納線路板生產方法提供了理論依據和技術支撐。
噴納線路板加工方法涉及的材料主要有UV納米導電膏和絕緣基板。
UV納米導電膏是由微納米金屬粉體和雙組份高分子粘結劑以及陽離子光引發劑配置的膏狀物，金屬粉體粒徑≤0.05um，電阻率(25℃)≤5×10-4Ω·cm-1，含量不低於78％，附著力≥6Mpa，配增流劑0.5％，膜厚18～68um。UV納米導電膏有三個功能一是導電，使被連接部分形成導電通路，取代覆銅板。二是黏結，使UV納米導電膏與基板粘接劑膜黏合。三是UV瞬間固化不變形，附著力≥6Mpa，固化成一體。
基板是UV納米導電膏的載體，基板是優質絕緣材料。基板表面經粗化，離型膜保護下覆一層粘接劑膜。使用時撕開離型膜，固化後UV納米導電膏與基板牢固黏結，形成所需要的線路板。基板厚度根據需要選用，可以使用硬板，也可以使用柔性板。
噴納線路板加工方法所用的設備主要有電腦、線路板噴印機、流體控制器、空壓機、紫外燈。
線路板噴印機是噴納線路板生產的主要設備之一。它由智能三維機械手和流體控制器兩大部分配合組成。線路板噴印機能夠按電腦設計的路徑、粗細噴出適量的納米導電膏。線路板噴印機可讀取AUTO CAD圖形和電路圖，能夠導入導出編輯、修改，便於導入的圖形在機修改、更正、確認。能夠平移旋轉運算，區域複製及鏡射，利於擴大生產能力，提高效益。配置CCD輔助程序編輯，具有視覺影像自動靶標定位辨識和自檢功能，能移動軌跡位置顯示追蹤。重複精度0.025mm；噴膏線徑0.1mm；位移速度0～300mm/s可調。
精確控制UV導電膏流量的是流體控制器，配置5kg/cm2空壓源。內置精密調節閥和壓力感應傳感器，確保UV納米導電膏吐出的穩定性及準確度，確保不漏膏，不滴膏。流量大小、線徑粗細、流停時間、次數等可內置設定。導電膏耗盡時自動提示，並記錄加工次數和耗膏量。而且整個過程均可與電腦控制系統互動。
高強度、穩定的紫外燈是保證固化的前提條件。紫外光源波長390n，燈強度為1060mw/cm2，光能量在0.1～0.3j/cm2，光熱共同作用下充分固化，膏與基板粘結牢，不變形。
噴納線路板加工法的具體實施步驟是先在電腦中繪製要加工的線路圖；輸入線路板噴納機；根據三維機械手行進的速度和噴嘴行徑軌跡設定噴膏的流量、時長、停流次數等技術參數，這些技術參數既可以直接在智能流體控制器中設定，也可以在電腦中設定，確認後可以互相轉換；根據線路圖中圖形線的粗細選配噴頭，按裝膏筒；在設定的位置固定基板；空壓機為膏泵提供氣源，要先啟動空壓機。一切準備工作就緒之後即可啟動線路板噴納機，機械手攜帶噴嘴在基板上噴出UV納米導電膏，在基板上用膏噴繪出線路圖；將噴黏有UV納米導電膏的線路圖置於紫外燈下瞬間照射，在光熱作用下，UV納米導電膏與粘接劑膜迅速固化，噴納線路板製作完成。
打孔、光亮處理、多層板壓制等後續處理是線路板加工業的常規工作。
從以上操作方法和步驟充分說明本專利公開的方法屬於由多種高新科技組合成的組合發明，要點在於組合本身。通過應用數位技術、流體控制技術和微納米技術做到以『噴』線路，代替『覆』線路，不用覆銅板，不用化學腐蝕，省水、省電、省場地、省投資，真正實現單層和多層線路板生產，環保和無損耗的技術目標，也大為縮短線路板的生產和試製周期。
本專利所指線路板是廣義的，廣義的線路板不僅包括電路板，也包括光路板、磁路板以及一切可以通過噴嘴噴出的其它材料形成凹凸線路的軟板、硬板和其它物體。
權利要求
噴納線路板生產方法及設備和材料配置，其特徵是由線路板噴印機直接在覆有粘接劑膜的絕緣基板上噴印導電線路，經紫外燈瞬間固化結為一體，形成線路板，以『噴』線路，代替『覆』線路，不用覆銅板，不用化學腐蝕，省水、省電、省場地，真正實現單層和多層線路板生產環保和無損耗的技術目標；本專利公開的噴納線路板生產方法屬於由多種技術組合成的組合發明，要點在於組合本身A、線路板噴印機，其特徵在於數字控制三維機械手和流體控制器，由噴嘴按預置路徑噴出UV納米導電膏，實現線路板的智能加工；B、UV納米導電膏是由微納米金屬粉體和雙組份高分子粘結劑、陽離子光引發劑配置的膏狀物，金屬粉體粒徑≤0.05um，電阻率(25℃)≤5×10-4Ω·cm-1，含量不低於78％，附著力≥6Mpa，含增流劑0.5％，膜厚18~68um，UV納米導電膏具有三個功能一是導電，使被連接部分形成導電通路，取代覆銅板；再是黏結，UV納米導電膏與基板粘結劑膜黏合；還有是UV瞬間固化不變形，附著力≥6Mpa，固化成一體；C、基板是導電膏的載體，是優質絕緣材料，基板表面經粗化，離型膜保護下有一層粘接劑膜，基板厚度根據需要選用，可以是硬板，也可以是柔性板；D、本專利所指線路板是廣義的，廣義的線路板不僅包括電路板，也包括光路板、磁路板以及一切可以通過噴出的材料形成凹凸線路的軟板、硬板或其它物體。
全文摘要
線路板是電子產品元器件間導通電路的基礎器件。本專利公開的是噴納線路板加工方法與設備和材料配置。噴納線路板的生產是通過電腦控制線路板噴印機和流體控制器，將UV納米導電膏按設計的路徑由三維機械手通過噴嘴直接噴印在絕緣基板上。UV納米導電膏是由微納米金屬粉體和雙組分高分子粘結劑及陽離子光引發劑配置的膏狀物。基板表面經粗化，離型膜保護下覆有粘接劑膜。UV納米導電膏與粘接劑膜經紫外光瞬間固化，形成導電線路。以『噴』導線，代替『覆』銅線。不用覆銅板，不用化學腐蝕。硬板、軟板均可生產，省電省水省場地，縮短生產和試製周期，在線路板生產領域真正實現環保和無損耗的技術目標。中國是線路板生產大國，前景可觀。
文檔編號H05K1/09GK101083876SQ200610060858
公開日2007年12月5日 申請日期2006年6月2日 優先權日2006年6月2日
發明者劉揚名 申請人:劉揚名