本發(fā)明屬于電子元器件設計和制造的技術領域,更具體地,涉及一種提升電路穩(wěn)定性的方法,該方法通過有機物進行承載導電線路防止其晃動失效,又能夠承載來自外力的沖擊,提高電路的穩(wěn)定性。
背景技術:
隨著電子技術的飛速發(fā)展,大量的數(shù)碼產(chǎn)品成為人們日常生活中的必需品。以智能手機為例,在使用中會頻繁的遇到諸如磕碰、滑落等狀況,會造成芯片、電路等模塊在突發(fā)的外力作用下破碎、松動、移位等,從而造成故障或損壞,影響正常使用。為應對外力等因素對于電路的干擾和影響,目前電路芯片通常采用通過在框架或基板上進行布置、粘結固定的方式。即通過將微型芯片等關鍵部件置入密封在與其相適應的一個剛性外殼殼體中,形成一個完善的整體,為微型芯片提供保護。這種方式能夠保障信號和功率的輸入與輸出,且便于安裝和運輸,微型的芯片通過這種方式形成一個個模塊最后被合理的布置在電路板上形成具備相應功能的元器件。
對于微納尺寸的元器件,封裝外殼的存在能夠有效的對其進行固定和保護。但當模塊尺寸較大時,容易在外在的沖擊下由于應力集中而造成破碎斷裂等,連接這些模塊的線路也會隨著其形變移位而發(fā)生斷裂。如果能夠增強承載這些模塊的母板以及這些模塊之間銜接的部分的抗形變能力,將能夠有效避免外力沖擊對于電子元器件的影響,提升電路的穩(wěn)定性。
由于存在上述缺陷和不足,本領域亟需做出進一步的完善和改進,設計一種提升電路穩(wěn)定性的方法,使其能夠承受外界的沖擊力,同時防止導電線路本身的晃動對線路的損害,從而提高電路穩(wěn)定性,延長電子器件的使用壽命。
技術實現(xiàn)要素:
針對現(xiàn)有技術的以上缺陷或改進需求,本發(fā)明提供了一種提升電路穩(wěn)定性的方法,該方法通過在模塊之間設置柔性有機物,將模塊之間的導電線路包裹在柔性有機物內,一方面利用柔性有機物對導電線路進行承載以防止其晃動失效,另一方面利用柔性有機物的形變來吸收外力對于電路的沖擊,從而提升其在外力作用下的穩(wěn)定性,延長電子器件的使用壽命。該方法還具有簡單易操作,成本低廉,適合大規(guī)模推廣使用等特點。
為實現(xiàn)上述目的,按照本發(fā)明的一個方面,提供了一種提升電路穩(wěn)定性的方法,其特征在于,具體包括以下步驟:
S1.準備一母板,對該母板進行預處理,將待連接的模塊固定在該母板上預先設定的位置;
S2.選取合適的柔性有機物作為導電線路的承載體,在模塊之間的空白區(qū)域處鋪設一層柔性有機物,并將該柔性有機物進行半成型;
S3.將待連接的導電線路按預設的結構進行設置,并對設置好的導電線路進行預處理;
S4.待柔性有機物半成型后,將預處理后的導電線路與模塊連接,并使該導電線路附著在半成型的柔性有機物表面;
S5.待導電線路與模塊之間連接好后,在導電線路上鋪設與其底部相同的柔性有機物,實現(xiàn)對導電線路的立體包裹;
S6.待柔性有機物完全成型后,即完成整個模塊之間的連接,柔性有機物將導電線路包裹在內,從而提升電路的穩(wěn)定性。
進一步優(yōu)選地,步驟S1中,所述母板為柔性電路板或非柔性電路板,該母板的預處理方法為:拋光、打孔、防潮處理、防水處理、防腐蝕處理或絕緣處理中的一種或幾種。比較多的比較試驗表明,將母板進行上述處理后,能避免和減少電路板出現(xiàn)漏電、腐蝕等現(xiàn)象,提高母板的使用性能,延長其使用壽命。
優(yōu)選地,步驟S2中,所述柔性有機物為具備可塑性的聚合物,所述導電線路為導電金屬、導電液體、導電橡膠或石墨制成。
優(yōu)選地,所述柔性有機物為凝膠類聚合物或橡膠類聚合物,導電金屬優(yōu)選為銅、鋁、銀或金。
比較多的比較試驗表明,上述種類的柔性有機物能夠兼顧流動性和穩(wěn)定性的特點,既能夠保持自身的形狀,對有機物進行承載防止其晃動失效,又能夠承載來自外力的沖擊,提高電路的穩(wěn)定性。而導電線路采用上述材料,具有良好的導電性能,同時還具備優(yōu)良的物理性能,能夠抵抗外力的沖擊。
優(yōu)選地,步驟S2中,所述半成型方法為膠凝作用、熱風固化或光固化,所述半成型方法通過控制凝膠過程所吸附的溶劑體積、降低固化溫度或光照強度或縮短成型時間來實現(xiàn)。通過將柔性有機物半成型之后再進行鋪設,可以保持導線電路本身的結構不變,同時便于后續(xù)柔性有機物的鋪設,從而最終提高電路的穩(wěn)定性。
優(yōu)選地,步驟S3中,所述導電線路呈彎曲狀設置,對該導電線路進行預處理方法為:預應力處理,防水處理、抗氧化處理或絕緣處理中的一種或幾種。比較多的比較試驗表明,將導電線路彎曲設置,能夠增強其抵抗外力沖擊的能量,而將導電線路進行上述預處理后,能夠極大地提高導電線路的使用性能,同時還能延長其使用壽命。
優(yōu)選地,步驟S4中,所述導電線路與模塊之間連接采用焊接或卡接的方式連接。
優(yōu)選地,步驟S5中,所述柔性有機物的鋪設高度不高于所述模塊的高度。較多的比較試驗表明,柔性有機物的鋪設高度不高于模塊的高度,可以最大程度地保護導電線路,同時不會影響其他元器件的鋪設和整個電路板的使用情況。
優(yōu)選地,步驟S6中,所述固化方法包括膠凝作用、熱風固化或光固化。
優(yōu)選地,所述柔性有機物的鋪設方式為噴涂或刷涂。
總體而言,通過本發(fā)明所構思的以上技術方案與現(xiàn)有技術相比,具有以下優(yōu)點和有益效果:
(1)本發(fā)明的提高電路穩(wěn)定性的方法,通過在模塊之間設置柔性有機物,將模塊之間的導電線路包裹在柔性有機物內,一方面利用柔性有機物對導電線路進行承載以防止其坍塌松弛、晃動失效,另一方面利用柔性有機物的形變來吸收外力對于電路的沖擊,從而提升其在外力作用下的穩(wěn)定性,延長電子器件的使用壽命。當電路結構受到外力的沖擊產(chǎn)生形變時,柔性有機物憑借其良好的形變特性能夠實現(xiàn)與電路結構形變的同步,從而持續(xù)的對其形成有效的包裹保護。
(2)本發(fā)明多采用的柔性有機物的種類能夠兼顧流動性和穩(wěn)定性的特點,既能夠保持自身的形狀,對有機物進行承載防止其晃動失效,又能夠承載來自外力的沖擊,提高電路的穩(wěn)定性。而導電線路所使用的材料,具有良好的導電性能,同時還具備優(yōu)良的物理性能,能夠抵抗外力的沖擊。
(3)本發(fā)明的方法將導電線路彎曲設置,能夠增強其抵抗外力沖擊的能量,而將導電線路進行上述預處理后,能夠極大地提高導電線路的使用性能,同時還能延長其使用壽命。而柔性有機物的鋪設高度不高于模塊的高度,可以最大程度地保護導電線路,同時不會影響其他元器件的鋪設和整個電路板的使用情況。
(3)通過對電路板和導電線路的預處理,能夠能避免和減少電路板和導電線路出現(xiàn)漏電、腐蝕等現(xiàn)象,提高電路板和導電線路的使用性能,延長電子器件的使用壽命。
(4)本發(fā)明的方法僅僅采用6個步驟,即可有效地提高電路抗擊外力時的穩(wěn)定性能,且該方法簡單易操作,成本低廉,適合大規(guī)模推廣使用。
附圖說明
圖1是根據(jù)本發(fā)明的提升電路穩(wěn)定性的方法得到電路示意圖。
在所有附圖中,相同的附圖標記用來表示相同的元件或結構,其中:
1-柔性有機物,2-模塊,3-導電線路。
具體實施方式
為了使本發(fā)明的目的、技術方案及優(yōu)點更加清楚明白,以下結合附圖及實施例,對本發(fā)明進行進一步詳細說明。應當理解,此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發(fā)明,并不用于限定本發(fā)明。此外,下面所描述的本發(fā)明各個實施方式中所涉及到的技術特征只要彼此之間未構成沖突就可以相互組合。
本發(fā)明提供了一種提升電路穩(wěn)定性的方法,具體包括以下步驟:
S1.準備一母板,對該母板進行預處理,將待連接的模塊固定在該母板上預先設定的位置;
S2.選取合適的柔性有機物(為具備高可塑性的聚合物,包括但不限于凝膠類聚合物或橡膠類聚合物)作為導電線路(采用導電金屬、導電液體、導電橡膠或石墨制成,導電金屬優(yōu)選為銅、鋁、銀或金)的承載體,在模塊之間的空白區(qū)域處鋪設一層柔性有機物,并將該柔性有機物進行半成型;
S3.將待連接的導電線路按預設的結構進行設置,并對設置好的導電線路進行預處理;
S4.待柔性有機物半成型后,將預處理后的導電線路與與模塊連接,并使該導電線路附著在半固化的柔性有機物表面;
S5.待導電線路與模塊之間連接好后,在導電線路上鋪設與其底部相同的柔性有機物,實現(xiàn)對導電線路的立體包裹;
S6.待柔性有機物均固化完全后,即完成整個模塊之間的連接,柔性有機物將導電線路包裹在內,從而提升電路的穩(wěn)定性。
在本發(fā)明的一個優(yōu)選實施例中,步驟S1中,該電路板為柔性電路板或非柔性電路板,所述電路板的預處理方法為:拋光、打孔、防潮處理、防水處理、防腐蝕處理或絕緣處理中的一種或幾種。
在本發(fā)明的另一個優(yōu)選實施例中,步驟S2中,所述半成型方法為膠凝作用、熱風固化或光固化,所述半成型方法通過控制凝膠過程所吸附的溶劑體積、降低固化溫度或光照強度或縮短成型時間來實現(xiàn)。通過將柔性有機物半成型之后再進行鋪設,可以保持導線電路本身的結構不變,同時便于后續(xù)柔性有機物的鋪設,從而最終提高電路的穩(wěn)定性。
在本發(fā)明的另一個優(yōu)選實施例中,步驟S3中,所述導電線路呈彎曲狀設置,對該導電線路進行預處理方法為:預應力處理,防水處理、抗氧化處理或表面絕緣處理中的一種或幾種。
在本發(fā)明的另一個優(yōu)選實施例中,步驟S4中,所述導電線路與模塊之間連接采用焊接或卡接的方式連接。
在本發(fā)明的另一個優(yōu)選實施例中,步驟S5中,所述柔性有機物的鋪設高度不高于所述模塊的高度。
在本發(fā)明的另一個優(yōu)選實施例中,步驟S6中,所述固化方法包括熱風固化或光固化。
在本發(fā)明的另一個優(yōu)選實施例中,所述柔性有機物的鋪設方式為噴涂或刷涂。
為更好地解釋本發(fā)明,以下給出兩個具體實施例:
實施例1
(1)根據(jù)所加工的LED電路工作在高頻震動的環(huán)境下,選取兼顧流動性和穩(wěn)定性的水凝膠作為柔性緩沖層,電路結構采用易獲取的銅箔。
(2)在LED燈和電源之間鋪設一層3mm厚的水凝膠,LED和電源周圍用PDMS(聚二甲基硅氧烷)包裹以防止水凝膠引起的電路損壞。
(3)使用激光器切割出長度為10cm、厚度為200μm、半徑為3mm的二分形銅箔;通過多次將其在PDMS混合液中浸潤并后取出加熱使其表面形成一層PDMS薄膜以防止水凝膠對其的腐蝕;
(4)用處理后的銅箔連接LED燈和電源,使其自然附著在凝膠表面,并接通電源點亮LED燈以測試電路是否有效工作。
(5)在連接好的導電銅箔上進行凝膠的進一步填充,以實現(xiàn)凝膠對導電線路的完全包裹。
實施例2
(1)根據(jù)所加工的電路工作在頻繁彎曲的形變條件下下,選取具備良好拉伸性的共聚酯Ecoflex作為柔性緩沖層,電路結構采用易獲取的銅箔。
(2)將Ecoflex兩種原液溶液按照1:1的比例混合并攪拌,再將其傾倒在傳感器和電源之間,用刮刀刮出一層5mm厚的薄膜結構,待其室溫下自然成形為表面結皮的半成型狀態(tài)。
(3)在其表面打印出一條長10cm,寬200μm的液態(tài)金屬(Galinstan,68.5%的Ga、21.5%的In、10.0%Sn)導線,導線兩端連接傳感器和電源;
(4)在連接好的導線表面進一步澆注Ecoflex,以實現(xiàn)凝膠對導電線路的完全包裹。
(5)將做好的結構放入溫度為65的熱風箱,45分鐘之后取出,即實現(xiàn)了結構的制作。
本領域的技術人員容易理解,以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例而已,并不用以限制本發(fā)明,凡在本發(fā)明的精神和原則之內所作的任何修改、等同替換和改進等,均應包含在本發(fā)明的保護范圍之內。