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一種能降低焊接溫度及增加焊墊結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的多層電路板的制作方法

文檔序號(hào):12503021閱讀:254來源:國知局

本發(fā)明涉及一種電子元器件領(lǐng)域,特別是一種能降低焊接溫度及增加焊墊結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的多層電路板。



背景技術(shù):

電路板依據(jù)線路層的數(shù)目可分為單層電路板、雙層電路板及多層電路板。其中多層電路板堆棧多層線路層,并以貫穿孔或盲孔電性連接這些線路層。由于多層電路板可將線路層堆棧并濃縮于一小面積的電路板中,因此在追求電子產(chǎn)品輕、薄、短、小的趨勢(shì)下,多層電路板的應(yīng)用越來越廣泛。

在焊接軟性電路板與電路板的過程中,導(dǎo)電膠材必須施加一定的固化溫度以形成固化的焊墊接點(diǎn)。若焊墊溫度不足將造成焊墊接點(diǎn)龜裂(Crack)、孔洞(hole)或剝離等現(xiàn)象。然而在傳統(tǒng)的電路板中,由于電路板的層數(shù)不同,其焊墊的溫度差異甚大。使得焊墊接點(diǎn)龜裂、孔洞或剝離等現(xiàn)象經(jīng)常發(fā)生,造成以下難以解決的困難點(diǎn):第一、焊墊接點(diǎn)結(jié)構(gòu)強(qiáng)度減弱:一旦焊墊接點(diǎn)發(fā)生龜裂、孔洞或剝離等現(xiàn)象,焊墊接點(diǎn)的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度大幅地減弱。嚴(yán)重時(shí),封裝結(jié)構(gòu)或軟性電路板將無法發(fā)揮其電性功能。第二、加熱機(jī)臺(tái)操作困難:在電路板的焊接過程中,可以調(diào)整制作工藝參數(shù)(如提高熱源溫度、加快增溫速度或拉近熱源距離),以提高特定焊墊的溫度。然加熱機(jī)臺(tái)的調(diào)整過程中,并無法精準(zhǔn)的獲得所需的制作工藝參數(shù),其效果不佳。并且當(dāng)更換電路板時(shí),機(jī)臺(tái)在進(jìn)行制作工藝參數(shù)變更過程,將造成機(jī)臺(tái)的閑置。第三、降低制作工藝彈性:因應(yīng)不同電路板具有不同的制作工藝參數(shù),可針對(duì)不同的制作工藝參數(shù)設(shè)置不同的生產(chǎn)線。但每一生產(chǎn)線僅可搭配于特定的電路板,使得生產(chǎn)線的制作工藝彈性相當(dāng)?shù)牡停瑢⒃斐缮a(chǎn)線閑置的狀況發(fā)生。第四、增加生產(chǎn)工時(shí):在傳統(tǒng)的電路板與封裝結(jié)構(gòu)或軟性電路板焊接過后,均需投入大量人力進(jìn)行人工補(bǔ)焊的重工制作工藝(Reworking Process),以補(bǔ)強(qiáng)焊墊接點(diǎn)的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度。人工補(bǔ)焊的工時(shí)冗長(zhǎng),經(jīng)常形成生產(chǎn)線的瓶頸且增加許多生產(chǎn)工時(shí)。第五、增加制造成本:如上所述,傳統(tǒng)的電路板在其焊接制作工藝中,因增加的電路板不良品、機(jī)臺(tái)閑置時(shí)間、生產(chǎn)線閑置時(shí)間及重工工時(shí)與重工人力,而造成許多制造成本得浪費(fèi)。



技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)的不足,而提供一種能降低焊接溫度及增加焊墊結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的多層電路板,該能降低焊接溫度及增加焊墊結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的多層電路板種的焊墊不易散去熱能、機(jī)臺(tái)加熱方便、節(jié)省生產(chǎn)成本、且能增加結(jié)構(gòu)強(qiáng)度。

為解決上述技術(shù)問題,本發(fā)明采用的技術(shù)方案是:

一種能降低焊接溫度及增加焊墊結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的多層電路板,包括至少三個(gè)金屬層和若干個(gè)絕緣層,絕緣層設(shè)置在相鄰兩個(gè)金屬層之間,金屬層和絕緣層相互疊置。

至少三個(gè)金屬層分別為表層金屬層、底層金屬層和至少一個(gè)中間金屬層。

表層金屬層上設(shè)置有若干個(gè)焊墊,焊墊通過導(dǎo)電膠材與柔性電路板相連接,至少一個(gè)導(dǎo)電膠材內(nèi)埋置有溫度傳感器。

底層金屬層和所有中間金屬層上均設(shè)置有與焊墊位置相對(duì)應(yīng)的缺口,每個(gè)缺口內(nèi)均填充有帶有輻射屏蔽性能的氧化硅隔熱層。

所述導(dǎo)電膠材為各向異性導(dǎo)電膠材,該各向異性導(dǎo)電膠材,按重量份計(jì),主要由如下組分組成:

EG100環(huán)氧樹脂 40~50份;

ET-4環(huán)氧樹脂 30~60份;

棒狀氧化鋅 5~7份;

硅烷偶聯(lián)劑 4-6份

固化劑 20~24份;

銀銅環(huán)氧樹脂復(fù)合導(dǎo)電粒子 10~14份;

丁腈橡膠 4-7份;

鄰苯二甲酸二丁酯 1-2份。

各向異性導(dǎo)電膠材的制備方法,包括如下步驟:

步驟1,銀銅環(huán)氧樹脂復(fù)合導(dǎo)電粒子預(yù)處理:將銀銅環(huán)氧樹脂復(fù)合導(dǎo)電粒子使用硅烷偶聯(lián)劑進(jìn)行預(yù)處理;

步驟2,改性棒狀氧化鋅分散液制備:將1-3份硅烷偶聯(lián)劑滴加到去離子水中,調(diào)節(jié)PH值為4~6,再將體系升溫至65℃~90℃,加入棒狀氧化鋅,保溫并攪拌,制得改性棒狀氧化鋅分散液;

步驟3,攪拌混勻:將EG100環(huán)氧樹脂和ET-4環(huán)氧樹脂送入攪拌箱,開動(dòng)攪拌機(jī),將溫度升高到90-130℃,邊攪拌邊緩慢的加入改性棒狀氧化鋅分散液,并攪拌均勻;

步驟4,保溫繼續(xù)攪拌,邊攪拌邊緩慢丁腈橡膠和鄰苯二甲酸二丁酯;

步驟5,將固化劑和銀銅環(huán)氧樹脂復(fù)合導(dǎo)電粒子同時(shí)加入攪拌箱,攪拌均勻,冷卻,包裝即得成品。

底層金屬層的下表面設(shè)置有散熱層。

每個(gè)絕緣層與焊墊位置相對(duì)應(yīng)處,也填充有帶有輻射屏蔽性能的氧化硅隔熱層。

位于焊墊外周的表層金屬層上表面設(shè)置有保護(hù)層。

每個(gè)缺口的面積均大于焊墊的面積。

本發(fā)明采用上述結(jié)構(gòu)后,上述多層電路板中焊墊不易散去熱能、機(jī)臺(tái)加熱方便、節(jié)省生產(chǎn)成本、且能增加結(jié)構(gòu)強(qiáng)度。上述各向異性導(dǎo)電膠材焊接溫度低,且具有優(yōu)越的補(bǔ)強(qiáng)性能和力學(xué)性能,生產(chǎn)成本低, 棒狀氧化鋅與硅烷偶聯(lián)劑交聯(lián)形成改性棒狀氧化鋅,使得棒狀氧化鋅能夠在水中更好地分散,起到分散與改性雙重效果,同時(shí)對(duì)各向異性導(dǎo)電膠材具有更好的相容性能。另外,經(jīng)過偶聯(lián)的銀銅環(huán)氧樹脂復(fù)合導(dǎo)電粒子,具有較強(qiáng)的粘結(jié)強(qiáng)度,導(dǎo)電性能強(qiáng),且結(jié)構(gòu)強(qiáng)度高,具有優(yōu)良的抗老化性能和抗氧化性能。

附圖說明

圖1是本發(fā)明一種能降低焊接溫度及增加焊墊結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的多層電路板的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和具體較佳實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說明。

如圖1所示,一種能降低焊接溫度及增加焊墊結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的多層電路板,其中有表層金屬層1、保護(hù)層11、焊墊12、底層金屬層2、散熱層21、中間金屬層3、絕緣層4、缺口5、氧化硅隔熱層6、導(dǎo)電膠材7、溫度傳感器71和軟性電路板8等主要技術(shù)特征。

一種能降低焊接溫度及增加焊墊結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的多層電路板,包括至少三個(gè)金屬層和若干個(gè)絕緣層,絕緣層設(shè)置在相鄰兩個(gè)金屬層之間,金屬層和絕緣層相互疊置。

至少三個(gè)金屬層分別為表層金屬層、底層金屬層和至少一個(gè)中間金屬層。

表層金屬層上設(shè)置有若干個(gè)焊墊,焊墊通過導(dǎo)電膠材與柔性電路板相連接,至少一個(gè)導(dǎo)電膠材內(nèi)埋置有溫度傳感器。

上述溫度傳感器埋置在導(dǎo)電膠材中,溫度傳感器與數(shù)據(jù)采集裝置無線或有線連接。這樣設(shè)置的好處是,一方面能夠?qū)附訒r(shí)的溫度進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控,焊接更為準(zhǔn)確,對(duì)固化溫度也能進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測(cè),便于分析焊接過程中整個(gè)溫度的監(jiān)控,及時(shí)了解焊接狀態(tài)。另一方面,當(dāng)多層電路板安裝在整機(jī)中時(shí),能在線監(jiān)控多層電路板的發(fā)熱情況,為實(shí)驗(yàn)分析提供有效的參考數(shù)據(jù)。

底層金屬層和所有中間金屬層上均設(shè)置有與焊墊位置相對(duì)應(yīng)的缺口,每個(gè)缺口內(nèi)均填充有帶有輻射屏蔽性能的氧化硅隔熱層。

上述缺口以及氧化硅隔熱層的設(shè)置,當(dāng)焊墊焊接時(shí),能避免溫度從表層金屬層向下垂直延伸,并能防止信號(hào)干擾,使焊接溫度升溫速率加快,保溫效果好,焊墊不易散去熱能、機(jī)臺(tái)加熱方便、節(jié)省生產(chǎn)成本,進(jìn)而焊接結(jié)構(gòu)強(qiáng)度高。

底層金屬層的下表面設(shè)置有散熱層。散熱層的設(shè)置,當(dāng)多層電路板安裝在整機(jī)中時(shí),能將對(duì)多層電路板進(jìn)行降溫,防止發(fā)熱,延長(zhǎng)多層電路板的使用壽命。

每個(gè)絕緣層與焊墊位置相對(duì)應(yīng)處,也填充有帶有輻射屏蔽性能的氧化硅隔熱層。

位于焊墊外周的表層金屬層上表面設(shè)置有保護(hù)層。

每個(gè)缺口的面積均大于焊墊的面積。

上述導(dǎo)電膠材為各向異性導(dǎo)電膠材,其優(yōu)選具有如下幾種優(yōu)選實(shí)施例。

實(shí)施例1

一種各向異性導(dǎo)電膠材,按重量份計(jì),主要由如下組分組成:

EG100環(huán)氧樹脂 40份;

ET-4環(huán)氧樹脂 30份;

棒狀氧化鋅 5份;

硅烷偶聯(lián)劑 4份

固化劑 20份;

銀銅環(huán)氧樹脂復(fù)合導(dǎo)電粒子 10份;

丁腈橡膠 4份;

鄰苯二甲酸二丁酯 1份。

各向異性導(dǎo)電膠材的制備方法,包括如下步驟:

步驟1,銀銅環(huán)氧樹脂復(fù)合導(dǎo)電粒子預(yù)處理:將銀銅環(huán)氧樹脂復(fù)合導(dǎo)電粒子使用硅烷偶聯(lián)劑進(jìn)行預(yù)處理;

步驟2,改性棒狀氧化鋅分散液制備:將1-3份硅烷偶聯(lián)劑滴加到去離子水中,調(diào)節(jié)PH值為4~6,再將體系升溫至65℃~90℃,加入棒狀氧化鋅,保溫并攪拌,制得改性棒狀氧化鋅分散液;

步驟3,攪拌混勻:將EG100環(huán)氧樹脂和ET-4環(huán)氧樹脂送入攪拌箱,開動(dòng)攪拌機(jī),將溫度升高到90-130℃,邊攪拌邊緩慢的加入改性棒狀氧化鋅分散液,并攪拌均勻;

步驟4,保溫繼續(xù)攪拌,邊攪拌邊緩慢丁腈橡膠和鄰苯二甲酸二丁酯;

步驟5,將固化劑和銀銅環(huán)氧樹脂復(fù)合導(dǎo)電粒子同時(shí)加入攪拌箱,攪拌均勻,冷卻,包裝即得成品。

實(shí)施例2

一種各向異性導(dǎo)電膠材,按重量份計(jì),主要由如下組分組成:

EG100環(huán)氧樹脂 45份;

ET-4環(huán)氧樹脂 45份;

棒狀氧化鋅 6份;

硅烷偶聯(lián)劑 5份

固化劑 22份;

銀銅環(huán)氧樹脂復(fù)合導(dǎo)電粒子 12份;

丁腈橡膠 5份;

鄰苯二甲酸二丁酯 1.5份。

各向異性導(dǎo)電膠材的制備方法,包括如下步驟:

步驟1,銀銅環(huán)氧樹脂復(fù)合導(dǎo)電粒子預(yù)處理:將銀銅環(huán)氧樹脂復(fù)合導(dǎo)電粒子使用硅烷偶聯(lián)劑進(jìn)行預(yù)處理;

步驟2,改性棒狀氧化鋅分散液制備:將1-3份硅烷偶聯(lián)劑滴加到去離子水中,調(diào)節(jié)PH值為4~6,再將體系升溫至65℃~90℃,加入棒狀氧化鋅,保溫并攪拌,制得改性棒狀氧化鋅分散液;

步驟3,攪拌混勻:將EG100環(huán)氧樹脂和ET-4環(huán)氧樹脂送入攪拌箱,開動(dòng)攪拌機(jī),將溫度升高到90-130℃,邊攪拌邊緩慢的加入改性棒狀氧化鋅分散液,并攪拌均勻;

步驟4,保溫繼續(xù)攪拌,邊攪拌邊緩慢丁腈橡膠和鄰苯二甲酸二丁酯;

步驟5,將固化劑和銀銅環(huán)氧樹脂復(fù)合導(dǎo)電粒子同時(shí)加入攪拌箱,攪拌均勻,冷卻,包裝即得成品。

實(shí)施例3

一種各向異性導(dǎo)電膠材,按重量份計(jì),主要由如下組分組成:

EG100環(huán)氧樹脂 50份;

ET-4環(huán)氧樹脂 60份;

棒狀氧化鋅 7份;

硅烷偶聯(lián)劑 6份

固化劑 24份;

銀銅環(huán)氧樹脂復(fù)合導(dǎo)電粒子 14份;

丁腈橡膠 7份;

鄰苯二甲酸二丁酯 2份。

各向異性導(dǎo)電膠材的制備方法,包括如下步驟:

步驟1,銀銅環(huán)氧樹脂復(fù)合導(dǎo)電粒子預(yù)處理:將銀銅環(huán)氧樹脂復(fù)合導(dǎo)電粒子使用硅烷偶聯(lián)劑進(jìn)行預(yù)處理;

步驟2,改性棒狀氧化鋅分散液制備:將1-3份硅烷偶聯(lián)劑滴加到去離子水中,調(diào)節(jié)PH值為4~6,再將體系升溫至65℃~90℃,加入棒狀氧化鋅,保溫并攪拌,制得改性棒狀氧化鋅分散液;

步驟3,攪拌混勻:將EG100環(huán)氧樹脂和ET-4環(huán)氧樹脂送入攪拌箱,開動(dòng)攪拌機(jī),將溫度升高到90-130℃,邊攪拌邊緩慢的加入改性棒狀氧化鋅分散液,并攪拌均勻;

步驟4,保溫繼續(xù)攪拌,邊攪拌邊緩慢丁腈橡膠和鄰苯二甲酸二丁酯;

步驟5,將固化劑和銀銅環(huán)氧樹脂復(fù)合導(dǎo)電粒子同時(shí)加入攪拌箱,攪拌均勻,冷卻,包裝即得成品。

試驗(yàn)驗(yàn)證

將本申請(qǐng)電路裝置中的各向異性導(dǎo)電膠材使用同一臺(tái)加熱機(jī)采用相同加熱參數(shù)對(duì)其加熱,并監(jiān)測(cè)熱各向異性導(dǎo)電膠材的溫度變化。

另外,采用同一臺(tái)拉力機(jī),采用150KN的拉力對(duì)固化后的柔性電路板進(jìn)行拉力試驗(yàn),觀察焊墊的剝離情況。

同時(shí),采用現(xiàn)有技術(shù)的各向異性導(dǎo)電膠材,作為對(duì)照例。

試驗(yàn)結(jié)果如下:

通過以上試驗(yàn),可見本發(fā)明的優(yōu)勢(shì)明顯,便于廣泛推廣應(yīng)用。

以上詳細(xì)描述了本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式,但是,本發(fā)明并不限于上述實(shí)施方式中的具體細(xì)節(jié),在本發(fā)明的技術(shù)構(gòu)思范圍內(nèi),可以對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行多種等同變換,這些等同變換均屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。

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