專利名稱：電子設備,尤其是通信終端設備中的電路支持元件的制作方法
電子設備-比如娛樂電子技術(shù)和通信技術(shù)等領域的消費品工業(yè)設備，如收音機、電視、高保真設備、有線電話和無線電話、視頻手機、網(wǎng)絡和局域網(wǎng)-電話、局域網(wǎng)-適配器-通常只裝有一個電路支持元件，用于容納實現(xiàn)相應功能的裝置以及所需元件。電路支持元件一般是一塊印刷電路板或者一個電子模塊，但也有可能是一層膜。電路支持元件有兩個支座元件側(cè)，在第一側(cè)安裝了元件，所以稱為元件側(cè)。在第二側(cè)安裝的是印刷電路板上的導線軌跡和接觸面，用作輸入、輸出、以及測量和檢驗，所以也稱為導線軌跡和接觸面?zhèn)取?br> 借助于圖1至3對用于電子設備的尤其是通信終端設備中的電路支持元件結(jié)構(gòu)的現(xiàn)有技術(shù)予以說明圖1是80年代中期西門子標準電話機中的第一個電路支持元件的導線軌跡和接觸面?zhèn)鹊捻斠晥D及截面示意圖。
圖2是90年代初西門子無線電話MEGASET和GIGASET結(jié)構(gòu)系列的第2個電路支持元件的導線軌跡和接觸面?zhèn)鹊捻斠晥D和截面示意圖。
圖3是西門子無線電話MEGASET和GIGASET結(jié)構(gòu)系列的第3個電路支持元件的元件側(cè)的頂視圖和截面示意圖。
圖1是80年代中期西門子標準電話機中的第一個電路支持元件的導線軌跡和接觸面?zhèn)鹊捻斠晥D及截面示意圖。支座元件1是由基材料11構(gòu)成，兩邊涂覆了主要由銅制成的導線軌跡12和接觸面13。由導線軌跡12引出的第一個導線軌跡120涂上了一層焊接漆14(Loestopplack)。正如頂視圖所示，在導線軌跡和接觸面?zhèn)?0上大面積地涂覆一層焊接漆14。接觸面13的第一個接觸面130是由一個最好用金制成的曲折導線軌跡j結(jié)構(gòu)構(gòu)成，用作指觸墊。第二個接觸面131是由主要用錫鉛合金或金制成的接觸材料構(gòu)成，用作檢驗測量點，它是暴露在外的。而第三個接觸點132，作為加強接觸面(Ankontaktierungflaeche)，覆蓋了一層具導電性的碳15。第四個接觸面133，作為穿透接觸面，為了實現(xiàn)穿透接觸，按比例覆蓋了焊接漆14、銀導電膏17和半透明的保護漆16。保護漆16部分覆蓋焊接漆14并且全部覆蓋銀導電膏17。
圖1中碳15不只覆蓋加強接觸面132上，而且還填充在兩個加強接觸面132之間，因為碳15具有導電性，這樣就能建立電連接。因為有電連接，而覆蓋在導線軌跡120上的焊接漆14不具備足夠的絕緣性，所以在焊接漆14上涂覆了一層絕緣漆18。借助碳壓印法在加強接觸面132上涂覆一層碳15，這樣就可以代替現(xiàn)在所使用的一個滑線電橋，一個0歐姆的SMD電阻或一個由附加的銅涂覆層實現(xiàn)的銅導線軌跡，從而進行電路連接。用碳代替銅導線軌跡的好處在于節(jié)省銅層，而用碳代替滑線電橋或0歐姆電阻的好處在于提高經(jīng)濟效益，對高度、長度和幾何形狀沒有限制，也不要求自動裝配。但是碳也有缺點，碳有較高的內(nèi)電阻，只能用于精度不高的地方，如果外來信號過強，要求采用絕緣的焊接漆。
通過這種方法，即在生產(chǎn)加強接觸面132的工序步驟中，每一步-(1)銅層12，13的涂覆(2)，焊接漆14的涂覆，(3)碳15的涂覆-盡管對于每一層測量的預先規(guī)定都非常詳細，但是由于生產(chǎn)技術(shù)的原因，每一步還是不能非常準確地使每一層都準確的重疊放置，這樣就會產(chǎn)生沒被覆蓋的裸露的導線軌跡和接觸面部分19。
產(chǎn)生這種導線軌跡或接觸面部分，是因為在生產(chǎn)鍵盤接觸面和測量檢驗接觸面的加工步驟中，每一個加工步驟-(1)銅層12，13的涂覆，(2)焊接漆14的涂覆-即使每一層測量的預先規(guī)定都非常詳細，但由于生產(chǎn)技術(shù)的原因，每一步還是不能非常準確地使每一層都準確的重疊放置。接觸面130，131中也是這種情況。
圖1的截面圖沒有清楚顯示出第一個電路支持元件的導線軌跡和接觸面?zhèn)壬系钠溆鄬Ь€軌跡，它可以被焊接漆或者被由焊接漆和絕緣漆組成的涂層完全覆蓋。
圖2是90年代初西門子無線電話MEGASET和GIGASET結(jié)構(gòu)系列的第2個電路支持元件的導線軌跡和接觸面?zhèn)?0的頂視圖和截面示意圖。根據(jù)圖1中所示的第一個電路支持元件1和有關的


，彎曲形狀的指觸墊式導線軌跡結(jié)構(gòu)的鍵盤接觸面130不是由金而是由具導電性的碳15制成，正如加強接觸面132之間的電路連接。采用接觸面130用碳15制成的方式，依照圖2中由碳15制成的覆蓋和絕緣的鍵盤接觸面130下方的截面圖，另外的導線軌跡12就可以穿過由焊接漆14和絕緣漆18構(gòu)成的層結(jié)構(gòu)繼續(xù)走線。碳制鍵盤接觸面130的加強接觸就隨之發(fā)生-盡管圖2中沒有清晰的圖示-圖1和2中有關于加強接觸面的示例，在圖1中進行了說明。此外圖2中具導電性的碳15相對于圖1中的金作為連接材料的優(yōu)點是，根據(jù)圖2對第二個模塊在和絕緣漆連接時，可以節(jié)省第3個和第4個銅層，而且由于不采用金表面，模塊的生產(chǎn)成本就可以大大減少，因為碳的成本大約只是金的30％。
圖3是西門子無線電話MEGASET和GIGASET結(jié)構(gòu)系列的第3個電路支持元件的元件側(cè)30的頂視圖和截面示意圖。支座元件3由基材料11制成，一側(cè)是被涂覆的導線軌跡31和最好由銅制成的接觸面32。從導線軌跡31引出的第一個導線軌跡310覆蓋了一層焊接漆14，而第二個導線軌跡311，為了必須和元件接線330，即一個所謂的陶瓷元件33的接線連接起來，用于元件的裝配，因此覆蓋了焊錫34。如頂視所示，元件側(cè)30上涂覆有大面積的焊接漆14。如圖1和2中的第四個接觸面133一樣，接觸面32用作穿透接觸。但不同的是，接觸面32是敞開的，最好全部由銅制成，因此并非由一部分焊接漆14，一部分銀制涂層17和覆蓋在部分焊接漆14和全部銀質(zhì)涂層41上的，用于穿透接觸的半透明的保護漆16組成。
通過這種方法，即在生產(chǎn)導線軌跡310，311的工序步驟中，每一步-(1)銅層31的涂覆，(2)焊接漆14的涂覆，(3)元件33和焊錫34的涂覆-盡管對于每一層測量的預先規(guī)定都非常詳細，但是由于生產(chǎn)技術(shù)的原因，每一步還是不能非常準確地使每一層都準確的重疊放置，這樣就會產(chǎn)生沒被覆蓋的裸露的導線軌跡部分35。
隨著與第二個和第三個電路支持元件2，3有關的通信終端設備的結(jié)構(gòu)不斷小型化，比如無線電話的移動部分或者手機，這樣使顧客滿意的終端設備越來越小巧，越來越掌上化，但是有關終端設備被腐蝕的顧客索賠情況也在增加。在對要求索賠設備的調(diào)查中發(fā)現(xiàn)了一些殘留的液體，如飲料、洗滌水、浴液及洗滌劑等。通過調(diào)查還可進一步確定，只有殘留的液體不會導致電話的失效。只是當它和直流電源接觸時，就會損害電路支持元件上的布線結(jié)構(gòu)。這種直流電源在移動電話中的工作電壓是0.5至3伏。直流電和液體發(fā)生作用會危害電路支持元件所使用的材料，甚至是貴金屬金。尤其嚴重的是電路支持元件區(qū)域，手機沾上液體幾天后，這些地方仍然很潮濕。這主要是指由樹膠和薄膜構(gòu)成的鍵盤墊下面的導線軌跡和接觸面。顧客索賠中約70-80％的移動部分或手機在鍵盤的范圍內(nèi)有明顯的腐蝕現(xiàn)象。
為了減少或者甚至避免設備尤其是通信終端設備的腐蝕現(xiàn)象，至今常見的方法有，或者使電子設備具有液體密封性，或在設備的電路支持元件上涂浸漬漆，如果這兩種方法比如在通信終端設備中，由于以上談及的鍵盤問題和必要的鍵盤接觸面而不能采用時，可以在設備安裝前，給電路支持元件上另外涂覆一層保護漆來保護設備。
本發(fā)明的主要目的是在加工過程中以簡單經(jīng)濟的方式保護設備，尤其是通信終端設備中的電路支持元件免受腐蝕效應的侵害，從而不再需要按照傳統(tǒng)的方法，對電路支持元件進行另外的后處理或?qū)﹄娮釉O備采取額外的防護措施。
權(quán)利要求1中的特征可以實現(xiàn)上述任務。
本發(fā)明的基本思想是在目前的技術(shù)能力下，可在導線軌跡和接觸表面(40)，和/或元件側(cè)上，用抗腐蝕的導電表面，比如碳或納米膏料代替銅、金等所有導電金屬表面，只要升高的結(jié)電阻不會導致亂碼輸出即可。在鍵盤和測試點的接觸面用碳或納米膏料取代傳統(tǒng)材料時有可能發(fā)生亂碼輸出這種情況。
在上述方法無法實行的地方，至少應在這些金屬表面通過緊壓方式涂上一層抗腐蝕的導電材料，即使這種材料涂覆時會產(chǎn)生誤差，也可保護導線軌跡和接觸表面在受到腐蝕時不會斷裂。
這尤其是適用于一般在電路支持元件的導線軌跡和接觸面?zhèn)壬嫌墟I盤的設備，因為正是在鍵盤底部和由薄膜或橡膠墊構(gòu)成的區(qū)域內(nèi)會出現(xiàn)上述的腐蝕現(xiàn)象。
本發(fā)明的更多構(gòu)造變體會在從屬權(quán)利要求中予以說明。
根據(jù)這些從屬權(quán)利要求，它的突出優(yōu)點是如果使用納米膏料作為抗腐蝕的導電材料，人們就可以利用這種通過按油墨印刷原理工作的設備或機器涂覆的膏料，在電路支持元件上制成半導體元件，比如發(fā)光二極管、晶體管等。這樣納米膏料一方面可以保護不受腐蝕，另一方面可以使半導體元件的生產(chǎn)更經(jīng)濟，幾年后甚至較小的半導體電路可以用作集成電路的選擇。
在圖4和5中說明了本發(fā)明的實施例結(jié)構(gòu)。
根據(jù)圖1和2，圖4示出導線軌跡和接觸面?zhèn)鹊捻斠晥D和截面示意圖中的帶鍵盤的電子設備中的第4個電路支持元件。
根據(jù)圖3，圖5示出元件側(cè)的頂視圖和截面示意圖中的帶鍵盤的電子設備的第5個電路支持元件的。
根據(jù)圖1和2，圖4示出導線軌跡和接觸面?zhèn)?0的頂視圖和截面示意圖中的帶鍵盤的電子設備中的第4個電路支持元件4。如圖1和2所示，要消除在使用通信終端時，導線軌跡或接觸面19遇到前面所提到的情況下的易腐蝕性，應通過以下方法，即在生產(chǎn)鍵盤接觸面130，檢驗測量接觸面131和加強接觸面132的加工步驟中，每一步-(1)銅層12的涂覆，(2)焊接漆14的涂覆，(3)碳15的涂覆-因為生產(chǎn)時出現(xiàn)的誤差，這樣焊接漆14和具導電性的碳15在導線軌跡和接觸面的部分19的范圍內(nèi)會重疊，這樣導線軌跡或接觸面19會完全被覆蓋。根據(jù)這種方式盡管在生產(chǎn)條件下會出現(xiàn)誤差，能保護所示的接觸面在受到腐蝕時不會斷裂。
可以選擇使用納米膏料代替碳，也可使用任何一種其它的涂漆或一種非常普遍的涂層材料代替焊接漆。
根據(jù)圖3，圖5示出元件側(cè)50的頂視圖和截面示意圖中的帶鍵盤的電子設備的第5個電路支持元件5。如圖3所示，要消除在使用通信終端時，導線軌跡部分35遇到前面所提到的情況下的易腐蝕性，應通過以下方法，即在生產(chǎn)導線軌跡310，311的加工步驟中，每一步-(1)銅層31的涂覆，(2)焊接漆14的涂覆，(3)元件33和焊錫34的涂覆-因為生產(chǎn)時會出現(xiàn)誤差，這樣焊接漆14和焊錫34在導線軌跡35的范圍內(nèi)會重疊，因此導線軌跡部分35會被完全覆蓋。根據(jù)這種方式，盡管在生產(chǎn)中會出現(xiàn)誤差，仍能保護所示的導線軌跡在受到腐蝕時不會斷裂。
權(quán)利要求
1.用于電子設備的尤其是通信終端設備中的電路支持元件，具有如下特征(a)在導線軌跡和接觸面?zhèn)?40)，和/或元件側(cè)(50)上是由易腐蝕的金屬材料(12，13)或抗腐蝕的導電材料(15)制成的印刷電路板的導線軌跡(12，120，31，310，311)和接觸面(13，130，131，132，133，32)，(b)由具腐蝕性的金屬材料(12，13)構(gòu)成的導線軌跡(12，120，31，310，311)和接觸面(13，130，131，132，133，32)覆蓋上了抗腐蝕的導電材料(15)或不易腐蝕的導電材料(15)及至少一種涂層材料(14，18)，(c)由不具腐蝕性的導電材料(15)構(gòu)成的導線軌跡(12，120，31，310，311)和接觸面(13，130，131，132，133，32)是暴露在外的，或者至少覆蓋了一種涂層材料(14，18)，(d)在導線軌跡和接觸面?zhèn)?40)和/或元件側(cè)上，涂層材料(14，18)和/或抗腐蝕的導電材料(15)緊壓導線軌跡(12，120，31，310，311)和接觸面(13，130，131，132，133，32)，這樣涂層材料(14，18)和抗腐蝕的導電材料(15)相互重疊，盡管在涂層材料(14，18)和/或抗腐蝕的導電材料(15)的涂覆過程中會出現(xiàn)誤差，保護導線軌跡(12，120，31，310，311)和接觸面(13，130，131，132，133，32)在受到腐蝕時不會斷裂。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電路支持元件，其中電路支持元件的抗腐蝕導電材料(15)是碳。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電路支持元件，其中電路支持元件的抗腐蝕導電材料(15)是納米膏料。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任意一項所述的電路支持元件，其中電路支持元件的涂層材料(14，18)是焊接漆，一種絕緣漆或保護漆。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的電路支持元件，其中納米膏料涂覆在支持元件(4，5)的導線軌跡和接觸面?zhèn)?40)和/或元件側(cè)(50)，并且它覆蓋了涂層材料(14，18)，從而可以生產(chǎn)半導體元件。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的電路支持元件，其中為了生產(chǎn)發(fā)光二極管，涂層材料(14，18)具有透光性。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的電路支持元件，其中電路支持元件的涂層材料(14，18)是硅漆。
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的電路支持元件，其中為了生產(chǎn)晶體管，涂層材料(14，18)具有透光性。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電路支持元件，其中其中大面積地將所述涂漆和/或抗腐蝕的導電材料壓印在整個導線軌跡和/或接觸面?zhèn)群?或元件側(cè)(50)范圍，所述漆和/或抗腐蝕的導電材料壓印在導線軌跡和接觸面?zhèn)?40)和/或元件側(cè)(50)上的導線軌跡(12，120，31，310，311)和接觸面(13，130，131，132，133，32)。
全文摘要
根據(jù)本發(fā)明，為了在加工過程中以簡單經(jīng)濟的方式保護電子設備，尤其是通信終端設備中的電路支持元件(4，5)免受腐蝕效應的侵害，從而不再需要按照傳統(tǒng)的方法，對電路支持元件進行另外的后處理或?qū)﹄娮釉O備采取額外的防護措施，所以在目前的技術(shù)能力下，可在導線軌跡和接觸表面(40)，和/或元件側(cè)(50)上，用抗腐蝕的導電表面，比如碳或納米膏料代替銅、金等導電金屬表面，只要升高的結(jié)電阻不會導致亂碼輸出即可。在鍵盤和測試點的接觸面用碳或納米膏料取代傳統(tǒng)材料時有可能發(fā)生亂碼輸出這種情況。在上述方法無法實行的地方，至少應在這些金屬表面，通過緊壓方式涂上一層抗腐蝕的導電材料，即使這種材料涂覆時會產(chǎn)生一些誤差，仍可保護金屬表面在受到腐蝕時不會斷裂。
文檔編號H05K3/24GK1498519SQ02807086
公開日2004年5月19日 申請日期2002年3月22日 優(yōu)先權(quán)日2001年3月22日
發(fā)明者G·布希, G 布希 申請人:西門子公司