專利名稱：無焊針連接的制作方法
技術領域：
本發(fā)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(nèi)，以實現(xiàn)無焊針連接。
傳統(tǒng)的印刷線路板的生產(chǎn)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(chǎn)工藝步驟精細、浪費材料。銅的優(yōu)點是可保持電器件與機械連接件之間的焊接。將針插入經(jīng)多次處理的鍍銅孔，即可實現(xiàn)無焊連接。
焊接需要復雜、高成本的生產(chǎn)過程，而且連接不可靠。焊接和電鍍所產(chǎn)生的廢料污染環(huán)境，增加安全處理的成本。而且，制造電鍍孔都需要經(jīng)過許多步驟，包括打孔，這對電子連接的牢固至關重要。上述繁復的電鍍過程，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，用于生產(chǎn)印刷線路板和其它產(chǎn)品。聚合物厚膜對于印刷線路板的生產(chǎn)是一種附加的材料和工藝，可提高印刷線路板的可靠性、產(chǎn)品的性能和質(zhì)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(wǎng)板印刷并熱塑到印刷線路板基底的表面上。填充率可根據(jù)應用的需要而變化，以制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(chǎn)生特殊的電導性能。聚合物厚膜印色可用于生產(chǎn)可變電阻器、固定電阻的電阻器、導體、絕緣層、開關和其它置于印刷線路板表面上的器件。
根據(jù)本發(fā)明，將聚合物厚膜印制到印刷線路板的基底上，以實現(xiàn)用于印刷線路板的無焊針連接?；椎膬?nèi)表面限定一個孔，可在基底上鉆孔或沖孔。
聚合物厚膜涂敷于基底的上表面，并沿內(nèi)表面涂敷。另外，聚合物厚膜可涂敷于基底的底表面，并沿內(nèi)表面增加一個附加層。
隨后沿著內(nèi)表面把針壓入聚合物厚膜。針的直徑最好小于孔的直徑。用壓入配合連接使針保持在孔內(nèi)，最好用機械連接，如鉤子，針末端的折疊插件、針上的肩狀物和/或肩狀物上的鋸齒等，使針立在孔內(nèi)。
最好是使聚合物厚膜穿過孔，并沿著內(nèi)表面從基底的每側(cè)拉扯聚合物厚膜，使其覆蓋于基底上。這樣就使孔的內(nèi)表面完整地包上聚合物厚膜。
本發(fā)明的一個目的，是提供一種針連接，無需焊接或傳統(tǒng)的焊接工序。
本發(fā)明的另一目的，是提供一種針連接，其中針相對于基底是壓入配合的。
本發(fā)明還有一個目的，是將聚合物厚膜用于針連接。
本發(fā)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(lián)系附圖并根據(jù)以下的詳細敘述，將對上述和其它有關本發(fā)明的特點和目的得到更好的理解。其中圖1為根據(jù)本發(fā)明的一個最佳實施例的印刷線路板透視圖；圖2為根據(jù)本發(fā)明的一個最佳實施例的孔內(nèi)表面涂刷有聚合物厚膜的孔截面?zhèn)纫晥D；圖3為根據(jù)本發(fā)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?zhèn)纫晥D；圖4為根據(jù)本發(fā)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?zhèn)纫晥D；下面介紹本發(fā)明的實施例所示為根據(jù)本發(fā)明的用于印刷線路板的針連接，它無需銅、電鍍孔或焊接。根據(jù)本發(fā)明一個最佳實施例，聚合物厚膜30用于與印刷線路板的連接，以實現(xiàn)無焊連接。
印刷線路板一般在基底10上構(gòu)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(xiàn)說明書和權(quán)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(shù)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，它可以適合于多種基底材料。
如圖2所示，在基底10上鉆或者穿至少一個孔25，以用于相應的針連接?？?5從基底10的頂表面13延伸至基底10的底表面15。根據(jù)本發(fā)明的一個最佳實施例，如此穿的孔25減少了裝配過程的復雜性，并使孔位更精確。
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涂敷。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涂敷。根據(jù)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，特別是對于雙面印刷線路板來說，聚合物厚膜30沿限定孔25的內(nèi)表面20涂敷。這是因為通常的裝置只將聚合物厚膜30沿水平面或垂直面涂敷，而在涂敷內(nèi)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最好涂敷在孔25的周圍，基底10的頂表面13和底表面15上，并對限定孔25的內(nèi)表面20涂敷。根據(jù)本發(fā)明的一個最佳實施例，通過在基底10的一側(cè)抽真空，并將粘稠的聚合物厚膜30吸過孔25，以涂敷聚合物厚膜30。然后再在基底的另一側(cè)重復上述步驟，以使粘稠的聚合物厚膜30從基底10的每一側(cè)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(nèi)表面20上的均勻一致的聚合物厚膜30涂層，形成最后的孔25。用這種方法涂敷的孔25就是典型的印刷孔。
傳統(tǒng)的方法中，印刷線路板上的孔需涂敷或插入小銅圈，以形成雙面結(jié)構(gòu)。按照本發(fā)明的方法和裝置，避免了因上述傳統(tǒng)方法引起的一些問題。部分地由于其不穩(wěn)定性，不再利用小金屬圈形成雙面電路。雖然用鍍孔可實現(xiàn)通過孔的傳導，但其過程復雜、步驟多，導致涂層效果不穩(wěn)定、生產(chǎn)成本高。
在本發(fā)明的一個最佳實施例的涂敷過程中，在固化以前，聚合物厚膜30常處于印色形態(tài)。根據(jù)本發(fā)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(xù)時間內(nèi)對基底10進行涂敷。
根據(jù)本發(fā)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(nèi)。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(xiàn)最優(yōu)連接，在孔25的整個內(nèi)表面20上，針40最好與聚合物厚膜30的連續(xù)層面接觸。因此，針40的直徑最好小于孔25的直徑。如果針40的直徑大于孔25的直徑，當針40插入孔25時，針40會刮落沿內(nèi)表面20上的大部分或所有的聚合物厚膜30，并使其突出。
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的制備和混合來得到特殊的物理性質(zhì)。涂敷在孔中的聚合物厚膜30的電阻應等于或小于100毫歐姆，并可達到1安培/孔的傳導性。
所涂敷的聚合物厚膜印色的粘度對于孔內(nèi)涂層的可靠性至關重要。在0～100刻度的粘度計上測量，粘度范圍最好在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的硬度可以在該范圍之外，這取決于針40相對于基底10如何定標，以及聚合物厚膜30所需要的特性。
針40可以采用一種或多種機械連接，使其相對于基底10的內(nèi)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，以使針鉆入或錨定在基底10的內(nèi)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(jù)如圖4所示的本發(fā)明的一個最佳實施例，針40可包括一個折疊部位50，以使針40相對基底10定標。針40插入孔25，然后壓縮或彎曲針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涂層產(chǎn)生一個重疊或折疊的部位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的折疊部位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(wěn)定針40，并提前頂住基底10和聚合物厚膜30。如圖4所示的本發(fā)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。當位于孔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(fā)明的說明中已描述了本發(fā)明的最佳實施例，并在對圖例的說明中對許多細節(jié)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(fā)明的無焊針連接還有更多的實施例，并且在沒有背離本發(fā)明的原則的情況下，上述的某些細節(jié)可以有很大的不同。
權(quán)利要求
1.一種用于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(nèi)表面；一個聚合物厚膜，涂敷在基底的上表面和內(nèi)表面；一個針，沿內(nèi)表面壓配在聚合物厚膜內(nèi)，針的直徑小于孔的直徑。
2.如權(quán)利要求1所述的無焊針連接，其特征在于其中所述的聚合物厚膜含有銀混合物。
3.如權(quán)利要求1所述的無焊針連接，其特征在于其中所述的聚合物厚膜涂敷到基底的底表面，并沿內(nèi)表面涂敷一個附加層。
4.如權(quán)利要求1所述的無焊針連接，其特征在于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(quán)利要求1所述的無焊針連接，其特征在于其中所述的聚合物厚膜固化后的硬度為6H～9H。
6.如權(quán)利要求1所述的無焊針連接，其特征在于其中所述的針還包括多個倒鉤。
7.如權(quán)利要求1所述的無焊針連接，其特征在于其中所述的針還包括一個相對于基底使針立住的折疊部位。
8.如權(quán)利要求1所述的無焊針連接，其特征在于其中所述的針還包括一個肩狀突起。
9.如權(quán)利要求8所述的無焊針連接，其特征在于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。
10.一種用于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(nèi)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，該厚膜涂敷于基底的頂面并從底面通過孔沿內(nèi)表面拉扯；該聚合物厚膜從頂表面通過孔，沿內(nèi)表面拉扯；一個針，該針用機械連接立在孔內(nèi)。
11.如權(quán)利要求10所述的無焊針連接，其特征在于其中所述的機械連接包括位于針上的多個倒鉤。
12.如權(quán)利要求11所述的無焊針連接，其特征在于其中所述的機械連接包括蓋住針末端的折疊。
13.如權(quán)利要求10所述的無焊針連接，其特征在于其中所述的聚合物厚膜作為粘性印色涂敷，并固化。
14.如權(quán)利要求13所述的無焊針連接，其特征在于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。
15.一種制備具有無焊針連接的印刷線路板的方法，該方法包括；將聚合物厚膜涂敷在一個基底上，該基底有限定一個孔的內(nèi)表面；通過孔拉扯聚合物厚膜；將針壓進孔內(nèi)。
16.如權(quán)利要求15所述的方法，其特征在于其中所述的孔是沖出來的。
17.如權(quán)利要求15所述的方法，其特征在于所述的聚合物厚膜從基底的每側(cè)通過孔沿著內(nèi)表面拉扯。
18.如權(quán)利要求15所述的方法，其特征在于還包括使針的立樁末端彎折。
19.如權(quán)利要求15所述的方法，其特征在于其中所述的聚合物厚膜作為粘性印色涂敷。
20.如權(quán)利要求19所述的方法，其特征在于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
一種用于印刷線路板的無焊針連接,其中的基底用聚合物厚膜涂敷。該基底包括限定一個孔的內(nèi)表面。聚合物厚膜沿著基底的頂面和內(nèi)表面涂敷。聚合物厚膜還可以沿基底的底面涂敷,在內(nèi)表面上另加一層。一根針,該針的直徑小于孔的直徑,沿著內(nèi)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折疊部分,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(yōu)先權(quán)日1999年5月11日
發(fā)明者邁克爾M·柯邦 申請人:伊利諾斯器械工程公司