CN101083876A - 喷纳线路板生产方法及设备和材料配置 - Google Patents

Abstract

线路板是电子产品元器件间导通电路的基础器件。本专利公开的是喷纳线路板加工方法与设备和材料配置。喷纳线路板的生产是通过电脑控制线路板喷印机和流体控制器，将UV纳米导电膏按设计的路径由三维机械手通过喷嘴直接喷印在绝缘基板上。UV纳米导电膏是由微纳米金属粉体和双组分高分子粘结剂及阳离子光引发剂配置的膏状物。基板表面经粗化，离型膜保护下覆有粘接剂膜。UV纳米导电膏与粘接剂膜经紫外光瞬间固化，形成导电线路。以‘喷’导线，代替‘覆’铜线。不用覆铜板，不用化学腐蚀。硬板、软板均可生产，省电省水省场地，缩短生产和试制周期，在线路板生产领域真正实现环保和无损耗的技术目标。中国是线路板生产大国，前景可观。

Description

喷纳线路板生产方法及设备和材料配置

本发明涉及一种电子行业线路板的生产加工方法及相关的设备和材料配置。

线路板是电子产品元器件间导通电路的基础器件，全称导电线路板，简称线路板、电路板，本文统称线路板。线路板广泛应用于电子业、家电业、装配业、国防工业等部门。可以说，任何一件电器都少不了线路板。中国已是线路板生产大国，高踞全球前三位，今后几年仍将以两位数递增。线路板加工业是永恒的朝阳产业，前景可观。

线路板的生产方法目前主要是采用腐蚀法，在叠有簿铜板的覆铜板上印刷或感光线路，再经化学腐蚀烂板，形成线路板。腐蚀法生产线路板浪费铜材，污染环境。

雕刻法生产线路板是应用线路板雕刻机，将电路图以外的覆铜板剔除掉，省却了腐蚀，是一大进步。目前雕刻法只能加工硬板，尚未解决软板和多层板的加工问题。

发达工业国家极为重视对线路板的研发，他们把重点都集中在集成电路线路板和线路板功能的延伸上。

本发明要解决的技术问题就是提供一种适合我国国情，环保、无损耗的线路板加工方法及其相关设备和材料配置。

铜材是国家的战略资源，保护环境是我们国家的基本国策之一。污染环境、浪费资源一直困扰线路板企业，在现有的生产设施上改进和沿袭传统的思维方式无法解决这两大难题。唯有突破和创新，当今先进的数字技术、微机电技术、纳米技术、精细化工技术、高分子粘结技术、流体控制技术和机算机科技，为我们提供了优化配置，集成创新的新思路、新方法、新途径，为喷纳线路板生产方法提供了理论依据和技术支撑。

喷纳线路板加工方法涉及的材料主要有：UV纳米导电膏和绝缘基板。

UV纳米导电膏是由微纳米金属粉体和双组份高分子粘结剂以及阳离子光引发剂配置的膏状物，金属粉体粒径≤0.05um，电阻率(25℃)：≤5×10-4Ω·cm-1，含量不低于78％，附着力：≥6Mpa，配增流剂0.5％，膜厚18～68um。UV纳米导电膏有三个功能：一是导电，使被连接部分形成导电通路，取代覆铜板。二是黏结，使UV纳米导电膏与基板粘接剂膜黏合。三是UV瞬间固化不变形，附着力≥6Mpa，固化成一体。

基板是UV纳米导电膏的载体，基板是优质绝缘材料。基板表面经粗化，离型膜保护下覆一层粘接剂膜。使用时撕开离型膜，固化后UV纳米导电膏与基板牢固黏结，形成所需要的线路板。基板厚度根据需要选用，可以使用硬板，也可以使用柔性板。

喷纳线路板加工方法所用的设备主要有：电脑、线路板喷印机、流体控制器、空压机、紫外灯。

线路板喷印机是喷纳线路板生产的主要设备之一。它由智能三维机械手和流体控制器两大部分配合组成。线路板喷印机能够按电脑设计的路径、粗细喷出适量的纳米导电膏。线路板喷印机可读取AUTO CAD图形和电路图，能够导入导出编辑、修改，便于导入的图形在机修改、更正、确认。能够平移旋转运算，区域复制及镜射，利于扩大生产能力，提高效益。配置CCD辅助程序编辑，具有视觉影像自动靶标定位辨识和自检功能，能移动轨迹位置显示追踪。重复精度0.025mm；喷膏线径0.1mm；位移速度：0～300mm/s可调。

精确控制UV导电膏流量的是流体控制器，配置5kg/cm2空压源。内置精密调节阀和压力感应传感器，确保UV纳米导电膏吐出的稳定性及准确度，确保不漏膏，不滴膏。流量大小、线径粗细、流停时间、次数等可内置设定。导电膏耗尽时自动提示，并记录加工次数和耗膏量。而且整个过程均可与电脑控制系统互动。

高强度、稳定的紫外灯是保证固化的前提条件。紫外光源波长390n，灯强度为1060mw/cm2，光能量在0.1～0.3j/cm2，光热共同作用下充分固化，膏与基板粘结牢，不变形。

喷纳线路板加工法的具体实施步骤是：先在电脑中绘制要加工的线路图；输入线路板喷纳机；根据三维机械手行进的速度和喷嘴行径轨迹设定喷膏的流量、时长、停流次数等技术参数，这些技术参数既可以直接在智能流体控制器中设定，也可以在电脑中设定，确认后可以互相转换；根据线路图中图形线的粗细选配喷头，按装膏筒；在设定的位置固定基板；空压机为膏泵提供气源，要先启动空压机。一切准备工作就绪之后即可启动线路板喷纳机，机械手携带喷嘴在基板上喷出UV纳米导电膏，在基板上用膏喷绘出线路图；将喷黏有UV纳米导电膏的线路图置于紫外灯下瞬间照射，在光热作用下，UV纳米导电膏与粘接剂膜迅速固化，喷纳线路板制作完成。

打孔、光亮处理、多层板压制等后续处理是线路板加工业的常规工作。

从以上操作方法和步骤充分说明本专利公开的方法属于由多种高新科技组合成的组合发明，要点在于组合本身。通过应用数字技术、流体控制技术和微纳米技术做到以‘喷’线路，代替‘覆’线路，不用覆铜板，不用化学腐蚀，省水、省电、省场地、省投资，真正实现单层和多层线路板生产，环保和无损耗的技术目标，也大为缩短线路板的生产和试制周期。

本专利所指线路板是广义的，广义的线路板不仅包括电路板，也包括光路板、磁路板以及一切可以通过喷嘴喷出的其它材料形成凹凸线路的软板、硬板和其它物体。

Claims (1)

1. 喷纳线路板生产方法及设备和材料配置，其特征是由线路板喷印机直接在覆有粘接剂膜的绝缘基板上喷印导电线路，经紫外灯瞬间固化结为一体，形成线路板，以‘喷’线路，代替‘覆’线路，不用覆铜板，不用化学腐蚀，省水、省电、省场地，真正实现单层和多层线路板生产环保和无损耗的技术目标；本专利公开的喷纳线路板生产方法属于由多种技术组合成的组合发明，要点在于组合本身：A、线路板喷印机，其特征在于数字控制三维机械手和流体控制器，由喷嘴按预置路径喷出UV纳米导电膏，实现线路板的智能加工；B、UV纳米导电膏是由微纳米金属粉体和双组份高分子粘结剂、阳离子光引发剂配置的膏状物，金属粉体粒径≤0.05um，电阻率(25℃)≤5×10-4Ω·cm-1，含量不低于78％，附着力：≥6Mpa，含增流剂0.5％，膜厚18~68um，UV纳米导电膏具有三个功能：一是导电，使被连接部分形成导电通路，取代覆铜板；再是黏结，UV纳米导电膏与基板粘结剂膜黏合；还有是UV瞬间固化不变形，附着力≥6Mpa，固化成一体；C、基板是导电膏的载体，是优质绝缘材料，基板表面经粗化，离型膜保护下有一层粘接剂膜，基板厚度根据需要选用，可以是硬板，也可以是柔性板；D、本专利所指线路板是广义的，广义的线路板不仅包括电路板，也包括光路板、磁路板以及一切可以通过喷出的材料形成凹凸线路的软板、硬板或其它物体。