CN105704917B - SnPbBi三元合金增材法制造电路板的工艺 - Google Patents
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Abstract
SnPbBi三元合金增材法制造电路板的工艺，属于电路板制作技术领域。本发明的绝缘基板和SnPbBi三元合金层之间涂布有聚酰亚胺有机硅压敏胶带层。将SnPbBi三元合金置于笔管内；对电热丝进行通电加热，并向环隙空间内充入压缩气体，笔管管体的温度超过95℃时三元合金熔融，待液态三元合金从笔头流出，将液态三元合金涂布于电路板绝缘基材表面形成电路图图案。与现有技术相比为了降低低熔点合金増材制造印制电路板的成本，本发明选用熔点为95℃的低熔点合金，印制电路板制造成本显著降低的,同时解决了印制线路在器件工作中受热融化的问题；印制电路板绝缘基材选用柔性电路板制作领域广泛使用的聚酰亚胺工作安全可靠。
Description
技术领域
本发明属于电路板制作技术领域，特别是涉及到一种利用三元合金增材法制造电路板导电线路图的工艺及设备。
背景技术
印制电路板，又称印刷电路板，英文简称PCB(printed circuit board)或PWB(printed wiring board)，以绝缘板为基材，切成一定尺寸，其上至少附有一个导电图形，并布有孔，如元件孔、紧固孔、金属化孔等，用来代替以往装置电子元器件的底盘，并实现电子元器件之间的相互连接。
现有印刷电路板制作通常采用如下方法：提供绝缘基板；在绝缘基板的表面形成导电层；在导电层的表面形成光致抗蚀剂层；对所述光致抗蚀剂层进行曝光及显影；对所述导电层进行蚀刻，得到导电线路；以及将所述光致抗蚀剂层去除。在上述的制作方法中，需要采用光致抗蚀剂及整片的导电层，并且，在曝光、显影及蚀刻等处理过程中，需要对应的化学试剂及需要大量的水资源以进行清洗。从而，现有技术中的制作方法对环境具有较严重的污染，并且，电路板的生产成本较高。
为解决目前电路板的制作，在曝光、显影及蚀刻等处理过程中，对环境具有较严重的污染的问题，现有技术中，虽然有基于低熔点合金増材制造印制电路板技术的相关文献，但存在以下缺点：
1、所用低熔点合金一般为室温呈液态的GaIn合金及熔点为58.3℃的BiInSnZn合金，In元素的使用会使印制电路板制造成本大幅增加。
2、室温呈液态的合金体系形成的电路图形易于破坏，虽然BiInSnZn合金熔点可达58.3℃，但在印制导线应用方面存在由于器件工作发热导致的引线融化等潜在问题。
3、所用电路板绝缘基材大都为聚氯乙烯PVC和纸张，这些基材在电路板制作领域缺乏相关的使用背景，可靠性有待进一步验证。
因此现有技术当中亟需要一种新的技术方案来解决这一问题。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是：针对现有印刷电路技术中存在的不足，提供一种利用三元合金增材法制造电路板导电线路图的工艺及其相应的绘制设备，可用于熔点高于室温且可调的无铟三元合金体系实现电路板的増材制造，从而节约制造成本，并且保证印制电路板使用可靠性。
为实现上述目的，本发明设计的技术方案如下：
SnPbBi三元合金增材法制造的电路板，其特征是：该电路板包括绝缘基板、SnPbBi锡铅铋三元合金层及聚酰亚胺有机硅压敏胶带层三层结构，所述绝缘基板和SnPbBi锡铅铋三元合金层之间涂布有聚酰亚胺有机硅压敏胶带层。
SnPbBi三元合金增材法制造电路板的工艺，其特征是：该工艺包括以下操作步骤：
步骤一、在绝缘基板上涂布聚酰亚胺有机硅压敏胶带层；
步骤二、将SnPbBi锡铅铋三元合金置于绘制笔的笔管内；
步骤三、将SnPbBi锡铅铋三元合金通过熔融过程涂于带有聚酰亚胺有机硅压敏胶带的绝缘基板上。
所述的绘制笔包括笔身和笔头，笔身与笔头嵌套式密封连接；其中笔身包括笔壳、笔管、隔热棉、电热丝，所述笔壳与笔管同轴布置，笔壳安装在笔管外部，笔壳与笔管之间设置有环隙空间；所述笔管内部为空腔；所述隔热棉设置在笔壳内壁上；所述电热丝设置在环隙空间内。
步骤三中所述的熔融过程如下
①、对电热丝进行通电加热，并向环隙空间内充入压缩气体，使得所述环隙空间出口处温度保持在100℃～150℃；
②、所述笔管管体的温度超过95℃时，SnPbBi锡铅铋三元合金熔融，待液态SnPbBi三元合金从笔头流出，将所述液态SnPbBi锡铅铋三元合金涂布于电路板绝缘基材表面形成电路图图案。
通过上述设计方案，本发明可以带来如下有益效果：为了降低现有低熔点合金増材制造印制电路板的成本，本发明选用熔点高于95℃的SnPbBi低熔点合金，印制电路板，制造成本显著降低，经济效益显著；为了避免导电线路在器件工作中受热融化的问题；本发明的印制电路板绝缘基材选用柔性电路板制作领域广泛使用的聚酰亚胺，实现了大点线路与聚酰亚胺之间的润湿结合，可靠性得以保证。
因为现有技术采用的绝缘基板上涂有铜，通过腐蚀形成线路板，而简单将绝缘基板上涂上低融点合金，却很难进行熔融和侵入，通过聚酰亚胺有机硅压敏胶带将两者强力的融合在一起，另外，绝缘基板上涂有低融点合金过程，减少了使用铜物质的腐蚀过程，明显降低成本，提交工作效率。
附图说明
下面结合附图及具体实施方式对本发明作进一步说明：
图1为本发明SnPbBi三元合金增材法制造的电路板结构示意图。
图2为本发明SnPbBi三元合金增材法制造电路板的工艺流程图。
图3为本发明SnPbBi三元合金增材法制造电路板的绘制笔结构示意图。
图中：1-笔身、101-笔壳、102-笔管、103-隔热棉、104-电热丝、2-笔头、3-绝缘基板、4-SnPbBi锡铅铋三元合金层、5-聚酰亚胺有机硅压敏胶带层。
具体实施方式
如图1所示，本发明设计一种SnPbBi三元合金增材法的电路板，该电路板包括绝缘基板3、SnPbBi三元合金层4及聚酰亚胺有机硅压敏胶带层5三层结构，所述绝缘基板3、SnPbBi三元合金层4之间涂有聚酰亚胺有机硅压敏胶带层5。
一种利用SnPbBi三元合金增材法制造电路板导电线路图的工艺，如图2所示，其特征是：该工艺包括以下操作步骤
步骤一、在绝缘基板3上涂布聚酰亚胺有机硅压敏胶带层5；
步骤二、将SnPbBi锡铅铋三元合金置于绘制笔的笔管内；
步骤三、将SnPbBi锡铅铋三元合金通过熔融过程涂于带有聚酰亚胺有机硅压敏胶带的绝缘基板上。
步骤三中所述的熔融过程如下
①、对电热丝进行通电加热，并向环隙空间内充入压缩气体，使得所述环隙空间出口处温度保持在100℃～150℃；
②、所述笔管管体的温度超过95℃时，SnPbBi锡铅铋三元合金熔融，待液态SnPbBi锡铅铋三元合金从笔头流出，将所述液态SnPbBi锡铅铋三元合金涂布于电路板绝缘基材表面形成电路图图案。
所述的绘制笔包括笔身和笔头，笔身与笔头嵌套式密封连接；其中笔身包括笔壳、笔管、隔热棉、电热丝，所述笔壳与笔管同轴布置，笔壳安装在笔管外部，笔壳与笔管之间设置有环隙空间；所述笔管内部为空腔；所述隔热棉设置在笔壳内壁上；所述电热丝设置在环隙空间内。
如图3所示，SnPbBi三元合金增材法制造电路板的绘制笔，应用该设备对所述的一种利用SnPbBi三元合金增材法制造电路板导电线路图的工艺进行操作，其特征是：包括笔身1和笔头2，笔身1与笔头2嵌套式密封连接；其中笔身1包括笔壳101、笔管102、隔热棉103、电热丝104，所述笔壳101与笔管102同轴布置，笔壳101安装在笔管102外部，笔壳101与笔管102之间设置有环隙空间；所述笔管102内部为空腔；所述隔热棉103设置在笔壳101内壁上；所述电热丝104设置在环隙空间内，采用上述结构设计可在恒定温度下保证SnPbBi三元合金处于熔融状态，压缩空气由笔壳101与笔管102之间的间隙流出后会对电路板绝缘基材进行预热处理，防止笔头2因合金凝固而发生堵塞。
实施例1
SnPbBi三元合金增材法制造电路板的工艺，包括以下操作步骤
步骤一、将SnPbBi三元合金置于所述笔管102内；
步骤二、对所述电热丝104进行通电加热，并向所述环隙空间内充入压缩气体，使得所述环隙空间出口处温度保持在100℃；
步骤三、所述笔管102管体的温度超过95℃时，SnPbBi三元合金熔融，液态SnPbBi三元合金会在自身重力的作用下由笔头2流出，手动控制绘制合金导电线路图的设备笔头2运行线路，将所述液态SnPbBi三元合金涂布于聚酰亚胺有机硅压敏胶带挂胶面上形成SnPbBi三元合金电路图，最终构成绝缘基板、SnPbBi三元合金层之间涂有聚酰亚胺有机硅压敏胶带层的电路板三层结构。
实施例2
SnPbBi三元合金增材法制造电路板的工艺，包括以下操作步骤
步骤一、将SnPbBi三元合金置于所述笔管102内；
步骤二、对所述电热丝104进行通电加热，并向所述环隙空间内充入压缩气体，使得所述环隙空间出口处温度保持在125℃；
步骤三、所述笔管102管体的温度超过95℃时，SnPbBi三元合金熔融，液态SnPbBi三元合金会在自身重力的作用下由笔头2流出，手动控制绘制合金导电线路图的设备笔头2运行线路，将所述液态SnPbBi三元合金涂布于聚酰亚胺有机硅压敏胶带挂胶面上形成SnPbBi三元合金电路图，最终构成绝缘基板、SnPbBi三元合金层之间涂有聚酰亚胺有机硅压敏胶带层的电路板三层结构。
实施例3
SnPbBi三元合金增材法制造电路板的工艺，包括以下操作步骤
步骤一、将SnPbBi三元合金置于所述笔管102内；
步骤二、对所述电热丝104进行通电加热，并向所述环隙空间内充入压缩气体，使得所述环隙空间出口处温度保持在150℃；
步骤三、所述笔管102管体的温度超过95℃时，SnPbBi三元合金熔融，液态SnPbBi三元合金会在自身重力的作用下由笔头2流出，手动控制绘制合金导电图形的设备笔头2运行线路，将所述液态SnPbBi三元合金涂布于聚酰亚胺有机硅压敏胶带挂胶面上形成SnPbBi三元合金电路图，最终构成绝缘基板、SnPbBi三元合金层之间涂有聚酰亚胺有机硅压敏胶带层的电路板三层结构。
社会效益：本发明涉及一种基于低熔点SnPbBi三元合金增材法制造柔性电路板导电线路图的工艺及其设备，在制作导电线路图时，不需要进行曝光、显影及蚀刻等处理，从而避免实用大量的化学试剂及需要大量的水资源，本发明的技术方案能够减少对环境的污染，为了降低低熔点合金増材制造印制电路板的成本，导电线路图的导电线条采用成本较低的SnPbBi三元合金制造，电路板绝缘基材采用聚酰亚胺，聚酰亚胺基材表面的压敏胶实现了SnPbBi合金线条与聚酰亚胺之间可靠结合。本发明选用熔点大于95℃的SnPbBi无铟低熔点合金，印制电路板制造成本显著降低，经济效益显著；避免了导电线路在器件工作中受热融化的问题；印制电路板绝缘基材选用柔性电路板制作领域广泛使用的聚酰亚胺，实现了大点线路与聚酰亚胺之间的润湿结合，可靠性得以保证。
Claims (2)
1.SnPbBi三元合金增材法制造电路板的工艺，SnPbBi三元合金增材法制造的电路板包括绝缘基板、SnPbBi锡铅铋三元合金层及聚酰亚胺有机硅压敏胶带层三层结构，所述绝缘基板和SnPbBi锡铅铋三元合金层之间涂布有聚酰亚胺有机硅压敏胶带层，其特征是：
该工艺包括以下操作步骤
步骤一、在绝缘基板上涂布聚酰亚胺有机硅压敏胶带层；
步骤二、将SnPbBi锡铅铋三元合金置于绘制笔的笔管内；
步骤三、将SnPbBi锡铅铋三元合金通过熔融过程涂于带有聚酰亚胺有机硅压敏胶带的绝缘基板上；
所述的绘制笔包括笔身和笔头，笔身与笔头嵌套式密封连接；其中笔身包括笔壳、笔管、隔热棉、电热丝，所述笔壳与笔管同轴布置，笔壳安装在笔管外部，笔壳与笔管之间设置有环隙空间；所述笔管内部为空腔；所述隔热棉设置在笔壳内壁上；所述电热丝设置在环隙空间内。
2.根据权利要求1所述SnPbBi三元合金增材法制造电路板的工艺，其特征是：步骤三中所述的熔融过程如下
①、对电热丝进行通电加热，并向环隙空间内充入压缩气体，使得所述环隙空间出口处温度保持在100℃～150℃；
②、所述笔管管体的温度超过95℃时，SnPbBi锡铅铋三元合金熔融，待液态SnPbBi锡铅铋三元合金从笔头流出，将所述液态SnPbBi锡铅铋三元合金涂布于电路板绝缘基材表面形成电路图图案。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20180629 |