CN106686920B - 一种提升电路稳定性的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于电子元器件设计和制造的技术领域，具体涉及一种提升电路稳定性的方法，包括以下步骤：先将模块固定在预先设定的位置，在模块之间的空白区域处铺设一层柔性有机物，并将柔性有机物半成型，将待连接的导电线路进行设置和预处理，将预处理后的导电线路与模块连接，并使该导电线路附着在半成型的柔性有机物表面，在导电线路上铺设与其底部相同的柔性有机物，实现对导电线路的立体包裹；待柔性有机物均完全成型后，即完成整个模块之间的连接。本发明的方法通过有机物进行承载导电线路防止其晃动失效，又能够承载来自外力的冲击，提高电路的稳定性，还具有简单易操作，成本低廉，适合大规模推广使用等特点。

Description

一种提升电路稳定性的方法
技术领域
本发明属于电子元器件设计和制造的技术领域，更具体地，涉及一种提升电路稳定性的方法，该方法通过有机物进行承载导电线路防止其晃动失效，又能够承载来自外力的冲击，提高电路的稳定性。
背景技术
随着电子技术的飞速发展，大量的数码产品成为人们日常生活中的必需品。以智能手机为例，在使用中会频繁的遇到诸如磕碰、滑落等状况，会造成芯片、电路等模块在突发的外力作用下破碎、松动、移位等，从而造成故障或损坏，影响正常使用。为应对外力等因素对于电路的干扰和影响，目前电路芯片通常采用通过在框架或基板上进行布置、粘结固定的方式。即通过将微型芯片等关键部件置入密封在与其相适应的一个刚性外壳壳体中，形成一个完善的整体，为微型芯片提供保护。这种方式能够保障信号和功率的输入与输出，且便于安装和运输，微型的芯片通过这种方式形成一个个模块最后被合理的布置在电路板上形成具备相应功能的元器件。
对于微纳尺寸的元器件，封装外壳的存在能够有效的对其进行固定和保护。但当模块尺寸较大时，容易在外在的冲击下由于应力集中而造成破碎断裂等，连接这些模块的线路也会随着其形变移位而发生断裂。如果能够增强承载这些模块的母板以及这些模块之间衔接的部分的抗形变能力，将能够有效避免外力冲击对于电子元器件的影响，提升电路的稳定性。
由于存在上述缺陷和不足，本领域亟需做出进一步的完善和改进，设计一种提升电路稳定性的方法，使其能够承受外界的冲击力，同时防止导电线路本身的晃动对线路的损害，从而提高电路稳定性，延长电子器件的使用寿命。
发明内容
针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了一种提升电路稳定性的方法，该方法通过在模块之间设置柔性有机物，将模块之间的导电线路包裹在柔性有机物内，一方面利用柔性有机物对导电线路进行承载以防止其晃动失效，另一方面利用柔性有机物的形变来吸收外力对于电路的冲击，从而提升其在外力作用下的稳定性，延长电子器件的使用寿命。该方法还具有简单易操作，成本低廉，适合大规模推广使用等特点。
为实现上述目的，按照本发明的一个方面，提供了一种提升电路稳定性的方法，其特征在于，具体包括以下步骤：
S1.准备一母板，对该母板进行预处理，将待连接的模块固定在该母板上预先设定的位置；
S2.选取合适的柔性有机物作为导电线路的承载体，在模块之间的空白区域处铺设一层柔性有机物，并将该柔性有机物进行半成型；
S3.将待连接的导电线路按预设的结构进行设置，并对设置好的导电线路进行预处理；
S4.待柔性有机物半成型后，将预处理后的导电线路与模块连接，并使该导电线路附着在半成型的柔性有机物表面；
S5.待导电线路与模块之间连接好后，在导电线路上铺设与其底部相同的柔性有机物，实现对导电线路的立体包裹；
S6.待柔性有机物完全成型后，即完成整个模块之间的连接，柔性有机物将导电线路包裹在内，从而提升电路的稳定性。
进一步优选地，步骤S1中，所述母板为柔性电路板或非柔性电路板，该母板的预处理方法为：抛光、打孔、防潮处理、防水处理、防腐蚀处理或绝缘处理中的一种或几种。比较多的比较试验表明，将母板进行上述处理后，能避免和减少电路板出现漏电、腐蚀等现象，提高母板的使用性能，延长其使用寿命。
优选地，步骤S2中，所述柔性有机物为具备可塑性的聚合物，所述导电线路为导电金属、导电液体、导电橡胶或石墨制成。
优选地，所述柔性有机物为凝胶类聚合物或橡胶类聚合物，导电金属优选为铜、铝、银或金。
比较多的比较试验表明，上述种类的柔性有机物能够兼顾流动性和稳定性的特点，既能够保持自身的形状，对有机物进行承载防止其晃动失效，又能够承载来自外力的冲击，提高电路的稳定性。而导电线路采用上述材料，具有良好的导电性能，同时还具备优良的物理性能，能够抵抗外力的冲击。
优选地，步骤S2中，所述半成型方法为胶凝作用、热风固化或光固化，所述半成型方法通过控制凝胶过程所吸附的溶剂体积、降低固化温度或光照强度或缩短成型时间来实现。通过将柔性有机物半成型之后再进行铺设，可以保持导线电路本身的结构不变，同时便于后续柔性有机物的铺设，从而最终提高电路的稳定性。
优选地，步骤S3中，所述导电线路呈弯曲状设置，对该导电线路进行预处理方法为：预应力处理，防水处理、抗氧化处理或绝缘处理中的一种或几种。比较多的比较试验表明，将导电线路弯曲设置，能够增强其抵抗外力冲击的能量，而将导电线路进行上述预处理后，能够极大地提高导电线路的使用性能，同时还能延长其使用寿命。
优选地，步骤S4中，所述导电线路与模块之间连接采用焊接或卡接的方式连接。
优选地，步骤S5中，所述柔性有机物的铺设高度不高于所述模块的高度。较多的比较试验表明，柔性有机物的铺设高度不高于模块的高度，可以最大程度地保护导电线路，同时不会影响其他元器件的铺设和整个电路板的使用情况。
优选地，步骤S6中，所述固化方法包括胶凝作用、热风固化或光固化。
优选地，所述柔性有机物的铺设方式为喷涂或刷涂。
总体而言，通过本发明所构思的以上技术方案与现有技术相比，具有以下优点和有益效果：
(1)本发明的提高电路稳定性的方法，通过在模块之间设置柔性有机物，将模块之间的导电线路包裹在柔性有机物内，一方面利用柔性有机物对导电线路进行承载以防止其坍塌松弛、晃动失效，另一方面利用柔性有机物的形变来吸收外力对于电路的冲击，从而提升其在外力作用下的稳定性，延长电子器件的使用寿命。当电路结构受到外力的冲击产生形变时，柔性有机物凭借其良好的形变特性能够实现与电路结构形变的同步，从而持续的对其形成有效的包裹保护。
(2)本发明多采用的柔性有机物的种类能够兼顾流动性和稳定性的特点，既能够保持自身的形状，对有机物进行承载防止其晃动失效，又能够承载来自外力的冲击，提高电路的稳定性。而导电线路所使用的材料，具有良好的导电性能，同时还具备优良的物理性能，能够抵抗外力的冲击。
(3)本发明的方法将导电线路弯曲设置，能够增强其抵抗外力冲击的能量，而将导电线路进行上述预处理后，能够极大地提高导电线路的使用性能，同时还能延长其使用寿命。而柔性有机物的铺设高度不高于模块的高度，可以最大程度地保护导电线路，同时不会影响其他元器件的铺设和整个电路板的使用情况。
(3)通过对电路板和导电线路的预处理，能够能避免和减少电路板和导电线路出现漏电、腐蚀等现象，提高电路板和导电线路的使用性能，延长电子器件的使用寿命。
(4)本发明的方法仅仅采用6个步骤，即可有效地提高电路抗击外力时的稳定性能，且该方法简单易操作，成本低廉，适合大规模推广使用。
附图说明
图1是根据本发明的提升电路稳定性的方法得到电路示意图。
在所有附图中，相同的附图标记用来表示相同的元件或结构，其中：
1-柔性有机物，2-模块，3-导电线路。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。
本发明提供了一种提升电路稳定性的方法，具体包括以下步骤：
S1.准备一母板，对该母板进行预处理，将待连接的模块固定在该母板上预先设定的位置；
S2.选取合适的柔性有机物(为具备高可塑性的聚合物，包括但不限于凝胶类聚合物或橡胶类聚合物)作为导电线路(采用导电金属、导电液体、导电橡胶或石墨制成，导电金属优选为铜、铝、银或金)的承载体，在模块之间的空白区域处铺设一层柔性有机物，并将该柔性有机物进行半成型；
S3.将待连接的导电线路按预设的结构进行设置，并对设置好的导电线路进行预处理；
S4.待柔性有机物半成型后，将预处理后的导电线路与与模块连接，并使该导电线路附着在半固化的柔性有机物表面；
S5.待导电线路与模块之间连接好后，在导电线路上铺设与其底部相同的柔性有机物，实现对导电线路的立体包裹；
S6.待柔性有机物均固化完全后，即完成整个模块之间的连接，柔性有机物将导电线路包裹在内，从而提升电路的稳定性。
在本发明的一个优选实施例中，步骤S1中，该电路板为柔性电路板或非柔性电路板，所述电路板的预处理方法为：抛光、打孔、防潮处理、防水处理、防腐蚀处理或绝缘处理中的一种或几种。
在本发明的另一个优选实施例中，步骤S2中，所述半成型方法为胶凝作用、热风固化或光固化，所述半成型方法通过控制凝胶过程所吸附的溶剂体积、降低固化温度或光照强度或缩短成型时间来实现。通过将柔性有机物半成型之后再进行铺设，可以保持导线电路本身的结构不变，同时便于后续柔性有机物的铺设，从而最终提高电路的稳定性。
在本发明的另一个优选实施例中，步骤S3中，所述导电线路呈弯曲状设置，对该导电线路进行预处理方法为：预应力处理，防水处理、抗氧化处理或表面绝缘处理中的一种或几种。
在本发明的另一个优选实施例中，步骤S4中，所述导电线路与模块之间连接采用焊接或卡接的方式连接。
在本发明的另一个优选实施例中，步骤S5中，所述柔性有机物的铺设高度不高于所述模块的高度。
在本发明的另一个优选实施例中，步骤S6中，所述固化方法包括热风固化或光固化。
在本发明的另一个优选实施例中，所述柔性有机物的铺设方式为喷涂或刷涂。
为更好地解释本发明，以下给出两个具体实施例：
实施例1
(1)根据所加工的LED电路工作在高频震动的环境下，选取兼顾流动性和稳定性的水凝胶作为柔性缓冲层，电路结构采用易获取的铜箔。
(2)在LED灯和电源之间铺设一层3mm厚的水凝胶，LED和电源周围用PDMS(聚二甲基硅氧烷)包裹以防止水凝胶引起的电路损坏。
(3)使用激光器切割出长度为10cm、厚度为200μm、半径为3mm的二分形铜箔；通过多次将其在PDMS混合液中浸润并后取出加热使其表面形成一层PDMS薄膜以防止水凝胶对其的腐蚀；
(4)用处理后的铜箔连接LED灯和电源，使其自然附着在凝胶表面，并接通电源点亮LED灯以测试电路是否有效工作。
(5)在连接好的导电铜箔上进行凝胶的进一步填充，以实现凝胶对导电线路的完全包裹。
实施例2
(1)根据所加工的电路工作在频繁弯曲的形变条件下下，选取具备良好拉伸性的共聚酯Ecoflex作为柔性缓冲层，电路结构采用易获取的铜箔。
(2)将Ecoflex两种原液溶液按照1：1的比例混合并搅拌，再将其倾倒在传感器和电源之间，用刮刀刮出一层5mm厚的薄膜结构，待其室温下自然成形为表面结皮的半成型状态。
(3)在其表面打印出一条长10cm，宽200μm的液态金属(Galinstan，68.5％的Ga、21.5％的In、10.0％Sn)导线，导线两端连接传感器和电源；
(4)在连接好的导线表面进一步浇注Ecoflex，以实现凝胶对导电线路的完全包裹。
(5)将做好的结构放入温度为65的热风箱，45分钟之后取出，即实现了结构的制作。
本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种提升电路稳定性的方法，其特征在于，具体包括以下步骤：
S1.准备一母板，对该母板进行预处理，将待连接的模块固定在该母板上预先设定的位置；
S2.选取合适的柔性有机物作为导电线路的承载体，在模块之间的空白区域处铺设一层柔性有机物，并将该柔性有机物进行半成型，所述柔性有机物为具备可塑性的聚合物；
S3.将待连接的导电线路呈弯曲状设置，所述导电线路为导电金属、导电液体、导电橡胶或石墨制成，并对设置好的导电线路进行预处理；
S4.待柔性有机物半成型后，将预处理后的导电线路与待连接的模块连接，并使该导电线路附着在半成型的柔性有机物表面；
S5.待导电线路与模块之间连接好后，在导电线路上铺设与其底部相同的柔性有机物，实现对导电线路的立体包裹；
S6.待柔性有机物完全成型后，即完成整个模块之间的连接，柔性有机物将导电线路包裹在内，而待连接的模块未被柔性有机物包裹以此对待连接模块之间的导电线路进行承载防止其晃动失效，并利用柔性有机物的形变吸收外力对于导电线路的冲击，从而提升导电线路在外力作用下的稳定性。
2.如权利要求1所述的提升电路稳定性的方法，其特征在于，步骤S1中，所述母板为柔性电路板或非柔性电路板，该母板的预处理方法为：抛光、打孔、防潮处理、防水处理、防腐蚀处理或绝缘处理中的一种或几种。
3.如权利要求1或2所述的提升电路稳定性的方法，其特征在于，所述柔性有机物为：凝胶类聚合物或橡胶类聚合物，导电金属为铜、铝、银或金。
4.如权利要求3所述的提升电路稳定性的方法，其特征在于，步骤S2中，所述半成型方法为胶凝作用、热风固化或光固化，所述半成型方法通过控制凝胶过程所吸附的溶剂体积、降低固化温度或光照强度或缩短成型时间来实现。
5.如权利要求4所述的提升电路稳定性的方法，其特征在于，步骤S3中，对该导电线路进行预处理方法为：预应力处理，防水处理、抗氧化处理或绝缘处理中的一种或几种。
6.如权利要求5所述的提升电路稳定性的方法，其特征在于，步骤S4中，所述导电线路与模块之间连接采用焊接或卡接的方式连接。
7.如权利要求6所述的提升电路稳定性的方法，其特征在于，步骤S5中，所述柔性有机物的铺设高度不高于所述模块的高度。
8.如权利要求7所述的提升电路稳定性的方法，其特征在于，步骤S6中，成型方法包括胶凝作用、热风固化或光固化。
9.如权利要求8所述的提升电路稳定性的方法，其特征在于，所述柔性有机物的铺设方式为喷涂或刷涂。
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