CN115568104A - 一种电子线路快速成型设备及方法 - Google Patents

Abstract

本发明适用于电子线路制造技术领域。本发明公开一种电子线路快速成型设备及方法，其中该电子线路快速成型设备，包括将焊料转化为液态的焊料转化机构和控制液态焊料从焊料转化机构上的喷射孔连续喷射的喷射控制机构。使用时，通过喷射控制机构的频率可以控制液态焊料从喷射孔高速连续喷身速度。可以密集喷射打印形成电子线路，可以减少小量电路板制作周期和成本。

Description

一种电子线路快速成型设备及方法

技术领域

本发明涉及电子线路技术领域，特别涉及一种电子线路快速成型设备及方法。

背景技术

现有电子线路基本上都是采用印刷电路，即在基板上覆上导电层后，再在导电层上设计好电路上胶保护后，进行蚀刻形成电子线路，其制作周期长，制作工艺复杂，适合于大比量生产生。对于产品开发过程中的小量电路板需要，其生产周期长，成本高，增加产品研发成本。

发明内容

本发明主要解决的技术问题是提供一种电子线路快速成型设备，该电子线路快速成型设备可以快速打印所需电子线路，减少小量电路板制作周期和成本。

为了解决上述问题，本发明提供一种电子线路快速成型设备，该电子线路快速成型设备，包括将焊料转化为液态的焊料转化机构和控制液态焊料从焊料转化机构上的喷射孔间歇或连续喷射的喷射控制机构。

进一步地说，所述喷射控制机构包括振动发生部件和受振动发生部件控制的施压部件，该施压部件部分浸没在液态焊料中，该施压部件的自由一端位于喷射孔之间设有受压间隙，在振动发生部件控制下施压部件对受压间隙的液态焊料施压，在喷射孔形成喷射。

进一步地说，所述施压部件包括施压杆，该施压杆靠近喷射孔一端截面积较大。

进一步地说，所述喷射孔位于容器的底部。

进一步地说，所述容腔设有受压间隙和与受压间隙连通的缓存区。

进一步地说，所述振动发生部件包括受脉冲信号控制的压电陶瓷。

进一步地说，所述焊料转化机构还包括用于对容器进行加热的加热机构。

进一步地说，所述喷射控制机构包括电机和与电机转轴连接的转动叶轮，该转动叶轮与喷射孔齐平，所述转动叶轮设有叶片，每个叶片之间在轴向正投影方向上设有间隙。

进一步地说，所述电子线路快速成型设备还设有对容器进行增压的增压机构。

进一步地说，所述增压机构包括通过导管与容器连通的气体增压机构。

进一步地说，所述喷射控制机构包括振动机构和与振动机构连接可改变喷射孔大小的移动块。

进一步地说，所述喷射孔与底部之间设有增压导管。

进一步地说，所述喷射孔中间设有向内突出的突起，该突起的两侧分别由第一斜面和第二斜面形成喇叭状或漏斗状结构。

进一步地说，所述喷射孔由内到外直径逐渐减少形成喇叭状或漏斗状结构。

进一步地说，所述电子线路快速成型设备还包括至少在焊点与喷射孔之间形成真空的真空机构。

本发明还提供一种电子线路快速成型方法，该电子线路快速成型方法包括将焊料由固态变成液态并保持液态焊料状态，再将液态焊料连续喷射到匀速移动的电子线路基板上，使喷射的每个独立焊料连接成线形成电子线路。

进一步地说，所述电子线路基板移动速度不大于喷射焊料焊点直径与相邻喷射时间之比。

进一步地说，将所述电子线路基板和喷射的焊料设置于真空中。

本发明电子线路快速成型设备及方法，其中电子线路快速成型设备包括将焊料转化为液态的焊料转化机构和控制液态焊料从焊料转化机构上的喷射孔间歇或连续喷射的喷射控制机构。使用时，通过喷射控制机构的频率可以控制液态焊料从喷射孔连续喷身速度。该喷射孔的直径可以设置较小，可以密集喷射打印形成电子线路，可以减少小量电路板制作周期和成本。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单介绍，显而易见地，描述中的附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1是电子线路快速成型设备第一实施例沿喷射孔中心线剖视结构示意图。

图2是图1中A部分结构放大示意图。

图3是电子线路快速成型设备盛有液态焊料工作结构示意图。

图4是电子线路快速成型设备盛有液态焊料连喷焊时示意图。

图5是喷射孔的第二实施例结构示意图。

图6是电子线路快速成型设备第二实施例孔沿喷射孔中心线剖视结构示意图。

图7是喷射控制机构开关叶片实施例结构示意图。

图8是电子线路快速成型设备第三实施例孔沿喷射孔中心线剖视结构示意图。

本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

下面结合具体实施例及附图对本发明的权利要求做进一步的详细说明，显然，所描述的实施例仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提出所获得的所有其他实施例，也都属于本发明保护的范围。

需要理解的是，在本发明实施例中描述，所有方向性指示的术语，如“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”等指示的方位或位置关系基于附图所示的方位、位置关系或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于简化描述本发明，而不是明示或暗示所指的装置、元件或部件必须具有特定的方位、以及特定的方位构造，不应理解为对本发明的限制。仅用于解释在附图所示下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，当该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也可能随之改变。

此外，本发明中序数词，如“第一”、“第二”等描述仅用于区分目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或隐含指示所指示的技术特征的数量。由此限定“第一”、“第二”的特征可以明示或隐含和至少一个该技术特征。在本发明描述中，“多个”的含义是至少两个，即两个或两个以上，除非另有明确体的限定外；“至少一个”的含义是一个或一个以及上。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置”、“连接”、“固定”、“旋接”等术语应做广义理解，例如，既可以是部件之间的位置关系相对固定，也可以是部件之间存在物理上固定连接，既可以是可拆卸连接，或成一体结构；既可以是机械连接，也可以是电信号连接；既可以是直接相连，也可以通过中间媒介或部件间接相连；既可以是两个元件内部的连通，也可以是两个元件的相互作用关系，除非说明书另有明确的限定，可作其他理解时不能实现相应的功能或效果外，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

本发明如有涉及的控制器、控制电路是本领域技术人员常规的控制技术或单元，如控制器的控制电路可以由本领域普通的技术人员采用现有，如简单编程即可实现。涉及与硬件配合实现控制结果的软件或程序，如说明未作详细说明表示涉及的软件或程序控制过程，则属于采用现有技术或本领域普通的技术人员常规技术。电源也采用所述属本领域现有技术，并且本发明主要发明技术点在于对机械装置改进，所以本发明不再详细说明具体的电路控制关系和电路连接。

本发明的公开提供了许多不同的实施方式或例子用来实现本发明的不同结构。为了简化本发明的公开，本发明中对特定例子的部件和设置进行描述。当然，它们仅仅为示例，并且目的不在于限制本发明。此外，本发明可以在不同例子中重复参考数字和/或参考字母，这种重复是为了简化和清楚的目的，其本身不指示所讨论各种实施方式和/或设置之间的关系。此外，本发明提供了的各种特定的工艺和材料的例子，但是本领域普通技术人员可以意识到其他工艺的应用和/或其他材料的使用。

以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。

如图1-5所示，本发明提供一种电子线路快速成型设备实施例。

该电子线路快速成型设备包括将焊料转化为液态的焊料转化机构和控制液态焊料从焊料转化机构上的喷射孔连续喷射的喷射控制机构。

具体地说，该电子线路快速成型设备包括将焊料转化为液态的焊料转化机构1和驱动机构2，其中所述焊料转化装机构1包括带容腔14的容器11，在该容器11底部设有连通容腔内外的喷射孔13；所述驱动机构2包括振动发生部件21和受振动发生部件21控制，并浸没在液态焊料的施压部件22，所述振动发生部件21由控制电路23控制，所述振动发生部件21控制施压部件22高频振动，对喷射孔13与施压部件22之间的液态焊料高频连续施压，使受压的液态焊料通过喷射孔形成喷射。

所述振动发生部件21包括受脉冲信号控制的压电陶瓷，这样控制起来简单。所述焊料转化机构1还包括用于对容器11进行加热的加热机构12，通常可以采用电加热方式，所述容器11采用耐热材料，如可以包括坩埚等。

所述喷射孔13位于容器1的底部，这样在喷射液态焊料时，可以借助重力作用，提高喷射速度。所述施压部件22包括施压杆，该施压杆靠近喷射孔13一端截面积较大。

所述容腔14设有由驱动部件形成受压间隙15和缓存区16，其中受压间隙15与缓存区16互相连通，其目的在于在通过施压杆施压，使液态焊料喷射过程中避免对容器整个液态焊料产生影响或扰动。

根据需要，所述喷射孔13为中间部分孔径较小向，向两端逐渐增大。这样可以控制焊料喷出量及形状。

为了延长施压部件22的使用寿命和控制振动发生部件21工作温度，所述施压部件22与振动发生部件21之间设有隔热机构(附图未标示)。根据需要，提高热效率，避免能耗增加，在所述容器11外设有保温层(附图未标示)。

由于仅通过控制施压部件22施压频率，可以控制液态焊料喷射频率，且喷射孔13的直径可以设置较小，即喷射孔13中间设有向内突出的突起132，突起132的两侧分别第一斜面131和第二斜面133形成的喇叭状或漏斗状结构。

在本实施例中，所述振动发生部件2包括受脉冲信号控制的压电陶瓷，该压电陶瓷可以产生400次/S振动频率，这样可以较好控制喷射焊料的频率，从而能提高焊接或增材的速度和效率。

根据需要，所述电子线路快速成型设备还设有对容器11进行增压的第一增压机构(附图未标示)，通过第一增压机构可以使容器11内的保持一定的压力，再通过振动产生喷射时，可以提高喷射的焊料速度。避免喷射过程中导致焊料温度的降低，从而对焊接产生如浸润不稳定，形成焊接结合层达不到要求，影响电学性能等。所述增加机构可以包括气体增压装置，如通过与容器11连通的导管4设有压缩机，使容器11保持设定的压力。

根据需要，所述喷射孔13也可以设置为漏斗状或喇叭状，如图4所示。

如图6-7所示，本发明还提供另一种电子线路快速成型设备实施例。

该电子线路快速成型设备包括，将焊料转化为液态的焊料转化机构1和使液态焊料A能连续喷射的施压机构，以及控制液态焊料连续喷射频率的喷射控制机构6，其中所述焊料转化机构包括带容腔的容器11，在该容器11底部设有连通容腔内外的喷射孔13。

具体地说，所述喷射控制机构6包括电机62和与电机62转轴连接的转动叶轮61，该转动叶轮61与喷射孔13齐平,所述转动叶轮61设有叶片611，每个叶片611之间在轴向正投影方向上设有间隙612。所述施压机构包括连续保持压力平稳的气压机构，该气压机构通过导管4与密闭的容器11连通。所述焊料转化机构11还包括用于对容器进行加热的加热机构12，该加热机构12采用电加热。工作时，通过加热机构将容器内的焊料加热使其处于液状态。再对液状的焊料A表面进行加压，即通过向封闭容器内注入高压气体，该高压气体最好是惰性气体，这样可以对金属爆料进行保护。此时喷射孔受转动叶片阻挡，液状焊料无法从喷射孔喷射出来，通过电机控制转动叶片转动离开喷射孔位置后可以产生连接喷射效果。通过适当设置叶片611的间隙612大小和叶片的密度，在电机转速不变的情况下，也能控制液状焊料喷射频率。

根据需要，所述喷射孔13内焊料逐渐减少，这样可以产生更好喷射效果。所述焊料转化机构还包括用于对容器进行加热的加热机构，通常可以采用电加热方式，所述容器采用施热材料，如可以包括坩埚等。

所述喷射孔13与容器11之间还设有第二增压结构14，该第二增压结构包括连通容器11和喷射孔13的增压导管，该增压导管的截面积为容器11底部面积的1/100-1/10。通过细长的增压导管可以不增加液态焊料A的情况下，增加喷射时从喷射孔13出来的焊料速率。同时也能适应更少焊料和需要更少的电能，节约能源。

如图8所示，本发明还提供另一种电子线路快速成型设备实施例。

该电子线路快速成型设备包括，将焊料转化为液态的焊料转化机构1和使液态焊料A能连续喷射的喷射控制机构5，其中所述焊料转化机构1包括带容腔14的容器11，在该容器11底部设有连通容腔14内外的喷射孔13。

具体地说，所述喷射控制机构5包括振动机构51和与振动机构51连接移动块52，该移动块52可改变喷射孔13大小。使用时，由振动机构51产生高频振动，带动移动块52在水平方向上往复运动，使进入喷射孔13的液态焊料A上生周期性挤压，从而将液态焊料A从喷射孔13中喷出。这样设置的优点是可以避免在液态焊料A中设置施压杆时，导致施压杆导热问题和热量损失问题。所述喷射孔13设置为喇叭状，且最小口位于外侧，这样在振动过程中产生更大的喷射效果，从而实现更好焊接效果。

所述喷射孔13与容器11之间还设有第二增压结构14，该增压结构包括连通容器11和喷射孔13的增压导管15，该增压导管的截面积为容器11底部面积的1/100-1/10。通过细长的增压导管可以不增加液态焊料A的情况下，增加喷射时从喷射孔13出来的焊料速率。同时也能适应更少焊料和需要更少的电能，节约能源。

根据需要，在本实施例的基础上还可以采用施压机构进一步加压，该第一施压机构(附图未标示)包括连续保持压力平稳的气压机构(附图未标示)，该气压机构通过导管4与密闭的容器11连通。

根据需要，所述电子线路快速成型设备还包括至少在焊点与喷射孔13之间形成真空的真空机构(附图未标示)，该真空机构可以采用现有常规技术，可以与上述任意实施例进行组合使用。由于在焊接过程中焊料处于高温状态，当焊接过程处于真空时，焊接过程中不会出现氧化现象，避免高温加速氧化而在焊料表面形成氧化层，导致焊接不牢或虚焊等现象，提高焊接质量。

本发明还提供一种电子线路快速成型方法实施例。

该电子线路快速成型方法包括将焊料由固态变成液态并保持液态焊料状态，再将液态焊料连续喷射到匀速移动的电子线路基板上，使喷射的每个独立焊料连接成线形成电子线路。

具体地说，制作电子线路时，将电子线路基板以匀速移动，保移动速度至少要保证两个相邻的两个连续焊点电连接状态，即所述电子线路基板移动速度不大于喷射焊料焊点直径与相邻喷射时间之比。根据需要，将所述电子线路基板和喷射的焊料设置于真空中，这样可以在电子线路成形时进行保护，避免出现氧化导致电线阻抗变化较大，更好满足需求。

以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，而这些修改或替换，并还使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (18)

1.一种电子线路快速成型设备，其特征在于，包括将焊料转化为液态的焊料转化机构和控制液态焊料从焊料转化机构上的喷射孔连续喷射的喷射控制机构。

2.根据权利要求1所述的电子线路快速成型设备，其特征在于：所述喷射控制机构包括振动发生部件和受振动发生部件控制的施压部件，该施压部件部分浸没在液态焊料中，该施压部件的自由一端位于喷射孔之间设有受压间隙，在振动发生部件控制下施压部件对受压间隙的液态焊料施压，在喷射孔形成喷射。

3.根据权利要求2所述的电子线路快速成型设备，其特征在于：所述施压部件包括施压杆，该施压杆靠近喷射孔一端截面积较大。

4.根据权利要求2所述的电子线路快速成型设备，其特征在于：所述喷射孔位于容器的底部。

5.根据权利要求2所述的电子线路快速成型设备，其特征在于：所述容腔设有受压间隙和与受压间隙连通的缓存区。

6.根据权利要求2所述的电子线路快速成型设备，其特征在于：所述振动发生部件包括受脉冲信号控制的压电陶瓷。

7.根据权利要求1所述的电子线路快速成型设备，其特征在于：所述焊料转化机构还包括用于对容器进行加热的加热机构。

8.根据权利要求1所述的电子线路快速成型设备，其特征在于：所述喷射控制机构包括电机和与电机转轴连接的转动叶轮，该转动叶轮与喷射孔齐平，所述转动叶轮设有叶片，每个叶片之间在轴向正投影方向上设有间隙。

9.根据权利要求2所述的电子线路快速成型设备，其特征在于：所述电子线路快速成型设备还设有对容器进行增压的增压机构。

10.根据权利要求9所述的电子线路快速成型设备，其特征在于：所述增压机构包括通过导管与容器连通的气体增压机构。

11.根据权利要求1所述的电子线路快速成型设备，其特征在于：所述喷射控制机构包括振动机构和与振动机构连接可改变喷射孔大小的移动块。

12.根据权利要求2、8或11所述的电子线路快速成型设备，其特征在于：所述喷射孔与底部之间设有增压导管。

13.根据权利要求2、8或11所述的电子线路快速成型设备，其特征在于：所述喷射孔中间设有向内突出的突起，该突起的两侧分别由第一斜面和第二斜面形成喇叭状或漏斗状结构。

14.根据权利要求13所述的电子线路快速成型设备，其特征在于：所述喷射孔由内到外直径逐渐减少形成喇叭状或漏斗状结构。

15.根据权利要求2、8或11所述的电子线路快速成型设备，其特征在于：所述电子线路快速成型设备还包括至少在焊点与喷射孔之间形成真空的真空机构。

16.一种电子线路快速成型方法，包括将焊料由固态变成液态并保持液态焊料状态，再将液态焊料连续喷射到匀速移动的电子线路基板上，使喷射的每个独立焊料连接成线形成电子线路。

17.根据权利要求16所述的电子线路快速成型方法，其特征在于：所述电子线路基板移动速度不大于喷射焊料焊点直径与相邻喷射时间之比。

18.根据权利要求16-17所述的液态喷焊方法，其特征在于：将所述电子线路基板和喷射的焊料设置于真空中。

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