CN1498519A - 电子设备,尤其是通信终端设备中的电路支持元件 - Google Patents

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Abstract

根据本发明，为了在加工过程中以简单经济的方式保护电子设备，尤其是通信终端设备中的电路支持元件(4，5)免受腐蚀效应的侵害，从而不再需要按照传统的方法，对电路支持元件进行另外的后处理或对电子设备采取额外的防护措施，所以在目前的技术能力下，可在导线轨迹和接触表面(40)，和/或元件侧(50)上，用抗腐蚀的导电表面，比如碳或纳米膏料代替铜、金等导电金属表面，只要升高的结电阻不会导致乱码输出即可。在键盘和测试点的接触面用碳或纳米膏料取代传统材料时有可能发生乱码输出这种情况。在上述方法无法实行的地方，至少应在这些金属表面，通过紧压方式涂上一层抗腐蚀的导电材料，即使这种材料涂覆时会产生一些误差，仍可保护金属表面在受到腐蚀时不会断裂。

Description

电子设备，尤其是通信终端设备中 的电路支持元件
电子设备-比如娱乐电子技术和通信技术等领域的消费品工业设备，如收音机、电视、高保真设备、有线电话和无线电话、视频手机、网络和局域网-电话、局域网-适配器-通常只装有一个电路支持元件，用于容纳实现相应功能的装置以及所需元件。电路支持元件一般是一块印刷电路板或者一个电子模块，但也有可能是一层膜。电路支持元件有两个支座元件侧，在第一侧安装了元件，所以称为元件侧。在第二侧安装的是印刷电路板上的导线轨迹和接触面，用作输入、输出、以及测量和检验，所以也称为导线轨迹和接触面侧。
借助于图1至3对用于电子设备的尤其是通信终端设备中的电路支持元件结构的现有技术予以说明：
图1是80年代中期西门子标准电话机中的第一个电路支持元件的导线轨迹和接触面侧的顶视图及截面示意图。
图2是90年代初西门子无线电话MEGASET和GIGASET结构系列的第2个电路支持元件的导线轨迹和接触面侧的顶视图和截面示意图。
图3是西门子无线电话MEGASET和GIGASET结构系列的第3个电路支持元件的元件侧的顶视图和截面示意图。
图1是80年代中期西门子标准电话机中的第一个电路支持元件的导线轨迹和接触面侧的顶视图及截面示意图。支座元件1是由基材料11构成，两边涂覆了主要由铜制成的导线轨迹12和接触面13。由导线轨迹12引出的第一个导线轨迹120涂上了一层焊接漆14(Loestopplack)。正如顶视图所示，在导线轨迹和接触面侧10上大面积地涂覆一层焊接漆14。接触面13的第一个接触面130是由一个最好用金制成的曲折导线轨迹j结构构成，用作指触垫。第二个接触面131是由主要用锡铅合金或金制成的接触材料构成，用作检验测量点，它是暴露在外的。而第三个接触点132，作为加强接触面(Ankontaktierungflaeche)，覆盖了一层具导电性的碳15。第四个接触面133，作为穿透接触面，为了实现穿透接触，按比例覆盖了焊接漆14、银导电膏17和半透明的保护漆16。保护漆16部分覆盖焊接漆14并且全部覆盖银导电膏17。
图1中碳15不只覆盖加强接触面132上，而且还填充在两个加强接触面132之间，因为碳15具有导电性，这样就能建立电连接。因为有电连接，而覆盖在导线轨迹120上的焊接漆14不具备足够的绝缘性，所以在焊接漆14上涂覆了一层绝缘漆18。借助碳压印法在加强接触面132上涂覆一层碳15，这样就可以代替现在所使用的一个滑线电桥，一个0欧姆的SMD电阻或一个由附加的铜涂覆层实现的铜导线轨迹，从而进行电路连接。用碳代替铜导线轨迹的好处在于节省铜层，而用碳代替滑线电桥或0欧姆电阻的好处在于提高经济效益，对高度、长度和几何形状没有限制，也不要求自动装配。但是碳也有缺点，碳有较高的内电阻，只能用于精度不高的地方，如果外来信号过强，要求采用绝缘的焊接漆。
通过这种方法，即在生产加强接触面132的工序步骤中，每一步-(1)铜层12，13的涂覆(2)，焊接漆14的涂覆，(3)碳15的涂覆-尽管对于每一层测量的预先规定都非常详细，但是由于生产技术的原因，每一步还是不能非常准确地使每一层都准确的重叠放置，这样就会产生没被覆盖的裸露的导线轨迹和接触面部分19。
产生这种导线轨迹或接触面部分，是因为在生产键盘接触面和测量检验接触面的加工步骤中，每一个加工步骤-(1)铜层12，13的涂覆，(2)焊接漆14的涂覆-即使每一层测量的预先规定都非常详细，但由于生产技术的原因，每一步还是不能非常准确地使每一层都准确的重叠放置。接触面130，131中也是这种情况。
图1的截面图没有清楚显示出第一个电路支持元件的导线轨迹和接触面侧上的其余导线轨迹，它可以被焊接漆或者被由焊接漆和绝缘漆组成的涂层完全覆盖。
图2是90年代初西门子无线电话MEGASET和GIGASET结构系列的第2个电路支持元件的导线轨迹和接触面侧20的顶视图和截面示意图。根据图1中所示的第一个电路支持元件1和有关的附图说明，弯曲形状的指触垫式导线轨迹结构的键盘接触面130不是由金而是由具导电性的碳15制成，正如加强接触面132之间的电路连接。采用接触面130用碳15制成的方式，依照图2中由碳15制成的覆盖和绝缘的键盘接触面130下方的截面图，另外的导线轨迹12就可以穿过由焊接漆14和绝缘漆18构成的层结构继续走线。碳制键盘接触面130的加强接触就随之发生-尽管图2中没有清晰的图示-图1和2中有关于加强接触面的示例，在图1中进行了说明。此外图2中具导电性的碳15相对于图1中的金作为连接材料的优点是，根据图2对第二个模块在和绝缘漆连接时，可以节省第3个和第4个铜层，而且由于不采用金表面，模块的生产成本就可以大大减少，因为碳的成本大约只是金的30％。
图3是西门子无线电话MEGASET和GIGASET结构系列的第3个电路支持元件的元件侧30的顶视图和截面示意图。支座元件3由基材料11制成，一侧是被涂覆的导线轨迹31和最好由铜制成的接触面32。从导线轨迹31引出的第一个导线轨迹310覆盖了一层焊接漆14，而第二个导线轨迹311，为了必须和元件接线330，即一个所谓的陶瓷元件33的接线连接起来，用于元件的装配，因此覆盖了焊锡34。如顶视图图所示，元件侧30上涂覆有大面积的焊接漆14。如图1和2中的第四个接触面133一样，接触面32用作穿透接触。但不同的是，接触面32是敞开的，最好全部由铜制成，因此并非由一部分焊接漆14，一部分银制涂层17和覆盖在部分焊接漆14和全部银质涂层41上的，用于穿透接触的半透明的保护漆16组成。
通过这种方法，即在生产导线轨迹310，311的工序步骤中，每一步-(1)铜层31的涂覆，(2)焊接漆14的涂覆，(3)元件33和焊锡34的涂覆-尽管对于每一层测量的预先规定都非常详细，但是由于生产技术的原因，每一步还是不能非常准确地使每一层都准确的重叠放置，这样就会产生没被覆盖的裸露的导线轨迹部分35。
随着与第二个和第三个电路支持元件2，3有关的通信终端设备的结构不断小型化，比如无线电话的移动部分或者手机，这样使顾客满意的终端设备越来越小巧，越来越掌上化，但是有关终端设备被腐蚀的顾客索赔情况也在增加。在对要求索赔设备的调查中发现了一些残留的液体，如饮料、洗涤水、浴液及洗涤剂等。通过调查还可进一步确定，只有残留的液体不会导致电话的失效。只是当它和直流电源接触时，就会损害电路支持元件上的布线结构。这种直流电源在移动电话中的工作电压是0.5至3伏。直流电和液体发生作用会危害电路支持元件所使用的材料，甚至是贵金属金。尤其严重的是电路支持元件区域，手机沾上液体几天后，这些地方仍然很潮湿。这主要是指由树胶和薄膜构成的键盘垫下面的导线轨迹和接触面。顾客索赔中约70-80％的移动部分或手机在键盘的范围内有明显的腐蚀现象。
为了减少或者甚至避免设备尤其是通信终端设备的腐蚀现象，至今常见的方法有，或者使电子设备具有液体密封性，或在设备的电路支持元件上涂浸渍漆，如果这两种方法比如在通信终端设备中，由于以上谈及的键盘问题和必要的键盘接触面而不能采用时，可以在设备安装前，给电路支持元件上另外涂覆一层保护漆来保护设备。
本发明的主要目的是在加工过程中以简单经济的方式保护设备，尤其是通信终端设备中的电路支持元件免受腐蚀效应的侵害，从而不再需要按照传统的方法，对电路支持元件进行另外的后处理或对电子设备采取额外的防护措施。
权利要求1中的特征可以实现上述任务。
本发明的基本思想是：在目前的技术能力下，可在导线轨迹和接触表面(40)，和/或元件侧上，用抗腐蚀的导电表面，比如碳或纳米膏料代替铜、金等所有导电金属表面，只要升高的结电阻不会导致乱码输出即可。在键盘和测试点的接触面用碳或纳米膏料取代传统材料时有可能发生乱码输出这种情况。
在上述方法无法实行的地方，至少应在这些金属表面通过紧压方式涂上一层抗腐蚀的导电材料，即使这种材料涂覆时会产生误差，也可保护导线轨迹和接触表面在受到腐蚀时不会断裂。
这尤其是适用于一般在电路支持元件的导线轨迹和接触面侧上有键盘的设备，因为正是在键盘底部和由薄膜或橡胶垫构成的区域内会出现上述的腐蚀现象。
本发明的更多构造变体会在从属权利要求中予以说明。
根据这些从属权利要求，它的突出优点是：如果使用纳米膏料作为抗腐蚀的导电材料，人们就可以利用这种通过按油墨印刷原理工作的设备或机器涂覆的膏料，在电路支持元件上制成半导体元件，比如发光二极管、晶体管等。这样纳米膏料一方面可以保护不受腐蚀，另一方面可以使半导体元件的生产更经济，几年后甚至较小的半导体电路可以用作集成电路的选择。
在图4和5中说明了本发明的实施例结构。
根据图1和2，图4示出导线轨迹和接触面侧的顶视图和截面示意图中的带键盘的电子设备中的第4个电路支持元件。
根据图3，图5示出元件侧的顶视图和截面示意图中的带键盘的电子设备的第5个电路支持元件的。
根据图1和2，图4示出导线轨迹和接触面侧40的顶视图和截面示意图中的带键盘的电子设备中的第4个电路支持元件4。如图1和2所示，要消除在使用通信终端时，导线轨迹或接触面19遇到前面所提到的情况下的易腐蚀性，应通过以下方法，即在生产键盘接触面130，检验测量接触面131和加强接触面132的加工步骤中，每一步-(1)铜层12的涂覆，(2)焊接漆14的涂覆，(3)碳15的涂覆-因为生产时出现的误差，这样焊接漆14和具导电性的碳15在导线轨迹和接触面的部分19的范围内会重叠，这样导线轨迹或接触面19会完全被覆盖。根据这种方式尽管在生产条件下会出现误差，能保护所示的接触面在受到腐蚀时不会断裂。
可以选择使用纳米膏料代替碳，也可使用任何一种其它的涂漆或一种非常普遍的涂层材料代替焊接漆。
根据图3，图5示出元件侧50的顶视图和截面示意图中的带键盘的电子设备的第5个电路支持元件5。如图3所示，要消除在使用通信终端时，导线轨迹部分35遇到前面所提到的情况下的易腐蚀性，应通过以下方法，即在生产导线轨迹310，311的加工步骤中，每一步-(1)铜层31的涂覆，(2)焊接漆14的涂覆，(3)元件33和焊锡34的涂覆-因为生产时会出现误差，这样焊接漆14和焊锡34在导线轨迹35的范围内会重叠，因此导线轨迹部分35会被完全覆盖。根据这种方式，尽管在生产中会出现误差，仍能保护所示的导线轨迹在受到腐蚀时不会断裂。

Claims (9)

1.用于电子设备的尤其是通信终端设备中的电路支持元件，
具有如下特征：
(a)在导线轨迹和接触面侧(40)，和/或元件侧(50)上是由易腐蚀的金属材料(12，13)或抗腐蚀的导电材料(15)制成的印刷电路板的导线轨迹(12，120，31，310，311)和接触面(13，130，131，132，133，32)，
(b)由具腐蚀性的金属材料(12，13)构成的导线轨迹(12，120，31，310，311)和接触面(13，130，131，132，133，32)覆盖上了抗腐蚀的导电材料(15)或不易腐蚀的导电材料(15)及至少一种涂层材料(14，18)，
(c)由不具腐蚀性的导电材料(15)构成的导线轨迹(12，120，31，310，311)和接触面(13，130，131，132，133，32)是暴露在外的，或者至少覆盖了一种涂层材料(14，18)，
(d)在导线轨迹和接触面侧(40)和/或元件侧上，涂层材料(14，18)和/或抗腐蚀的导电材料(15)紧压导线轨迹(12，120，31，310，311)和接触面(13，130，131，132，133，32)，这样涂层材料(14，18)和抗腐蚀的导电材料(15)相互重叠，尽管在涂层材料(14，18)和/或抗腐蚀的导电材料(15)的涂覆过程中会出现误差，保护导线轨迹(12，120，31，310，311)和接触面(13，130，131，132，133，32)在受到腐蚀时不会断裂。
2.根据权利要求1所述的电路支持元件，其中：电路支持元件的抗腐蚀导电材料(15)是碳。
3.根据权利要求1所述的电路支持元件，其中：电路支持元件的抗腐蚀导电材料(15)是纳米膏料。
4.根据权利要求1至3中任意一项所述的电路支持元件，其中：电路支持元件的涂层材料(14，18)是焊接漆，一种绝缘漆或保护漆。
5.根据权利要求3所述的电路支持元件，其中：纳米膏料涂覆在支持元件(4，5)的导线轨迹和接触面侧(40)和/或元件侧(50)，并且它覆盖了涂层材料(14，18)，从而可以生产半导体元件。
6.根据权利要求5所述的电路支持元件，其中：为了生产发光二极管，涂层材料(14，18)具有透光性。
7.根据权利要求6所述的电路支持元件，其中：电路支持元件的涂层材料(14，18)是硅漆。
8.根据权利要求5所述的电路支持元件，其中：为了生产晶体管，涂层材料(14，18)具有透光性。
9.根据权利要求1所述的电路支持元件，其中：其中大面积地将所述涂漆和/或抗腐蚀的导电材料压印在整个导线轨迹和/或接触面侧和/或元件侧(50)范围，所述漆和/或抗腐蚀的导电材料压印在导线轨迹和接触面侧(40)和/或元件侧(50)上的导线轨迹(12，120，31，310，311)和接触面(13，130，131，132，133，32)。
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