TWI651995B - 製備多層印刷電路板之工具、方法、與機器 - Google Patents

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Abstract

本說明書揭示一種製備多層印刷電路板之工具、方法、與機器。本發明係關於一種在製造過程中用以支持多層印刷電路板的工具，上述工具包含一框架(frame)，上述框架中設置有預繃緊、非傳導性的織物，上述織物之厚度小於0.1mm，且其雙面可被存取(accessed)。上述工具允許上述多層印刷電路板的各層之間在該集合(bundle)內部位置(internal points)的感應連結，上述的集合係設置於上述工具上，且至少一應用於焊接操作的焊接電極係應用於上述工具上用以支持上述的集合的織物的較低下方表面。本發明也揭露了一種特別適合用來執行上述方法的裝置，其包含C-形磁芯，上述C-形磁芯的手臂長度可達到該集合的該些內部位置。

Description

製備多層印刷電路板之工具、方法、與機器
在多層印刷電路板的製造過程中，堆疊並連結不同層板(layers)的電路，以形成單一集合(bundle)從而得到一最終電路或產出一最後電路，當方便地綑綁並連接至另一個或其他並列的集合在多層印刷電路板的製程中是不可或缺的。本發明提供一種工具特別適用於執行以感應焊接技術來操作的一電路板的連結層。本發明亦關於一種包含上述工具的方法，以及關於一種組成該工具之機器。
專利文獻EP 1460890揭露一種藉由感應裝置將一多層印刷電路板連結至另一多層印刷電路板的層板連結技術。為此目的，在上述文獻中，使用具有電路影像的片材來形成該些層板，該些片材設置有一周邊預備區域(peripheral reserve area)，上述周邊預備區域不具有電路影像，但設置有複數匝短路(short-circuit)或金屬點(metal spots)。當具有電路影像的該些層板進行疊合並插入樹脂層(resin layer)以形成一集合時，上述的金屬點將會彼此重疊。上述的連結方法包含產生一磁場穿過該集合的步驟，上述磁場可準確地穿過上述的複數匝短路或金屬點，從中產生感應電流，並藉由焦耳效應(Joule effect)產生足夠的熱能來熔解在鄰近區 域的樹脂層。上述樹脂層係由聚合反應所建立，且在該些具有電路影像的層板之間產生不可逆的連結關係。
在本發明的領域中，隨著在品質與緊密度等方面以前未出現過的新要求的出現，多層印刷電路板的線路設計也變得越來越複雜。在這樣的情況下，多層印刷電路板被要求必須具有高的內部層板的互連密度，特別是在結合具有彈性區域的剛性電路區域時，所使用的片材必須是微米(microns)規格的厚度與材料，上述微米規格材料之機械膨脹或收縮行為通常是不可預測的，如此一來，將會造成在剛性內部層與彈性層之間發生錯位(misalignments)。一旦在形成集合的時候發生錯位，在後續的製程操作中將會造成高度的排斥作用，或是產生有缺陷的材料。
為了解決上述缺點，人們開始考慮於電路層板之間將焊接錨點或連結(welding anchors or bonds)點使用在片材的非周邊位置(non-peripheral points)，也就是，上述預備區域(reserve area)以外的地方。簡而言之，希望達到的效果是藉由提供該些層板適當的內部區域，以對於該些層板進行感應焊接，進而錨定電路板中所有的剛性與彈性層板，而達到控制或使得該些層板的膨脹與/或收縮運動更可被預測，從而減少錯位效應的發生。
另一方面，進行感應焊接以連結一上方磁導體(magnetic conductor)與一下方磁導體，並產生一受限於上述磁導體的磁場穿過上述的集合。其中，上述的上方磁導體通常設置於所形成的集合的上方表面，且與上述的上方片材的短路匝線或金屬點一致。上述的下方磁導體係設置於所形成的集合的下方表面，且與下方片材的短路匝線或金屬點一致。為了 執行上述操作，上述的集合必須被固定在適當的地方，或是藉由適當工具來支持上述的集合，其中上述的工具可防止上述的集合以及集合的內部層板出現前述的膨脹與/或收縮運動。同時，上述的工具必須不會干擾穿過該些集合的磁場，也不會因為磁場效應而被加熱成非預期的熱源。為此目的，已知由單一或數個組裝部件所形成的工具可以是具有一平板的形狀，上述平板不會完全覆蓋上述集合的下方表面，而上述平板的周邊設置有凹部或開口(accesses or openings)，其中上述的下方磁導體進入上述片材的下方表面組成上述的集合的下方層板並穿過上述的凹部或開口。上述的凹部或開口可由下側顯露出上述的集合，上述的凹部或開口係與設置於上述的集合中具有電路影像之片材上的預備區域一致，且上述的凹部或開口通常具有標準尺寸，使得上述的凹部或開口和相同的工具可以用來製作不同的集合或不同的多層印刷電路板。
相較之下，假如連結是透過組成相同的片材的內部位置來形成於層板之間，客制化的工具必須隨著每一電路設計來製作，因為短路匝線或金屬點係依據用以製作每一印刷電路板的特殊電路影像來設置於片材中。事實上，設計者先設計出，再依據在片材中的電路影像之間的可用空間來選擇短路匝線與金屬點的位置。在使用常規工具的情況下，該些工具中的開口必須設置於適當的位置，其中，上述的短路匝線或金屬點係設置於上述適當的位置中，使得下方的磁導體可應用於上述片材的下方表面，上述的片材可形成上述的集合之下方層且與上述的短路匝線或金屬點一致。
專利文獻WO 2008028005揭露了一種機器，可適用於連結一 集合多層印刷電路板中的各層板，而且據稱，可優於專利文獻EP 1460890所揭露之技術。雖然專利文獻EP 1460890描述了使用成對裝配且彼此相對的焊接電極，其中各自電極的C-形磁芯之手臂(arm)，且該些成對裝配的焊接電極具有容量(capacity)可讓該些焊接電極朝向彼此靠近或遠離地移動，使得上述焊接電極設置於該些集合的相反表面並限制一磁場從一電極到另一電極且穿過上述的集合。專利文獻WO 2008028005揭露一種E-形磁芯擬應用於該集合之一面上。當上述E-形磁芯應用於該集合之一面上，將會限制一磁場之磁力線從上述E-形磁芯之一外部腿(outer leg)經由三個區域穿過該集合後到達上述E-形磁芯之中央腿(central leg)。根據WO 2008028005，雖然C-形磁芯的手臂間的連結可藉由鄰近該集合的邊緣讓電極遠離被設置在該集合的內部區域中，在E-形磁芯之解決方案中，E-形磁芯允許磁芯自由地設置在該集合的任何區域上，從而允許在該集合的層板間透過任一內部點產生非受限的機械連結。然而，專利文獻WO 2008028005並未表明或建議可能是因為什麼目的，或是在什麼情況下，會讓上述連結傾向於發生在內部區域中。
根據本發明之第一目的係提供一種多用途的工具，上述工具可用來製作不同的多層印刷電路板，上述工具可用以透過層板的內部位置來連接各層板，從而即使當上述的短路匝線或金屬點的位置係設置在每一電路或每一集合中，而且是在相對於一個且相同的參考軸的不同位置。
上述工具必須進一步地確保高度的可靠性。依據此一定義， 上述工具必須提供一絕對平坦的支持表面，可用以支持上述的集合，使得上述的集合不會翹曲變形，而且集合中的各層板在連結操作的過程可以維持完全的平坦。
上述的工具也必須適當的選用材料，使得上述工具不會在製作過程中對於受限於磁導體的磁場產生干擾，也不會因為上述磁場的影響而使得上述工具發生升溫。
根據本發明之另一目的係提供一種方法用以執行連結一集合的多層印刷電路板中的層板之操作，其中上述方法允許上述的連結執行於面板(panels)的內部位置(internal points)，其中上述面板係用以組成上述的層板，其中上述的連結可以是以一種簡單且安全的方式執行於在預備區域之外。
本發明也同時強調一種特別適合用來執行包括前述目的之方法的機器。
在根據本發明之一實施例中，係關於一種用以在製程中支持多層印刷電路板的工具。上述工具包含一框架(frame)，上述框架設置有一預繃緊(pretensed)且非電性傳導(non-electrically conductive)的織物(fabric)。上述織物之厚度小於0.1 mm，且上述織物的兩表面皆可存取(accessed)。上述織物的一表面可用於支持上述多層印刷電路板，另一表面可用以支持至少一感應電極。
與習知作法相反的是，本發明並不是允許設置通過上述用以製作一印刷電路板之集合的工具的通道，而是允許限制磁場(confining the magnetic field)的磁導體(magnetic conductor)與上述的集合的下方表面直接 接觸，發明人已解決以具有本說明書所主張之性質的織物的裝置來至少覆蓋於上述的集合的底面，即使是可能會用來焊接在該些層的區域，使得上述的磁導體可應用於上述織物的下方表面上。
一方面，上述織物的特性是可以讓上述織物進行伸縮與預繃緊後設置於相對應的框架中，並提供一完全平坦的表面，其中上述的集合可以放置在上述表面上而不會發生翹曲變形。另一方面，上述織物的材質選擇，可以讓上述織物的厚度夠薄且絕緣的，如此一來，上述織物不會以不希望的方式干擾穿過上述的集合之磁場。
在根據本發明之工具的一種變化中，上述工具可以包含一支持機架(support rack)，上述支持機架可用以支持至少兩組框架，使得上述兩組框架中各自的織物可以是共平面的。根據上述變化之一特徵是，上述支持機架可以連同上述框架的織物形成一平坦的連續表面，用以支持上述的多層印刷電路板。
在根據本發明之一較佳實施例中，上述支持機架可以設置有四個開口，上述開口用以分別連結至框架，其中上述框架可以是相同尺寸，且依據兩鏡面對稱地設置於上述支持機架，其中上述兩鏡面彼此垂直且上述兩鏡面接垂直於上述織物的平面。
在根據本發明之一較佳實施例中，上述支持機架可以設置有兩組集中與支持銷(certering and holding pins)，可用以集中並支持片材，其中上述片材可以是用來組成多層印刷電路板的層板，其中上述多層印刷電路板可以是突出於設置有上述織物的平面。其中，上述框架可以是以一種堅定但可拆卸的方式固定於上述支持機架。
在根據本發明之一較佳範例中，上述織物之組成可以是塗佈一層具有非黏性材質的薄膜之玻璃纖維(glass fiber coated with a film of a material with non-stick properties)。上述的非黏性材質可以是市場上可購得，具有Teflon®商標的聚四氟乙烯(polytetrafluoroethylene；PTFE)。
因此，在連結形成一集合多層印刷電路板的各層板的操作過程中，使用根據本發明的工具來支持一多層印刷電路板的集合的操作也是本發明主張的重點之一。
根據本發明之另一實施例係揭露了一種用以連結組成一多層印刷電路板的各層板之方法，上述方法包含，安排(arranging)一集合(bundle)，也稱之為疊層(stackup)，的一多層電路板在一根據本發明的工具上，使得一下方層板的非周邊區域(non-peripheral portion)可應用於上述工具的框架中的織物上。上述方法在上述操作後更包含，感應焊接(induction welding)上述的集合中的層板，其中上述的感應焊接可以是發生於上述電路板的非周邊區域的點，其中一感應電極可以設置於上述工具的織物的下方表面之一端。
在根據本發明之一較佳範例中，上述方法更包含，使用一第二工具的步驟，其中上述步驟近似於上述使用工具支持上述的集合之內容，上述使用第二工具的步驟係在進行上述的感應焊接之前，且執行於上述的集合的上方層的上方表面上；以及對上述的集合執行感應焊接的步驟，其中，另一感應電極可以是設置於上述第二工具的織物的上方表面上之一端。
在根據本發明之一較佳範例中，上述片材包含一電路影像， 上述電路影像可用以形成上述的集合的層板。在印刷電路板影像的影響的區域之外，且不在片材的非周邊區域的位置設置有金屬區域，當用以形成上述的集合的各層板疊合時，上述金屬區域係軸向排列或重疊。
上述片材的一個周邊的位置可以作為一個用以設置在上述片材的可拋棄邊緣(disposable edge)的位置。上述邊緣的寬度可以變動，但是在變動中總是在尋找上述邊緣的寬度變動時減少上述片材的最大佔據面積，因為上述的可拋棄邊緣對片材而言是一可拋棄的部分，上述的可拋棄邊緣無法用來印上電路影像(circuit image)。在周圍的部分，上述片材通常設置有預備區域(reserve areas)，上述預備區域具有短路金屬匝線(metal turns in short-circuit)或是小金屬區域(small metal areas)，上述的預備區域可透過金屬按鈕或金屬點(metal buttons or metal spots)藉由感應連結(induction bonding)的方式用以連結形成上述多層電路板的該些層板。在某些領域中，上述工作在操作上有其標準，而依據此一標準，上述邊緣的寬度可以是不超出1英吋，大約25 mm，即使是有時候會採用小一點的寬度。
在實作方面，因為上述片材是矩形，而且片材的拒絕部分(reject part)被大幅減少，當片材上的一個點與最接近的邊緣之間具有一電路影像時，上述的點就可認定是非周邊的點(non-peripheral point)。
在根據本實施例之一較佳範例中，感應焊接可以是藉由應用在該集合的至少一表面之焊接電極的裝置來執行。上述的方法包含，從一數位資料檔案(digital data file)中攫取指示出具有電路影像的片材上的金屬區域的位置座標，以及使用上述座標來控制運送上述電極的移動機制，以根據不同的座標數據來安排上述電極在上述的工作表面上。
根據本發明之另一實施例係關於一種用以執行前述方法的機器(machine)，上述機器包含，一焊接站(welding station)，上述焊接站具有用於一工具的水平支持裝置(horizontal support means)，上述水平支持裝置可用以支持上述的集合，其中上述水平支持裝置可以是一平行六面體的工作區域(parallelepiped work area)；至少兩組C-形磁芯(C-shaped magnetic core)，每一C-形磁芯的手臂(arms)各自分配面對的焊接電極，上述的焊接電極具有足以朝向或遠離彼此移動的容積，上述手臂的長度足以讓至少一組上述的C-形磁芯中的電極可以排列成一個在上另一個在下，上述工作區域中的任一點沒有上述C-形磁芯的橋(bridge)干擾上述的支持裝置或上述的工作區域。
在根據本實施例之一範例中，上述機器包含用以支持一第二工具的支持裝置(holding means)，其中上述第二工具可以是位於上述工作區域上且平行於其他工具。上述的支持裝置恰可讓上述第二工具垂直移動於兩位置之間，上述兩位置中的一者是升高於上述工作區域的上方的預備位置(upper standby position)(A)，另一者是下方的工作位置(work position)(B)。
一種用以實施上述方法的系統，包含：一根據本發明的工具，上述工具可以是一般的矩形輪廓，其長度(l)與寬度(h)，且hl；一機器，包含一焊接站，上述焊接站包含一水平支持裝置(horizontal support means)，上述水平支持裝置可用以支持上述的工具；以及至少兩組C-形磁芯(C-shaped magnetic cores)，每一C-形磁芯的手臂(arms)各自分配面對有焊接電極(welding electrodes)，上述的焊接電極具有足以朝向或遠離彼此移動的容積，上述手臂的長度大於h/2，使得至少一組上述的C-形磁芯中的電極可 以排列成一個在上另一個在下，且當上述C-形磁芯中的電極移動至上述工具中的任一位置之上方/下方時，上述C-形磁芯的橋(bridge)不會對上述的支持裝置或上述的工具造成影響。
1‧‧‧第一工具
2‧‧‧第二工具
3‧‧‧框架
4‧‧‧織物
5‧‧‧支持機架
5a‧‧‧齒孔
6‧‧‧集中與固定銷
7‧‧‧集合
8‧‧‧層板
8a‧‧‧下方層板
8b‧‧‧上方層板
9‧‧‧絕緣層
10‧‧‧感應電極
10’‧‧‧感應電極
11‧‧‧下方表面之非周邊區域
12‧‧‧片材
13‧‧‧電路影像
14‧‧‧金屬區域
15‧‧‧焊接站
16‧‧‧水平支持裝置
17‧‧‧下方表面
18‧‧‧上方表面
21、22、23、24‧‧‧C-形磁芯
2la、21b、22a、22b、23a、23b、24a、24b‧‧‧C-形磁芯的手臂
21c、22c、23c、24c‧‧‧C-形磁芯的橋
25‧‧‧支撐裝置
A‧‧‧預備位置
B‧‧‧工作位置
26‧‧‧周邊金屬區域
30‧‧‧上方表面
100‧‧‧機器
第1圖係一根據本發明的框架，其設置有一預繃緊、非傳導性的織物；第2圖係一根據本發明之一實施方式的工具；第3圖係一根據本發明之另一實施方式的工具；第4圖係一根據本發明之又一實施方式的工具；第5圖係一根據本發明之再一實施方式的工具；第6圖係一根據本發明之一個集合的多層印刷電路板的集合的中間層的片材的平面圖，上述片材包含一電路影像可用來實施根據本發明的方法；第7圖係一設置於根據本發明之兩工具之間的集合在焊接或連結集合中層板的操作期間的截面示意圖；以及第8圖至第10圖係一用以實施根據本發明之方法的機器在三種實施方式中的示意圖。
在以範例表述的方法與機器的不同實施方式中，成對的電極可以排列成一個在一集合的多層印刷電路板的上方，一 個在上述的一集合的多層印刷電路板的下方，上述成對的電極可傳導或限制一可變強度的磁場穿過上述的一數多層印刷電路板。上述的電極可以是藉由任何排列方式，使得上述的磁場可以穿過上述集合的任一個點。根據本發明的設計，除了將上述的電極直接應用於需要針對每一電路設計使用一定製工具(custom-made tool)的該集合多層印刷電路板的上方與下方表面之外，將該集合多層印刷電路板放置於一平坦且厚度夠薄的非傳導裝置(non-conductive means)上，使得必須穿過該集合之多層印刷電路板的磁場不會被改變，同時也確保該集合之多層印刷電路板是絕對的平坦。本發明也考慮將相對的非傳導裝置應用於該集合多層印刷電路板的上方表面，一種三明治結構可以從而形成於該集合多層印刷電路板的中間，並應用上述的電極於上述的非傳導裝置的外側表面的正下方且位於該集合多層印刷電路板的上方。
根據本發明，上述的裝置可以是設置於一框架內之一預繃緊的織物(pretensed fabric)。
第1圖顯示一框架3，其中設置有一預繃緊、非傳導性的織物(pretensed,non-electrically conductivefabric)4，上述織物的厚度小於0.1 mm，更好的是75 μm，適合在使用焊接模式來連結內部層板以形成一集合多層印刷電路板的期間用來做為該集合多層印刷電路板的支持。在根據本發明之一範例中，上述織物4的組成可以是玻璃纖維(glass fiber)，上述玻璃纖維的表面可以是塗佈有一層非黏性材質(non-stick properties)的薄膜，上述非黏性材質可以是Teflon®。
關於上述織物4所使用的材料，需注意的是，非傳導性材質必須是用來確保，在操作過程中，不會因為渦流(eddy currents)而在焊接區域之外的點產生非預期的熱能。更好的是，上述框架3也可以是由非傳導材質所組成，雖然上述框架3也可以是一種在某種程度上絕緣的電性導體，使得上述框架3不會讓感應電流發生電線短路，從而產生熱能。
如果所使用的織物之厚度大於上述範圍，則織物會減損用來限制上述磁場的磁頭(heads)的效能，並且可能會造成焊接操作週期過長，或是提昇在短時間內達到高溫的不可能性。
在根據本發明之一範例中揭露了一種工具1，如第2圖所示。上述工具1可以包含一支持機架(support rack)5，用以支持四組如第1圖所示的框架3，使得每一框架各自的織物4可以是彼此共平面，且上述織物4與用來支持該些框架的支持機架5的上方表面共平面。如此一來，上述的支持機架與織物4可形成一支持平面，用以在製作一集合多層電路板的製程中支持該多層電路板。當一集合多層印刷電路板排列在工具1上時，該集合的任一點可進行焊接操作，其中上述多層印刷電路板可以是排列在上述的任一織物4上，其詳細內容討論如下。
具體如第2圖，支持機架5可以設置有四開口用以分別結合框架3，上述框架3具有相同尺寸，上述框架3依據兩彼此垂直鏡面對稱地排列於支持機架5，上述兩鏡面也同時垂直於織物4的平面。上述框架3可以由工具1的上方表面或下方表面來進入。
根據本發明之另一實施例描述不同的範例於第3圖與第4圖。第3圖與第4圖分別呈現出不同的支持機架5，其中，上述支持機架5係 各自用來支持兩組相同矩形的框架，上述框架3各自設置有預繃緊之織物4：在一範例中，上述框架3係採取縱向排列；在另一範例中，上述框架3係採取橫向排列。
上述支持機架5可以選擇性地設置有至少一集中與支持銷(centering and holding pins)6，用以集中與支持該些用以組成該集合之多層印刷電路板之層板的片材。上述的集中與支持銷6通常會突出於織物4所在的平面之上。
藉由在上述支持機架5中使用集中與支持銷6，上述設計可以不需要其他解決方案來集中上述片材與固定該集合之多層印刷電路板。
因此，參見第5圖，在一較佳範例中，工具1的支持機架5可以設置有一系列的齒孔(perforations)5a或不同形狀的溝槽(grooves)，上述的齒孔或溝槽藉由一真空系統的作動來抓住(holding)排列在框架3的織物4上的該集合之多層印刷電路板。
根據本發明之設計，上述的支持機架5可以是由具由微孔隙的透氣材質(micro-porous air-permeable products)所組成。因為支持機架5本身材質是多孔性的，所以不需要為了真空吸夾(vacuum clamping)而另行鑽孔。
在一根據本發明之較佳範例中，一種複合材質包含不同微粒，例如鋁(aluminum)或陶瓷(ceramic)材質的微粒，以及黏合劑(binders)可以應用於本發明中。在一較佳範例中，上述複合材料可以是使用METAPOR®的CE 100白(METAPOR® product CE 100 WHITE)，一種因為具有微孔結構所以整個都可以提供透氣性的透氣材料。隨著材料本身固 有的透氣性，所以無須再另行設計/製作複雜的通風系統(venting system)。
框架3可以是藉由習知的方式來固定於支持機架5。上述的固定方式可以允許框架3穩固地固定於支持機架5，並防止在框架與支持機架5之間的任何相對運動，但是，更好的是，上述的固定方式同時又允許支持機架5上的框架3可以進行置換。符合上述之固定方式可以是，例如，使用螺釘，或是其他相似的方式。
根據本發明，工具1的使用方式，可以隨後執行一連結一集合多層印刷電路板之層板的方法，上述方法之解釋可以參見下文中的說明與範例
第7圖呈現一根據本發明，由包含電路影像的四組層板8，與插入其中且不具電路影像的絕緣層9相互層疊所組成的一集合7，例如預浸材層板(prepreg layers)，浸漬過反應性樹脂材料的纖維材料，準備用來在局部進行熔融與聚合，以連結該集合7中的所有層板與另一層板。
不同於其他已知的多層印刷電路板集合，由包含電路影像的層板8所組成的片材12可以包含設置於內部位置(internal points)的金屬區域(metal areas)14，例如，位於非周邊區域，當不同強度的磁場穿過該集合7的時候，上述的金屬區域14可以產生熱能。
在根據本發明之一範例中，如第6圖所示，該集合7的片材12可以具有一在兩表面皆包含電路影像13的層板8。
在片材12中，在印刷電路板之電路影像13的影響區域之外，但不是在片材的非周邊的位置，設置有金屬區域14。當層疊上述的層板8與絕緣層9以形成該集合7的時候，上述的金屬區域14會呈現軸向排列或是重 疊，如第7圖所示。
除了金屬區域14之外，片材12還可以包含片材12周邊的預備區域(reserve area of the periphery)中的金屬區域26，也可用來產生熱能，以連結該集合7的不同層板8、9的周邊區域。上述周邊的金屬區域26並未顯示於第7圖。
第7圖可用來說明根據本發明的方法之一範例，其中，隨後將可進行該集合中的層板8與絕緣層9藉由內部點位來彼此連結於金屬區域14的重疊位置。根據此一範例，該集合7可以是設置於一第一下方工具1使得下方層板8a的下方表面11可以應用於第一工具1的框架3的織物4，金屬區域14以及周邊金屬區域26，即使在第6圖未顯示出，自然地排列在織物4的垂直投影上。
一第二工具2，近似於用來支持該集合7的第一工具1，隨後應用於該集合7的上方層板8b的上方表面30，使得所有的金屬區域14將位於第一工具1與第二工具2的織物4之間。
隨後可進行一感應焊接(induction welding)。為此目的，一感應電極10可設置於第一工具的織物4的下方表面17上，且感應電極10的設置位置與金屬區域14的排列一致，以及另一感應電極10’可設置於第二工具的織物4的下方表面18上且感應電極10’的設置位置對準於感應電極10。設置妥的感應電極10、10’，如第7圖所示，已知的一可變強度之磁場可以由上述的感應電極10、10’產生，上述的磁場係受限於感應電極10、10’，且穿過該集合7於與金屬區域14所設置區域一致的區域。然而，上述磁場也將分別穿過位於該集合7上方與下方的第一工具1與第二工具2之織物4。
在金屬區域14內的感應電流將會因焦耳效應(Joule effect)而排出熱能，就地加熱絕緣層9，並以已知的模式就地熔融並隨後進行聚合反應。
在實作方面，因為織物4覆蓋於該集合的上方與下方表面之一非常顯著的部分，在金屬區域14的安排上可以有很大的自由度而無須置換用來支持該集合的工具。
在根據本發明之一範例中，在第7圖所示的上方第二工具2是可以不需使用的。然而，第二工具2的使用可確保在焊接操作過程中該集合7的平坦，因為該集合7可以被加壓於上方工具與下方工具中完全平坦的織物4之間。
第8圖至第10圖係一根據本發明的機器100形成一系統之一部分，用以將上述方法付諸實行的示意圖。
機器100通常包含一工具的水平支持裝置(horizontal support means)16，其中該集合7可以在上述工具上進行感應焊接操作。上述水平支持裝置16可以沿著一直線的水平軌跡在兩位置之間進行前後移動，在上述位置中之一者，可用來準備該集合並將該集合7排列於工具上；在上述之另一位置，上述的工具與該集合7可以是位於機器100的焊接站15之上。
不同於已知的系統，上述的系統使用了根據本發明的工具1。具體而言，上述系統使用的工具1設置有四個框架以及對應於框架3的織物4。
上述的機器100包含四組C-形磁芯(C-shaped magnetic cores)21至24。上述C-形磁芯的手臂(arm)21a、21b、22a、22b、23a、23b、 24a、24b各自配置有對應的焊接電極10、10’，如第9圖所示。上述C-形磁芯之間具有容積可供每一C-形磁芯向另一C-形磁芯移近或遠離。
不同於已知的機器，上述C-形磁芯的手臂的長度足以讓焊接電極10、10’可以遠離該集合7的周邊並到達該集合7的內部區域，且不會讓C-形磁芯的橋(bridge)21c、22c、23c、24c影響水平支持裝置16或工具1。
機器100更包含支撐裝置(holding means)25用以支撐一第二工具2於上述工作區域上，上述第二工具2近似於工具1且平行於工具1。上述支撐裝置25可用來控制第二工具2在兩位置間垂直移動。上述兩位置中之一者係一上方的預備位置A，預備位置A是在上述工作區域上方，如第8圖所示；上述兩位置中之另一者係一下方的工作位置B，如第9圖與第10圖所示，在工作位置時，第二工具的織物可以應用於該集合7的上方表面。
為了讓電極10與10’可以確實地排列在織物4的任何位置，特別是讓下方電極10應用於工具1的織物4的下方表面上，以及讓上方電極10’應用於工具2的織物的上方表面上，上述工具1與工具2的長度(l)與寬度(h)，其中hl，上述C-形磁芯的手臂的長度係大於h/2。
在上述系統中，上述的工作區域可以分成四等分(quadrants)，每一C-形磁芯可分別由一磁頭(head)來支持，其中上述磁頭的排列機制可讓每一感應電極能到達該電極所在象限的任一位置，如第10圖所示。
本發明揭露一系統或機器100具有可用來從一數位資料檔案中攫取金屬區域所在位置之座標的裝置，上述金屬區域是設置於該集合7中包含電路影像的片材上。上述的系統或機器100更可使用上述座標來控制用 以排列上述磁頭的移動機制，使得上述C-形磁芯的電極可以依據該些不同的座標資料來移動至織物4表面上的相關位置。
顯然地，依照上面體系中的描述，本發明可能有許多的修正與差異。因此需要在其附加的權利要求項之範圍內加以理解，除了上述詳細的描述外，本發明還可以廣泛地在其他的體系中施行。上述僅為本發明之較佳體系而已，並非用以限定本發明之申請專利範圍；凡其它未脫離本發明所揭示之精神下所完成的等效改變或修飾，均應包含在下述申請專利範圍內。

Claims (18)

  1. 一種在製造過程中用以支持多層印刷電路板之工具(1,2)，其特徵在於該工具包含：一框架(frame)(3)，其中該框架係固定一預繃緊且非傳導性織物(non-electrically conductive fabric)(4)，其中該織物具有小於0.1mm之厚度且可從其兩表面進入該織物，其中上述織物的兩表面之一者用以支持該多層印刷電路板，且另一者用以接觸至少一感應電極(induction electrode)。
  2. 根據申請專利範圍第1項之工具(1,2)，其特徵在於該工具更包含：一支持機架(support rack)(5)用以連接至少兩框架(3)，使得該些框架上之該些非傳導性織物(4)係共平面。
  3. 根據申請專利範圍第2項之工具(1,2)，其中該支持機架(5)與該框架(3)的該非傳導性織物(4)形成一平坦的連續表面，該平坦的連續表面係用以支持該多層印刷電路板。
  4. 根據申請專利範圍第2、或3項之工具(1,2)，其中該支持機架(5)設置有對應的四個開口(opening)用以與相對應之該些框架(3)，其中該些框架係相同尺寸(dimension)，其中該些框架係根據彼此垂直之兩鏡面對稱地排列於該支持機架(5)，其中該兩鏡面皆垂直於該些織物(4)之平面。
  5. 根據申請專利範圍第2、或3項之工具(1,2)，其中該支持機架(5)設置有至少兩集中銷(centering pin)(6)用以集中複數個片材，其中該些片材係用以組成該多層印刷電路板，其中該些集中銷突出於設置有該織物(4)的該平面。
  6. 根據申請專利範圍第2、或3項之工具(1,2)，其中該框架(3)係以穩固但可拆卸的方式固定於該支持機架(5)。
  7. 根據申請專利範圍第1、2、或3項之工具(1,2)，其中該織物(4)係由塗佈一層具有不沾黏性的材質之玻璃纖維所組成，其中，上述具有不沾黏性的材質係選自PTFE。
  8. 根據申請專利範圍第2、或3項之工具(1,2)，其中該支持機架(5)之組成或部分組成係微多孔性的透氣性材料(micro-porous air-permeable material)。
  9. 根據申請專利範圍第1項之工具(1,2)，在操作過程中以複數個層板(8,9)組成一集合(bundle)(7)，其中該集合(7)包含多層印刷電路板。
  10. 一種用以連接複數個層板(8,9)以組成一集合(7)多層電路之方法，其特徵在於，該方法包含：使用一預緊繃且非傳導性織物(4)至少部分覆蓋於該集合(7)之上方或下方表面之一者，其中該織物(4)之厚度小於0.1mm；以及產生一可變強度的磁場，其中該可變強度的磁場係穿過該集合(7)與覆蓋該集合(7)的該織物(4)。
  11. 根據申請專利範圍第10項之方法，其中，該集合(7)包含複數個層板(8,9)，包括一下方層板(8a)，與一上方層板(8b)，該方法包含：將該集合(7)多層電路設置於一根據申請專利範圍第1至8項中的任一項之工具(1)，使得該下方層板(8a)的下方表面(11)的非周邊區域(non-peripheral portion)應用於該工具(1)的框架(3)的織物(4)上，該方法包含後續操作為：進行感應焊接使該些層板(8,9)彼此結合於位於上述非周邊區域的部分電路，將一第一感應電極(10)設置於該工具(1)的該織物(4)的下方表面(17)的一端，其中該第一感應電極(10)設置於該集合(7)的該下方層板(8a)的該下方表面(11)的該非周邊區域的垂直投影位置。
  12. 根據前述申請專利範圍第11項所述之方法，其中，在進行感應焊接之前，應用一類似於上述工具(1)的第二工具(2)來支持該集合(7)，在該集合(7)的上方層板(8b)的上方表面之上；以及設置另一感應電極(10’)在該第二工具(2)之一織物(4)的上方表面(18)之上，其中該感應電極(10’)對齊於該第一感應電極(10)。
  13. 根據申請專利範圍第10、11、或12項所述之方法，其中該些層板(8)分別具有一電路影像(circuit image)(13)，其中組成該集合(7)的該些層板(8)係由複數個片材(sheet)(12)所組成，其中該層板(8)中在該些印刷電路影像的影響的區域之外但位於該些片材之一非周邊區域的位置設置有金屬區域(metal area)(14)，其中當該些層板(8,9)堆疊以形成該集合(7)時，該些金屬區域(14)係軸向排列或軸向重疊。
  14. 根據申請專利範圍第10、11、或12項所述之方法，其中包含由一數位資料檔案(digital data file)攫取設置於複數個具有電路影像(circuit image)(13)之片材(12)上的複數個金屬區域(14)之位置顯示座標，以及使用該些座標來控制傳輸複數個電極(10,10’)的機械動作，以依據該些座標(very coordinate)來安排該些電極於一工作表面上，其中該集合(7)包含複數個層板(8,9)，其中組成該集合(7)的該些層板(8)係由複數個片材(sheet)(12)所組成，其中該些層板(8)分別具有一電路影像(circuit image)(13)，其中第一感應電極(10)設置於工具(1)的織物(4)的下方表面(17)的一端，感應電極(10’)在第二工具(2)之織物(4)的上方表面(18)之上，其中該感應電極(10’)對齊於該第一感應電極(10)。
  15. 根據申請專利範圍第13項所述之方法，其中包含由一數位資料檔案(digital data file)攫取設置於該些具有該電路影像(circuit image)(13)之片材(12)上的該些金屬區域(14)之位置顯示座標，以及使用該些座標來控制傳輸複數個電極(10,10’)的機械動作，以依據該些座標(very coordinate)來安排該些電極於一工作表面上，其中第一感應電極(10)設置於工具(1)的織物(4)的下方表面(17)的一端，感應電極(10’)在第二工具(2)之織物(4)的上方表面(18)之上，其中該感應電極(10’)對齊於該第一感應電極(10)。
  16. 一種用以實施根據申請專利範圍第10-13項中的任一項所述之方法的機器(machine)(100)，其中該機器(100)包含一焊接站(welding station)(15)，該焊接站(15)包含：根據申請專利範圍第1-8項中的任一項所述之工具(tool)(1)更包含一水平支撐裝置(horizontal support means)(16)，該裝置(16)實質上提供一平行六面體工作區域(parallelepiped work area)；至少兩組C-形磁芯(magnetic cores)(21至24)，該些C-形磁芯的手臂(arms)(21a、21b、22a、22b、23a、23b、24a、24b)之裝配係各自面向一組焊接電極(10,10’)，其中該些焊接電極具有朝向或遠離彼此移動的能力(capacity)，複數個手臂的長度係使得至少該些磁芯之一者的該些電極(10,10’)可被設置為一個在上，一個在下，當該些手臂移動至該工作區域的任一位置的上方/下方時，該些C-形磁芯的橋(bridge)(21c、22c、23c、24c)不會影響到該水平支撐裝置(16)或該工作區域。
  17. 一種根據前述申請專利範圍第16項之機器，其中該機器更包含一支撐裝置(holding means)(25)用於控制根據申請專利範圍第1至5項中的任一項所述之該第二工具(2)於該工作區域上且平行於該另一工具(1)，該些支撐裝置(25)適合用於垂直移動該第二工具(2)於至少兩位置之間，其中該些位置包含一位於該工作區域上方的預備位置(A)，以及位於該預備位置下方的工作位置(B)。
  18. 一種用以實施根據申請專利範圍第10至13項中的任一項所述之方法的系統，其中該系統包含：一根據申請專利範圍第1至8項中的任一項所述之工具(1)，上述工具(1)具有一矩形輪廓，該矩形輪廓具有一長度(1)與一寬度(h)，其中h
    Figure TWI651995B_C0001
    1；以及一裝置(100)(machine)包含：一焊接站(15)具有水平支撐裝置(16)用以支持上述工具(1)；以及至少兩組C-形磁芯(magnetic cores)(21至24)，該些C-形磁芯的手臂(arms)(21a、21b、22a、22b、23a、23b、24a、24b)之裝配係各自面向一組焊接電極(10,10’)，其中該些焊接電極具有朝向或遠離彼此移動的能力(capacity)，複數個手臂的長度係大於h/2使得至少該些磁芯之一者的該些電極(10,10’)可被設置為一個在上，一個在下，其中該些手臂可移動至工作區域的任一位置的上方/下方，且該些C-形磁芯的橋(bridge)(21c、22c、23c、24c)不會干擾該水平支撐裝置(16)或該工具(1)。
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