专利名称：无焊针连接的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种利用压配方式将针插入印有聚合物厚膜的孔内，以实现无焊针连接。
传统的印刷线路板的生产方法是先将一铜层加到基底上，再在铜层上蚀刻出所需的电路。这种去除铜的生产工艺步骤精细、浪费材料。铜的优点是可保持电器件与机械连接件之间的焊接。将针插入经多次处理的镀铜孔，即可实现无焊连接。
焊接需要复杂、高成本的生产过程，而且连接不可靠。焊接和电镀所产生的废料污染环境，增加安全处理的成本。而且，制造电镀孔都需要经过许多步骤，包括打孔，这对电子连接的牢固至关重要。上述繁复的电镀过程，再加上对针的排列，可能会危及镀孔的完善性。
聚合物厚膜(PTF)既是一种材料又是一种工艺，用于生产印刷线路板和其它产品。聚合物厚膜对于印刷线路板的生产是一种附加的材料和工艺，可提高印刷线路板的可靠性、产品的性能和质量，同时减少总体成本。
聚合物厚膜由充满了导电微粒的聚合树脂组成，导电微粒被网板印刷并热塑到印刷线路板基底的表面上。填充率可根据应用的需要而变化，以制造不同电导率的材料。导电微粒也可以是混合，例如银和碳的混合物，用以产生特殊的电导性能。聚合物厚膜印色可用于生产可变电阻器、固定电阻的电阻器、导体、绝缘层、开关和其它置于印刷线路板表面上的器件。
根据本发明，将聚合物厚膜印制到印刷线路板的基底上，以实现用于印刷线路板的无焊针连接。基底的内表面限定一个孔，可在基底上钻孔或冲孔。
聚合物厚膜涂敷于基底的上表面，并沿内表面涂敷。另外，聚合物厚膜可涂敷于基底的底表面，并沿内表面增加一个附加层。
随后沿着内表面把针压入聚合物厚膜。针的直径最好小于孔的直径。用压入配合连接使针保持在孔内，最好用机械连接，如钩子，针末端的折叠插件、针上的肩状物和/或肩状物上的锯齿等，使针立在孔内。
最好是使聚合物厚膜穿过孔，并沿着内表面从基底的每侧拉扯聚合物厚膜，使其覆盖于基底上。这样就使孔的内表面完整地包上聚合物厚膜。
本发明的一个目的，是提供一种针连接，无需焊接或传统的焊接工序。
本发明的另一目的，是提供一种针连接，其中针相对于基底是压入配合的。
本发明还有一个目的，是将聚合物厚膜用于针连接。
本发明的另一个目的，是提供一种针连接，从而使连接可靠持久。
联系附图并根据以下的详细叙述，将对上述和其它有关本发明的特点和目的得到更好的理解。其中图1为根据本发明的一个最佳实施例的印刷线路板透视图；图2为根据本发明的一个最佳实施例的孔内表面涂刷有聚合物厚膜的孔截面侧视图；图3为根据本发明的一个最佳实施例的在单面印刷线路板上的针连接的截面侧视图；图4为根据本发明的一个最佳实施例的在双面印刷线路板上的两个可供选择的针连接的截面侧视图；下面介绍本发明的实施例所示为根据本发明的用于印刷线路板的针连接，它无需铜、电镀孔或焊接。根据本发明一个最佳实施例，聚合物厚膜30用于与印刷线路板的连接，以实现无焊连接。
印刷线路板一般在基底10上构造，例如玻璃纤维板或其它本领域普通技术人员公知的基底。为了实现说明书和权利要求书的目的，除了玻璃纤维，上述印刷线路板可以包含任意数目的基底10，包括塑料或其它材料。因为聚合物厚膜与铜不同，它可以适合于多种基底材料。
如图2所示，在基底10上钻或者穿至少一个孔25，以用于相应的针连接。孔25从基底10的顶表面13延伸至基底10的底表面15。根据本发明的一个最佳实施例，如此穿的孔25减少了装配过程的复杂性，并使孔位更精确。
如图3所示，在单面印刷线路板的排列中，聚合物厚膜30沿基底10的顶表面13涂敷。在如图4所示的双面印刷线路板的排列中，聚合物厚膜30沿基底10的顶表面13和底表面15涂敷。根据实际应用的需要，印刷线路板除需要在基底10的单面或双面上进行无焊连接外，还需要在基底10的单面或双面上印刷电路。
另外，特别是对于双面印刷线路板来说，聚合物厚膜30沿限定孔25的内表面20涂敷。这是因为通常的装置只将聚合物厚膜30沿水平面或垂直面涂敷，而在涂敷内表面30的过程中，聚合物厚膜30应当有合适的粘度。
如图2所示，聚合物厚膜30最好涂敷在孔25的周围，基底10的顶表面13和底表面15上，并对限定孔25的内表面20涂敷。根据本发明的一个最佳实施例，通过在基底10的一侧抽真空，并将粘稠的聚合物厚膜30吸过孔25，以涂敷聚合物厚膜30。然后再在基底的另一侧重复上述步骤，以使粘稠的聚合物厚膜30从基底10的每一侧穿过孔25。最好由孔25周围的顶表面13，孔25周围的底表面15，及孔25的内表面20上的均匀一致的聚合物厚膜30涂层，形成最后的孔25。用这种方法涂敷的孔25就是典型的印刷孔。
传统的方法中，印刷线路板上的孔需涂敷或插入小铜圈，以形成双面结构。按照本发明的方法和装置，避免了因上述传统方法引起的一些问题。部分地由于其不稳定性，不再利用小金属圈形成双面电路。虽然用镀孔可实现通过孔的传导，但其过程复杂、步骤多，导致涂层效果不稳定、生产成本高。
在本发明的一个最佳实施例的涂敷过程中，在固化以前，聚合物厚膜30常处于印色形态。根据本发明的一个最佳实施例，固化过程包括加热或烘烤聚合物厚膜一在一个限定的温度下和限定的持续时间内对基底10进行涂敷。
根据本发明的一个最佳实施例，针40顶着聚合物厚膜30，压配入孔25内。如下所述，通过压配和/或机械连接，针40最好留在孔25中。
为实现最优连接，在孔25的整个内表面20上，针40最好与聚合物厚膜30的连续层面接触。因此，针40的直径最好小于孔25的直径。如果针40的直径大于孔25的直径，当针40插入孔25时，针40会刮落沿内表面20上的大部分或所有的聚合物厚膜30，并使其突出。
聚合物厚膜30最好与导电性颜料混合，例如银或碳添加剂。最好能通过聚合物厚膜30的制备和混合来得到特殊的物理性质。涂敷在孔中的聚合物厚膜30的电阻应等于或小于100毫欧姆，并可达到1安培/孔的传导性。
所涂敷的聚合物厚膜印色的粘度对于孔内涂层的可靠性至关重要。在0～100刻度的粘度计上测量，粘度范围最好在16至34之间。
聚合物厚膜一旦被固化，聚合物厚膜30的硬度将决定针40能否插入孔25。聚合物厚膜30应具有可延展性，其形状最好与插入孔中的针40的末端相同。用铅笔硬度检测器测量，聚合物厚膜30的硬度最好在6H与9H之间。聚合物厚膜30的硬度可以在该范围之外，这取决于针40相对于基底10如何定标，以及聚合物厚膜30所需要的特性。
针40可以采用一种或多种机械连接，使其相对于基底10的内表面20中聚合物厚膜30定位。如图3和图4所示，这种机械连接包括倒钩45或其它锯齿状形式，以使针钻入或锚定在基底10的内表面20上的聚合物厚膜30中。倒钩45可包括本领域的普通技术人员所公知的任意形式，以使针40在施加一定的压力下插入孔25，但防止在通常的操作条件下，针40从孔25中脱离或丢失。
根据如图4所示的本发明的一个最佳实施例，针40可包括一个折叠部位50，以使针40相对基底10定标。针40插入孔25，然后压缩或弯曲针40的立桩末端，以在针40上相对基底10的表面和/或基底10上的聚合物厚膜30涂层产生一个重叠或折叠的部位50。针40的立桩末端可压入塞孔座或类似的机械装置中以形成针40的折叠部位50。
如图1，3和4所示，针40还可包括肩形突出55。如图所示，肩形部分55最好从针40上沿径向突出，以稳定针40，并提前顶住基底10和聚合物厚膜30。如图4所示的本发明的一个最佳实施例中，肩形突出55还可包括至少一个齿状物60，以使其与基底10和/或聚合物厚膜30啮合。当位于孔25中的针40不带有倒钩45或其它机械连接时，一个或多个齿状物60的用处就更大。
虽然在上述对本发明的说明中已描述了本发明的最佳实施例，并在对图例的说明中对许多细节进行了描述，但对那些在本技术领域中的普通技术人员来说，本发明的无焊针连接还有更多的实施例，并且在没有背离本发明的原则的情况下，上述的某些细节可以有很大的不同。
权利要求
1.一种用于印刷线路板的无焊针连接，包括一个基底，该基底有限定一个孔的内表面；一个聚合物厚膜，涂敷在基底的上表面和内表面；一个针，沿内表面压配在聚合物厚膜内，针的直径小于孔的直径。
2.如权利要求1所述的无焊针连接，其特征在于其中所述的聚合物厚膜含有银混合物。
3.如权利要求1所述的无焊针连接，其特征在于其中所述的聚合物厚膜涂敷到基底的底表面，并沿内表面涂敷一个附加层。
4.如权利要求1所述的无焊针连接，其特征在于其中所述的聚合物厚膜作为粘性印色，其粘度在0～100刻度的粘度计上为16～34。
5.如权利要求1所述的无焊针连接，其特征在于其中所述的聚合物厚膜固化后的硬度为6H～9H。
6.如权利要求1所述的无焊针连接，其特征在于其中所述的针还包括多个倒钩。
7.如权利要求1所述的无焊针连接，其特征在于其中所述的针还包括一个相对于基底使针立住的折叠部位。
8.如权利要求1所述的无焊针连接，其特征在于其中所述的针还包括一个肩状突起。
9.如权利要求8所述的无焊针连接，其特征在于其中所述的肩状突起还包括至少一个齿状物，用以与基底的一边和聚合物厚膜相啮合。
10.一种用于印刷线路板的无焊针连接，包括一个基底，该基底有限定一个孔的内表面，该孔从顶表面到底表面；一个具有银组分的聚合物厚膜，该厚膜涂敷于基底的顶面并从底面通过孔沿内表面拉扯；该聚合物厚膜从顶表面通过孔，沿内表面拉扯；一个针，该针用机械连接立在孔内。
11.如权利要求10所述的无焊针连接，其特征在于其中所述的机械连接包括位于针上的多个倒钩。
12.如权利要求11所述的无焊针连接，其特征在于其中所述的机械连接包括盖住针末端的折叠。
13.如权利要求10所述的无焊针连接，其特征在于其中所述的聚合物厚膜作为粘性印色涂敷，并固化。
14.如权利要求13所述的无焊针连接，其特征在于其中所述的粘性印色的粘度，在0～100刻度的粘度计上为16～34。
15.一种制备具有无焊针连接的印刷线路板的方法，该方法包括；将聚合物厚膜涂敷在一个基底上，该基底有限定一个孔的内表面；通过孔拉扯聚合物厚膜；将针压进孔内。
16.如权利要求15所述的方法，其特征在于其中所述的孔是冲出来的。
17.如权利要求15所述的方法，其特征在于所述的聚合物厚膜从基底的每侧通过孔沿着内表面拉扯。
18.如权利要求15所述的方法，其特征在于还包括使针的立桩末端弯折。
19.如权利要求15所述的方法，其特征在于其中所述的聚合物厚膜作为粘性印色涂敷。
20.如权利要求19所述的方法，其特征在于其中所述的印色的粘度，在0～100刻度的粘度计上为16～34。
全文摘要
一种用于印刷线路板的无焊针连接,其中的基底用聚合物厚膜涂敷。该基底包括限定一个孔的内表面。聚合物厚膜沿着基底的顶面和内表面涂敷。聚合物厚膜还可以沿基底的底面涂敷,在内表面上另加一层。一根针,该针的直径小于孔的直径,沿着内表面压配进聚合物厚膜。该针利用机械连接,例如倒钩或针端部立桩的折叠部分,使其相对基底定标。
文档编号H01R12/58GK1273501SQ0010549
公开日2000年11月15日 申请日期2000年4月3日 优先权日1999年5月11日
发明者迈克尔M·柯邦 申请人:伊利诺斯器械工程公司