专利名称：用于改进涂层的方法
技术领域：
本发明涉及用于改进涂层的方法。
背景技术：
某些过程需要在非平面的构造上施加涂层。电子制造工业中的一种这样的过程是在位于绝缘平面基板上的金属导体上施加保护涂层。这些导体可能具有各种形状，它们的高宽比可能非常小或非常大，并且它们高出该平面的绝对高度在不同位置可能非常不同。 但是，通常需要用具有预定厚度的均匀涂层来覆盖基板的某些部分和高出平面的金属部分中的某些部分。喷墨印刷对于覆盖突出于平面上的竖直部分具有固有缺点。在竖直或陡峭的部分，墨可能流动并导致涂层的厚度低于所需量或导致完全无涂层的区域。例如，在电子印刷电路板(PCB)制造过程中，具有通常由铜构成的导电迹线(其在PCB上具有不同厚度)的平面基板(层压板)必须在PCB的某些部分上覆盖有阻焊剂层。阻焊剂的目的是在导体上形成保护层，并且通过使需要进行焊接的区域(焊盘等)不被涂覆而使得能够在这些区域中进行焊接。阻焊剂被印刷在层压板上以及高于层压板的铜导体上，并且期望阻焊剂以均匀的厚度覆盖铜导体，以便经受住在后面的制造过程中由于使用强烈化学品所引起的腐蚀。越来越需要提供无论被印刷表面的3D轮廓如何都能印刷均匀涂层的高效过程。
发明内容
可以提供一种方法，该方法可包括确定或接收多次迭代印刷方案，该多次迭代印刷方案表示要施加到可包括要由涂覆材料涂覆的至少一个三维结构的电路上的涂覆材料的多次印刷迭代；该多次迭代印刷方案可基于该至少一个三维结构的形状和尺寸；根据所述多次迭代印刷方案执行涂覆材料的多次印刷迭代；在至少一次印刷迭代之后，至少部分固化(cure)在该至少一次印刷迭代期间印刷的涂覆材料。所述方法可包括部分固化在除最后一次印刷迭代以外的每次印刷迭代期间印刷的涂覆材料；以及完全固化在最后一次印刷迭代期间印刷的涂覆材料。所述部分固化的持续时间可以短于所述完全固化的持续时间。所述部分固化的持续时间可以短于所述完全固化的持续时间的一半。所述方法可包括在每次印刷迭代期间施加相同量的涂覆材料。所述方法可包括在至少两次印刷迭代期间施加不同量的涂覆材料。所述方法可包括在印刷迭代期间改变涂覆材料的至少一个参数。
所述方法可包括在印刷迭代期间改变涂覆材料的粘度。所述涂覆材料可以是阻焊墨。所述方法可包括基于关于所述至少一个三维结构的设计信息确定多次迭代印刷方案。所述方法可包括基于关于要由涂覆材料涂覆的所述至少一个三维结构的设计信息并基于将在单次印刷迭代期间印刷的涂覆材料层的预期厚度，确定多次迭代印刷方案。所述方法可包括将印刷迭代的次数确定为不小于应当由阻焊剂涂覆的最高三维结构的高度与将在单次印刷迭代期间印刷的涂覆材料层的预期厚度之比。所述方法可包括将印刷迭代的次数确定为不小于将作为多次印刷迭代的结果被印刷的涂覆材料的最小厚度与将在单次印刷迭代期间印刷的涂覆材料层的预期厚度之比。 所述方法可包括模拟涂覆材料的多次印刷迭代。可以在至少一次印刷迭代之后，凝结(freeze)在该印刷迭代期间印刷的涂覆材料。可以提供一种系统，该系统可包括印刷控制器，被设置为确定或接收多次迭代印刷方案，该多次迭代印刷方案表示要施加到可包括要由涂覆材料涂覆的至少一个三维结构的电路上的涂覆材料的多次印刷迭代，该多次迭代印刷方案可基于该至少一个三维结构的形状和尺寸；印刷单元，被设置为根据所述多次迭代印刷方案执行涂覆材料的多次印刷迭代；固化单元，被设置为至少部分固化在至少一次印刷迭代期间印刷的涂覆材料。所述固化单元可被设置为部分固化在除最后一次印刷迭代以外的每次印刷迭代期间印刷的涂覆材料；以及完全固化在最后一次印刷迭代期间印刷的涂覆材料。所述部分固化的持续时间可以短于所述完全固化的持续时间。所述部分固化的持续时间可以短于所述完全固化的持续时间的一半。所述印刷单元可被设置为在每次印刷迭代期间施加相同量的涂覆材料。所述印刷单元可被设置为在至少两次印刷迭代期间施加不同量的涂覆材料。所述印刷单元可被设置为在印刷迭代期间改变涂覆材料的至少一个参数。所述印刷单元可被设置为在印刷迭代期间改变涂覆材料的粘度。 所述涂覆材料可以是阻焊墨。所述印刷控制器可被设置为基于关于所述至少一个三维结构的设计信息确定多次迭代印刷方案。所述印刷控制器可被设置为基于关于要由涂覆材料涂覆的所述至少一个三维结构的设计信息并基于将在单次印刷迭代期间印刷的涂覆材料层的预期厚度，确定多次迭代印刷方案。所述印刷控制器可被设置为将印刷迭代的次数确定为不小于应当由阻焊剂涂覆的最高三维结构的高度与将在单次印刷迭代期间印刷的涂覆材料层的预期厚度之比。所述印刷控制器可被设置为将印刷迭代的次数确定为不小于将作为多次印刷迭代的结果被印刷的涂覆材料的最小厚度与将在单次印刷迭代期间印刷的涂覆材料层的预期厚度之比。所述印刷控制器可被设置为模拟涂覆材料的所述多次印刷迭代。所述系统可包括凝结单元，该凝结单元被设置为凝结在至少一次印刷迭代期间印刷的涂覆材料。
应当理解，为了使说明简要清楚，附图中示出的元素不一定是按照比例绘制的。例如，为了清楚，某些元素的尺寸可能相对于其它元素被夸大。而且，在认为适当时，附图标号可能在各个图中有重复，以表明对应的或类似的元素。图I示出根据本发明的一个实施例的方法；图2示出根据本发明的一个实施例的铜导体和阻焊剂的截面；图3A-3C示出现有技术中的铜导体；
图3D示出根据本发明的一个实施例的铜导体和阻焊剂的截面；图4示出根据本发明的一个实施例的方法；以及图5示出根据本发明的一个实施例的系统。
具体实施例方式在下面的具体描述中，给出了大量具体细节以便提供对本发明的透彻理解。然而，本领域技术人员将理解，本发明可以无需这些具体细节而实施。在其它例子中，已知的方法、过程和部件没有被详细描述以避免使本发明含糊。足够厚的阻焊剂层可以被施加到铜导体上以使阻焊剂层能够经受住强烈的表面处理(finishing process),诸如化学镍金(ENIG)。即使在这种强烈的ENIG过程中受到化学侵蚀，仍会保留足以充分覆盖铜导体的阻焊剂。所建议的方法提供其厚度大于涂覆铜导体所需的最小厚度的阻焊剂层。下面提到的方法可被用于获得针对任何高要求的PCB表面处理(诸如但不限于浸银、浸锡等等)的耐化学或机械处理的阻焊剂层。该方法可包括接收关于要用阻焊剂涂覆的对象的设计信息，尤其是应当由该阻焊剂涂覆的三维导体的轮廓，以及确定如何涂覆。该确定可以基于阻焊剂层的最小所需厚度以及三维导体的形状。根据经验，当被涂以较厚的阻焊剂层时，与密集布置的导体相比，可能需要特别注意相互分隔开的高且窄的导体——对于这些导体的竖直壁尤其如此。可通过模拟被注入并在印刷另一层阻焊剂之前至少被部分固化的阻焊剂的行为，来确定涂层轮廓。该方法可包括接收关于铜导体(包括焊接焊盘)以及可选地关于其它PCB区域的计算机辅助设计(CAD)信息，以及从板的表面状况/表面准备、阻焊剂和工艺特性的角度，根据这些PCB区域的特定的阻焊剂印刷需求来定义如何涂覆这些PCB区域。该方法可包括顺序地印刷多个阻焊剂层，以及(除了最后一个阻焊剂层)部分固化每个阻焊剂层。注意，任一阻焊剂层可以在进行到涂敷下一个阻焊剂层之前被全部/部分固化或者不被固化。如果采用阻焊剂印刷的多次迭代，产生足够厚的阻焊剂涂层更为可行，因为可用于这一过程的阻焊剂材料可能粘性较小并且可能更适合于喷墨。图I示出根据本发明的一个实施例的方法100。方法100从阶段110开始，在阶段110，确定如何印刷以及在哪里印刷阻焊剂以便
覆盖层压板和铜导体。
阶段110之后可以是阶段120，其在层压板上印刷阻焊剂。在阶段120之后可以是一段延迟，在此期间阻焊剂开始干燥。阶段120之后是一系列阶段130-150。阶段130包括在铜导体上(以及可选地在其附近)印刷阻焊剂层。阶段130之后是阶段150，其检查是否所有的阻焊剂层都已经被印刷。如果是，那么阶段150之后是阶段180。否则，阶段150之后是阶段140，其部分固化当前的阻焊剂层。注意，阶段150之后可以是阶段130，而不执行至少部分固化当前阻焊剂层的阶段140。阶段140包括部分固化第一个阻焊剂层。该固化可包括施加部分辐射或热(例如20-70%的辐射或热)，在完全固化持续时间的一部分内施加热或辐射，等等。 阶段140之后是阶段130，从而允许在凸出的导体附近印刷多个层。当阶段150确定所有层都已印刷时，阶段180包括完全固化在阶段130中被印刷的最后一个阻焊剂层。阶段180之后是移除PCB (自动操作190和处理195)。图2示出可以位于层压板层210上的导体200的截面。导体200可被多个阻焊剂层202-208覆盖。虚线(202-206表示)示出不同的阻焊剂层。最后一个阻焊剂层208被标记为208。这样的多层式阻焊剂涂层(层202-208)的厚度足以经受住ENIG处理。图3A示出三维结构310，其包括端部是管状焊盘的线形导体。三维结构310位于层压板表面330之上。虚线320示出假想的截面平面。图3B-3D的截面图是沿该假想平面截取的。图3B是沿虚线320所示的假想平面的截面图。图3C是三维结构310、层压板330和涂覆材料的单个层350的截面图。虽然该单个层围绕三维结构310，但是它太薄(参见例如点302)，并且预期在该涂覆之后的化学处理过程中，它在这样的点处会被腐蚀和去除。图3D是三维结构310、层压板330以及涂覆材料的多个层360、362、364和366的
截面图。注意，该三维结构的高度是H(370)，并且每一层涂覆材料的厚度是T 372。印刷的迭代次数可设置为等于1+(H/T)或者超过1+(H/T)。图4示出根据本发明的一个实施例的方法400。方法400可以从阶段410或从阶段420开始。阶段410可以包括确定多次迭代印刷方案，该多次迭代印刷方案表示要施加到电路上的涂覆材料的多次印刷迭代，该电路包括要由该涂覆材料涂覆的至少一个三维结构。该多次迭代印刷方案可以基于该至少一个三维结构的形状和尺寸。阶段410可包括阶段411，其基于关于至少一个三维结构的设计信息，确定多次迭代印刷方案。阶段410可包括阶段412，其基于关于要由涂覆材料涂覆的至少一个三维结构的设计信息并基于将在单次印刷迭代期间印刷的涂覆材料层的预期厚度，确定多次迭代印刷方案。阶段410可包括阶段413，其将印刷迭代的次数确定为不小于应当由阻焊剂涂覆的最高三维结构的高度与将在单次印刷迭代期间印刷的涂覆材料层的预期厚度之比。阶段410可包括阶段414，其将印刷迭代的次数确定为不小于将作为多次印刷迭代的结果被印刷的涂覆材料的最小厚度与将在单次印刷迭代期间印刷的涂覆材料层的预期厚度之比。阶段410可包括阶段416，其模拟涂覆材料的多次印刷迭代。阶段420可包括接收多次迭代印刷方案，该多次迭代印刷方案表示要施加到电路上的涂覆材料的多次印刷迭代，该电路包括要由该涂覆材料涂覆的至少一个三维结构。该多次迭代印刷方案可以基于该至少一个三维结构的形状和尺寸。阶段410和420之后是阶段430，其根据多次迭代印刷方案执行涂覆材料的多次印刷迭代。
阶段430可包括阶段432，其执行涂覆材料的印刷迭代。阶段432之后可以是阶段434，其对印刷迭代期间印刷的涂覆材料执行以下操作中的至少一项使涂覆材料凝结，至少部分固化涂覆材料，完全固化涂覆材料，或什么都不做。凝结例如可以暂时防止涂覆材料的扩散。阶段434之后可以是阶段436，其确定是否所有印刷迭代都已完成。如果是，则阶段430结束，否则，阶段436之后可以是阶段438，在阶段438，改变印刷操作的至少一个参数(如果根据多次印刷迭代方案需要的话)并跳到阶段432。因此，在至少一次印刷迭代之后，可以至少部分固化在该至少一次印刷迭代期间印刷的涂覆材料。阶段430可包括部分固化在除最后一次印刷迭代以外的每次印刷迭代期间印刷的涂覆材料；并且完全固化在最后一次印刷迭代期间印刷的涂覆材料。部分固化的持续时间可以短于完全固化的持续时间。部分固化的持续时间可以短于完全固化的持续时间的一半。阶段430可包括在每次印刷迭代期间施加相同量的涂覆材料。阶段430可包括在每次印刷迭代期间施加相同量的涂覆材料。阶段430可包括在印刷迭代期间改变涂覆材料的粘度。涂覆材料可以是阻焊墨。图5示出根据本发明的一个实施例的系统500。系统500可包括本说明书中提到的任何方法。系统500可包括印刷控制器510、印刷单元520和固化单元530。这些部件可以彼此分开或集成在一起。印刷控制器510可被设置为确定或接收多次迭代印刷方案，该多次迭代印刷方案表示要施加到电路上的涂覆材料的多次印刷迭代，该电路包括要由该涂覆材料涂覆的至少一个三维结构；其中该多次迭代印刷方案可以基于该至少一个三维结构的形状和尺寸。印刷单元520可被设置为根据多次迭代印刷方案执行涂覆材料的多次印刷迭代。固化单元530可被设置为至少部分固化在至少一次印刷操作期间印刷的涂覆材料。固化单元530可被设置为部分固化在除最后一次印刷迭代以外的每次印刷迭代期间印刷的涂覆材料；并且完全固化在最后一次印刷迭代期间印刷的涂覆材料。
部分固化的持续时间可以短于完全固化的持续时间。部分固化的持续时间可以短于完全固化的持续时间的一半。印刷单元520可被设置为在每次印刷迭代期间施加相同量的涂覆材料。印刷单元520可被设置为在至少两次印刷迭代期间施加不同量的涂覆材料。印刷单元520可被设置为在印刷迭代期间改变涂覆材料的至少一个参数。印刷单元520可被设置为在印刷迭代期间改变涂覆材料的粘度。涂覆材料可以是阻焊墨。印刷控制器510可被设置为基于关于至少一个三维结构的设计信息确定多次迭 代印刷方案。印刷控制器510可被设置为基于关于要由涂覆材料涂覆的至少一个三维结构的设计信息并基于将在单次印刷迭代期间印刷的涂覆材料层的预期厚度，确定多次迭代印刷方案。印刷控制器510可被设置为将印刷迭代的次数确定为不小于在应当由阻焊剂涂覆的最高三维结构的高度与将在单次印刷迭代期间印刷的涂覆材料层的预期厚度之比。印刷控制器510可被设置为将印刷迭代的次数确定为不小于将作为多次印刷迭代的结果被印刷的涂覆材料的最小厚度与将在单次印刷迭代期间印刷的涂覆材料层的预期厚度之比。印刷控制器510可被设置为模拟涂覆材料的多次印刷迭代。系统500可包括凝结单元540，其可被设置为在至少一次印刷迭代期间凝结所印刷的涂覆材料。虽然这里示出和描述的是本发明的某些特征，但是现在本领域技术人员会容易想到许多修改、替换、改变和等同。因此，应当理解，权利要求旨在覆盖所有这些落在本发明实质精神内的修改和改变。
权利要求
1.ー种方法，包括 确定或接收多次迭代印刷方案，该多次迭代印刷方案表示要施加到电路上的涂覆材料的多次印刷迭代，该电路包括要由该涂覆材料涂覆的至少ー个三维结构；其中该多次迭代印刷方案是基于该至少一个三维结构的形状和尺寸； 根据所述多次迭代印刷方案执行涂覆材料的多次印刷迭代；其中，在至少一次印刷迭代之后，至少部分固化在该至少一次印刷迭代期间印刷的涂覆材料。
2.如权利要求I所述的方法，包括部分固化在除最后一次印刷迭代以外的毎次印刷迭代期间印刷的涂覆材料；以及完全固化在最后一次印刷迭代期间印刷的涂覆材料。
3.如权利要求I所述的方法，其中所述部分固化的持续时间短于所述完全固化的持续时间。
4.如权利要求I所述的方法，其中所述部分固化的持续时间短于所述完全固化的持续时间的一半。
5.如权利要求I所述的方法，包括在毎次印刷迭代期间施加相同量的涂覆材料。
6.如权利要求I所述的方法，包括在至少两次印刷迭代期间施加不同量的涂覆材料。
7.如权利要求I所述的方法，包括在印刷迭代期间改变涂覆材料的至少ー个參数。
8.如权利要求I所述的方法，包括在印刷迭代期间改变涂覆材料的粘度。
9.如权利要求I所述的方法，其中所述涂覆材料是阻焊墨。
10.如权利要求I所述的方法，包括基于关于所述至少一个三维结构的设计信息确定多次迭代印刷方案。
11.如权利要求I所述的方法，包括基于关于要由涂覆材料涂覆的所述至少一个三维结构的设计信息并基于将在单次印刷迭代期间印刷的涂覆材料层的预期厚度，确定多次迭代印刷方案。
12.如权利要求11所述的方法，包括将印刷迭代的次数确定为不小于应当由阻焊剂涂覆的最高三维结构的高度与将在单次印刷迭代期间印刷的涂覆材料层的预期厚度之比。
13.如权利要求11所述的方法，包括将印刷迭代的次数确定为不小于将作为多次印刷迭代的结果被印刷的涂覆材料的最小厚度与将在单次印刷迭代期间印刷的涂覆材料层的预期厚度之比。
14.如权利要求11所述的方法，包括模拟涂覆材料的所述多次印刷迭代。
15.如权利要求I所述的方法，其中，在至少一次印刷迭代之后，凝结在该印刷迭代期间印刷的涂覆材料。
16.—种系统,包括 印刷控制器，被设置为确定或接收多次迭代印刷方案，该多次迭代印刷方案表示要施加到电路上的涂覆材料的多次印刷迭代，该电路包括要由该涂覆材料涂覆的至少ー个三维结构；其中该多次迭代印刷方案是基于该至少一个三维结构的形状和尺寸； 印刷単元，被设置为根据所述多次迭代印刷方案执行涂覆材料的多次印刷迭代； 固化単元，被设置为至少部分固化在至少一次印刷迭代期间印刷的涂覆材料。
17.如权利要求16所述的系统，其中所述固化単元被设置为部分固化在除最后一次印刷迭代以外的毎次印刷迭代期间印刷的涂覆材料；以及完全固化在最后一次印刷迭代期间印刷的涂覆材料。
18.如权利要求16所述的系统，其中所述部分固化的持续时间短于所述完全固化的持续时间。
19.如权利要求16所述的系统，其中所述部分固化的持续时间短于所述完全固化的持续时间的一半。
20.如权利要求16所述的系统，其中，所述印刷単元被设置为在毎次印刷迭代期间施加相同量的涂覆材料。
21.如权利要求16所述的系统，其中，所述印刷単元被设置为在至少两次印刷迭代期间施加不同量的涂覆材料。
22.如权利要求16所述的系统，其中，所述印刷単元被设置为在印刷迭代期间改变涂覆材料的至少ー个參数。
23.如权利要求16所述的系统，其中，所述印刷単元被设置为在印刷迭代期间改变涂覆材料的粘度。
24.如权利要求16所述的系统，其中所述涂覆材料是阻焊墨。
25.如权利要求16所述的系统，其中，所述印刷控制器被设置为基于关于所述至少一个三维结构的设计信息确定多次迭代印刷方案。
26.如权利要求16所述的系统，其中，所述印刷控制器被设置为基于关于要由涂覆材料涂覆的所述至少一个三维结构的设计信息并基于将在单次印刷迭代期间印刷的涂覆材料层的预期厚度，确定多次迭代印刷方案。
27.如权利要求26所述的系统，其中，所述印刷控制器被设置为将印刷迭代的次数确定为不小于应当由阻焊剂涂覆的最高三维结构的高度与将在单次印刷迭代期间印刷的涂覆材料层的预期厚度之比。
28.如权利要求26所述的系统，其中，所述印刷控制器被设置为将印刷迭代的次数确定为不小于将作为多次印刷迭代的结果被印刷的涂覆材料的最小厚度与将在单次印刷迭代期间印刷的涂覆材料层的预期厚度之比。
29.如权利要求26所述的系统，其中，所述印刷控制器被设置为模拟涂覆材料的所述多次印刷迭代。
30.如权利要求I所述的系统，包括凝结单元，该凝结単元被设置为凝结在至少一次印刷迭代期间印刷的涂覆材料。
全文摘要
本公开涉及一种用于改进涂层的系统和方法，该方法包括确定或接收多次迭代印刷方案，该多次迭代印刷方案表示要施加到电路上的涂覆材料的多次印刷迭代，该电路包括要由该涂覆材料涂覆的至少一个三维结构；其中该多次迭代印刷方案是基于该至少一个三维结构的形状和尺寸；以及根据所述多次迭代印刷方案执行涂覆材料的多次印刷迭代；其中，在至少一次印刷迭代之后，至少部分固化在该至少一次印刷迭代期间印刷的涂覆材料。
文档编号H05K3/28GK102686035SQ201110442660
公开日2012年9月19日 申请日期2011年12月27日 优先权日2010年12月27日
发明者E·伊格尼尔, M·伊拉齐, M·利特文, N·罗赞斯坦, Y·马佐尔 申请人:卡姆特有限公司