专利名称：结合印刷电路的方法与装置的制作方法
结合印刷电路的方法与装置
发明内容
本发明有关结合多层堆叠印刷电路的方法与装置。首先，为了帮助了解本发明所运用的环境与下面的叙述，这里将先简单介绍印刷电路的制作过程。现今，使用于电脑(如个人电脑)，电信装置(电话，收音机等)，家用电器等中的电子设计的印刷电路，其原理为由数层重叠并以阻电材料分隔开的导电层配合根据电路布局所设计的渠沟。如此的构造将形成一多层堆叠并利用后续制程与完备步骤产生最终印刷电路；该电路可为一硬型，如同电子卡(一般称为印刷电路板)，或是可弯曲式型如同用以移动机器零件的小型电子装置或相关装置。数层重叠的多层堆叠紧密地粘结一起于一电性阻隔基材上；一般最后一层是由玻璃，合成纤维或类似材质的纺织或纤维类，并浸溃粘接剂，一般称为预浸(pre-preg是pre-1mpregnated 的缩写)。该多层堆叠大多结合并粘结成为合适的压制品，而半完成多层堆叠则进行加热与压合过程。为了获得具有所需功能与结构特质的产品，该等感应层与隔离层必须精准的重叠于该多层堆叠内。因此，在处理该多层堆叠的数个步骤时，需防止任一层与其它相邻层之间的相互移动。目前，现有方法为利用点焊法，使得该多层堆叠中各层牢固结实:本发明与此技术有关。本发明关于一种用以在预定位置结合电子电路重叠成一堆叠的方法与相关装置。在过去的十年中，有数种以多层堆叠局部加热结合技术提供不同的结果。例如，有些装置是利用加热元件来加热电极以产生所需的热能，或是利用微波或电磁感应的辐射能量。例如LazaroGallego的美国专利号US7，009，157B2便提供相关的方法与装置，其中印刷电路的多层堆叠是在预定位置结合。该预定位置安排于数个重叠层的角落，而短路匝设置于该区域。利用施加磁感应场便可使感应电流则产生于匝中，以产生所需热能来局部熔化热固性树脂浸溃该绝缘基底(预浸)。局部硬化的树脂确保该层在短路匝的预定位置结合，以达成所需的固态多层堆叠。为了将磁力感应施加于在匝上，美国专利号US7，009，157 —装置具有一感应接头其包含一大致呈“C”形状并以线圈缠绕的蕊，以及两伸缩杆件。该多层堆叠夹于两伸缩杆件之间，而相互的距离可调整成该两伸缩杆件略为压靠至该多层堆叠，以确保获得良好的三者之间的接触以及磁力感应场。
即使此种加热方式甚至可有效地加热该多层堆叠的内部区域，但它也还是有些严重的缺点。首先，在此方法中，该多层堆叠只可结合于个别限制位置，也就是短路匝所在的位置。再者，该结合制程并无灵活性，例如，如该多层堆叠的形状和/或短路匝的位置有变化，就必须要调整该感应接头的位置。因此，磁力结构会随着该多层堆叠的厚度变化而产生变化，因为这样将会影响多层堆叠与两伸缩杆件三者间的相互距离。因此当需要结合的该多层堆叠具有不同的厚度时，该磁通量强度也会随着变化(其它条件相同)。相同的情况也存在于Faraci的美国专利申请号US2010/0212945A1中的感应结合装置，其中描述一结合机器包含有一分别设置并具有“E”形状蕊的感应接头。此形状的磁蕊产生一通量流经有激发线圈缠绕的中心柱，而两旁柱则接受一强度一半的相对应通量。既然该多层堆叠必须结合于短路匝，会影响与短路匝相连并由该蕊的中柱与相关旁柱上的向量和所产生的磁通量。因此，与短路匝相连的磁通量会比产生于该感应线圈在中柱上的磁通量更低，而如此的磁通量不平衡将会造成能量浪费。此种方法可能因为快速结合一厚多层堆叠而造成非最佳化磁通量，因为磁通量并不是均质化地分布于该多层堆叠的各层上，而结合过程中各层具有不同温度将造成各层无法均匀的结合。因此本发明的目的为解决上述现有结合系统的问题。解决如此问题的方式是在数个个别位置利用感应来结合印刷电路的多层堆叠，而在个别位置的结合应同时利用反向磁蕊以在结合位置产生一均匀的磁通量，并流经该多层堆叠而能不损失能量。本发明的结合方法的特色描述于以下专利范围与说明书内。另外，本发明另包含有一种用来实施专利范围所述的方法的装置。本发明所提供的特色，效果与优点将会清楚地在下列的一较佳实施例说明与图式中解释。
图1为本发明的结合装置的示意图。图2为本发明感应结合接头的详细示意图。图3为本发明制作印刷电路过程中一多层堆叠的分解图。图4显示图3中的割线IV-1V的局部图。图5为本发明的印刷电路其中一层的细部图。图6为本发明的第二实施例的一感应结合接头的细部示意图。图7为图1中的感应结合装置的细部侧视图。图8显示图7中的割线A-A的局部图。图9为图7中的不同感应结合装置的细部侧视图。图10显示图9中的割线C-C的局部图。
具体实施例方式如上图所述，第I图显示本发明的装置1，其包含有一外壳2，而数个感应结合接头3沿着该外壳的相对应两边而设置。该感应接头3延着导轨4滑动，以便设置于将要结合的位置，整排接头3排列于该外壳2的相对应两边并相互分隔，以使得一桌台5可放置于其间来支撑印刷电路的各层。该桌台5大致呈矩形并可从一前缘开始倾斜。还另可在该结合接头3间移动，使得在数个制程步骤中印刷电路的各层均可移动。由于所有的结合接头3均相同，因此下面仅描述其中一个而其它则会是完全相同。请参考图2，感应接头3包含有一第一感应蕊12其被一激发感应体或线圈13所缠绕，以及一第二感应蕊14。该两感应蕊12与14以感应体13所产生的磁通量可穿过的材料所制程。当感应体被一交流电流所激发，会具有一频率介于数个kHz之间，较佳的频率范围从18kHz至30kHz，而上述的情况应是发生于频率为大约24kHz时。该感应装置的磁通量可穿入的材料应为亚铁盐会较佳。采用亚铁盐可减少因不同磁通量所产生的旋涡电流，而不需将感应蕊12与14分成薄片。如采用一强磁性的材料(如软铁)，旋涡电流则会过度加热感应蕊12与14，除非该感应蕊12与14被分成薄片。亚铁盐具有高电阻性可减少感应蕊12与14因不同磁通量经过所产生的旋涡电流所消散出的热能。第一感应蕊12较佳地应具有一反向“C”形状，以及一对平行臂12a，12b从一中心体延伸向外。该平行臂被以一线圈所组成的感应体13所缠绕，该线圈上有一较少量的N匝，数量范围从20至35，其中30为较佳，并且是以一感应材料(如铜或是铜合金)，其具有一合适直径的圆形区段。所需的功率越高，感应元件区段与感应蕊12就应该越长。因此，需提到的是，视匝数与结合接头的类型，供应电流将会由10至14安培变化，搭配电压范围从300至560伏特。该感应蕊的两臂12a，12b的自由端分别具有相反极性，使得感应体13所产生磁通量发展出一磁路从第一感应蕊12延伸至第二感应蕊14，并通过印刷电路的多层堆叠18之间结合所在位置的一气缝。在此一实施例中，第二感应蕊14为以与第一感应蕊相同材料(亚铁盐)所构成的棒体或板体。该板体的后度与尺寸于流经电路的磁通量成一定比例。然而，该板体的表面必须较相反的第一蕊12的平面投射更大，以将磁通量损失减低到最少。此外，第二蕊14的剖面部分必须等于或大于第一蕊12的剖面部分，以帮助磁通量的流通，下面将有更详细描述。接着，为了避免结合极点与浸溃该隔离层的热固化树脂相接触(预浸)，可使用以适当材料(如铁氟龙、阳极处理铝或类似)所制成的一平板体17。根据本发明的实施例，需结合的重叠多层堆叠18分别有导电层19与隔离层20相互交错叠放。该导电层19设有需形成的印刷电路的布局，而隔离层20为上述的浸溃热固化树脂。此外，该导电层19具有多个感应间隙件25设置于一外围区域22。该等感应间隙件25以感应材料(如铜)所制成，并具有一大致与一印刷电路21相同的厚度，其可能是数十分的一毫米或是数毫米。间隙件25具有一圆形，椭圆形或多角形(四角形、六角形等等)的形状，并是以五点式排列。其表面的尺寸范围可为3to至30mm2，并且是以1_2毫米的距离互相隔开。因此，沿着该导电层19边缘上包含有数个均匀设置的一净空区域或区块22，其区域的宽度可为4-5公分至I公分或更少。需注意的是，不像其他现有方法。该多层堆叠18的导电层19与隔离层20上并没有短路匝或其他类似元件设置于预定位置上。因此该结合接头3可沿着多层堆叠18边缘的任一位置设置于并在该处进行后续结合。该多层堆叠18的数层19，20放置于支撑桌5上，并利用适当常见的置中柱销或是桥基以精确地继续置上。支撑桌5以及上述的多层堆叠18设置于装置I的外壳2中，并位于结合接头3之间。该多层堆叠18可置于任何与接头3相对位置，因为本发明的结合方法可在每一净空区块22的区域中执行。因此，依照不同形状与尺寸的将结合各层9、10，接头3可设置于导轨4上的任何位置。然而，一般而言，希望是能够在多层堆叠18周边上有一均匀分布的结合位置，以获得更安全附着力与更稳定的结构。所以，结合接头3应是大致上均匀的分隔设置。此时，需注意的是，在每一结合过程开始时，感应蕊12与14为开放状态以让多层堆叠18设置在其间，而其厚度可随意变化。然而，两蕊之间的距离调整让它们接触多层堆叠18的上下表面，下面将有更详细描述。在此操作状态中，可将感应体3通电以在第一蕊12产生一磁场,发展出相对于第二感应蕊14与气缝16以及引出多层堆叠8的磁路。之后，第一蕊12其中的一极点12a，12b所产生的磁通量完全地进入同一蕊的另一极点，反之亦然，并且通过该平板14而不会损失能量。因此需结合的多层堆叠18的厚度相同地被磁通量在两分别位置流通过，而由于结合接头3的结构，流入该感应蕊2其中的一极点的磁通量相等于流入另一极点的磁通量。如此，该感应体的交流电使得感应蕊2的磁极北(N)与南⑶互换，因此在完整操作状况时，系统可达到最佳平衡状态。如此情况下，高频交流磁通量启动感应体13 (从18至30kHz)并流通过间隙件25，漩涡电流便产生而对导电层19提供局部加热，以聚合树脂浸溃的隔离层20来达到结合目的。需注意的是，该数个个别元件如间隙件25均有同样的磁通量在同一时间流过，因为该磁通量是由同一线圈13所提供。具有元件25嵌入的感应磁场是一致的，也就是说正性或负性取决于流入感应体13的交流电循环。相较于感应蕊12与14的断面，间隙件25的体积较细小，一般为平均缩小至10至20倍，因此流经每蕊该处的磁场也大致为固定。再者，需注意的是，产生于蕊12与14的整个磁通量均流过多层堆叠18，既然都是相连通，流经过多层堆叠18的向量和会等于零。因此感应接头3的效率可被改善，因为可以在同一时间的多层堆叠18的磁蕊12的两臂sl2a，12b上的两个不同位置产生结合。同时也是因为此系统是相对称几何形状，在结合位置上的磁通量均为相等(即使是反向)。如此一来，两结合位置可具有相同操作状态(温度、感应电流等)，既然磁场是相同的，便可以控制该结合过程。相反的，现有方法中的感应接头便无法提供控制，而只能在一单点进行结合。仍需注意的是，使用感应蕊12与14并不会改变系统的结构，仅会改变多层堆叠的厚度。在结合接头3中，第一感应蕊的极件是由侧臂12a，12b所组成，所以即使多层堆叠18的厚度增加，第一与第二蕊上的磁场并不会有改变因为其结构并无改变。由上述可知，本发明可解决现有技术的问题。此方法可在堆叠的边缘上任何位置进行结合制程，而且并提供有感应间隙件25。因此该制程为可调整的，而不像现有技术需要在个别的短路匝所在的预定位置进行结合。所以同样的结合装置I可轻易地成功处理不同形状与尺寸的印刷电路，而不需更换该装置的所有结构，因为接头3可以在多层堆叠的边缘上的任何位置运作。另外，结合接头3也具有最佳化的效率，因为所有产生的磁通量用以在两个位置(不是只有一个)结合，而相同的操作电能将进行结合较现有装置多两倍的位置。需注意的是，当感应蕊的侧臂12a，12b的相关磁通量的磁线越呈相互平行，以避免第一蕊12的磁极所产生磁场间的干扰，则结合接头3的能量效率就会随着改进。另外，该两臂12a，12b的末端具有一反向的磁通量，也是由同一感应体13所产生。所以中心臂12c必须具有适合各种类型运用(不同的密度与磁通量数量)的长度，再加上在结合过程中感应体3的电力供应频率也需加入考虑。为了满足设计需求，熟知该项技术的人员应可设计适当的感应蕊12。本发明其它可见的变化将会再提出。 在另一实施例中，与先前的实施例不同的部分将会另外说明，但相同的符号多加一个O用来表示该元件与先前元件有着相似的功能,也将不再次说明。第二实施例，如图6所示，有一感应接头30其包含有两个感应蕊120和120’如同先前的元件12以及感应体130，130’。感应蕊120,120’互相相对,而需结合的多层堆叠则设置于气缝160中区分两蕊。因此本发明先前实施例中感应蕊12与14的磁通量则变成该两个感应蕊120，120’与其相对应的感应体130，130’。因此，为了产生相同的过程，必须使该两个感应蕊120，120’中的磁通量同步化，
以在多层堆叠18上结束磁路。此时感应体130，130’被一连结主电源(380Vphase)至相同装置135 (称做传动器)提供一交流电，其频率范围从18至30kHz而24kHz较佳。流入感应体130，130’的电流为相互补偿，因此第一蕊120的侧臂120a，120b末端的极性与第二蕊120’的侧臂120a’，120b’末端的极性相反。
而如同先前第一实施例，多层堆叠18的结合产生于感应间隙件25，因此也具有相同的良好效应。然而，此处提供给多层堆叠18中的重叠各层19，20的能量会是第一实施例的两倍，而本发明这样的变化可运用于较厚的多层堆叠18，以确报其中最内层也可达到。另外其它变化，如图7至图10所示，也可产生于装置I中某些细节部分。用来设置结合接头3，30的导轨4由该装置的外壳2中的一直杆50所支撑。导轨4上有两平行沟槽41，42以及与撑架45，46连接的滚珠轴承43，44，并且支撑其所组接的结合接头30，30，。当撑架45，46沿着沟槽41，42移动，其相对应的结合接头3，30也被移动至所需位置，而阻挡件可则用以阻挡(未显示)。为了依照需结合的多层堆叠的厚度来调整感应蕊120，120’之间的距离，机电促动器47，48设置于撑架45，46上，以让该两蕊可沿着一垂直方向移动。其中图7，8与图9，10分别显示两相对的感应蕊120，120’被旋转90°以与导轨4相平行或相垂直，如此多层堆叠可在其边缘或内部上进行结合，也就是增加本发明的结合装置的灵活性与操作性。然而，下列专利范围应包含所有的可能的相关变化。
权利要求
1.一种用以感应结合多层印刷电路堆叠(18)堆叠的方法，其特征在于，该堆叠包含有数个导电层(19)并搭配印刷电路划线(21)，该数个导电层(19)被数个以树脂浸注的介电材质所制成的隔离层(20)所分隔，并沿着该导电层(19)边缘排列间隙件(25)，以确保该数个导电层(19)在边缘上分别隔离，其特征在于，该方法包含有一步骤:在该多层堆叠(18)上设有感应元件(25)的预定位置上感应一磁通量，以便对树脂进行局部加热，而其特征为该磁通量感应产生于该数个间隙件(25)。
2.如权利要求1所述的结合方法，其特征在于，间隙件(25)包含数个感应元件均匀地个别区分开。
3.如权利要求1或2所述的结合方法，其特征在于，一反向磁通量感应产生于该数个多层堆叠(18)的位置。
4.如权利要求3所述的结合方法，其特征在于，反向磁通量同时由相同的感应体(13; 130，130’)所感应产生。
5.如权利要求1-4中任意一项所述的结合方法，其特征在于，每一磁通量为可变化并具有频率范围由18kH至30kHz，大约24kHz为较佳。
6.如权利要求1-4中任意一项所述的结合方法，其特征在于，该感应间隙件(25)具有一圆形或多角的形状。
7.如权利要求6所述的结合方法，其特征在于，该感应间隙件(25)具有一直径范围从Imm至7mm，而4mm为较佳。
全文摘要
本发明有关一种利用电磁诱发结合堆叠层的方法(19，20)以制造印刷电路。特别是，在一多层堆叠(18)的一周边区域(22)上的数个感应间隙件(25)上诱发一磁通量。借助此方法，可在外围区域上的不同区域诱发反向的磁通量，以在结合过程中达成最佳能量效率。本发明另包含有一感应接头以及执行上述方法的结合装置。
文档编号H05K3/46GK103210706SQ201180050490
公开日2013年7月17日 申请日期2011年10月11日 优先权日2010年10月19日
发明者奇拉索·布鲁诺 申请人:塞逹尔设备股份有限公司