电元件载体及制造方法
专利汇可以提供电元件载体及制造方法专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本 发明 公开了一种将导电材料预置于非导电材料中以实现电连通的制造电元件载体的方法及使用该方法制造的电元件载体。用 导线 预先构成一导线 框架 ，并向内部注入待 凝固 的液态工程塑料如环 氧 树脂 ，待冷凝后，经磨床等 机械加工 ，将 焊接 面上焊盘磨出，元件即可通过焊脚焊接在相应焊盘 位置 上。用此方法产生的电元件载体，无板层的限制，无通孔，可实现 计算机辅助设计 的量佳方案及任意的电连通。全部 制造过程 无污染，并可用 计算机辅助制造 来实现。，下面是电元件载体及制造方法专利的具体信息内容。
1、一种将导电材料预置于非导电材料中以实现电连通的制造电元件载体的方法，其特征在于包括以下步骤：
(1)将外部涂/带有绝缘层或/和屏蔽层的导线，在三维空间按折点坐标折成一定形状；
(2)于上述各导线彼此交叉处的适当交叉点固牢；
(3)将按步骤(1)、(2)制成的导线框架置入浇注模具并向该模具中注入待凝固的工程塑料；
(4)冷凝后，将需安置元件的各个焊接面磨出，以使焊接面上裸露出焊盘；
(5)通过丝网印刷或贴干膜方式在磨出的焊接面上制出白漆图和阻焊膜；
2、根据权利要求1所述的方法，其特征在于：最先安置的导线先要插在钻有与该导线外径相应的孔的硬质板上定位，其余导线则按导线安置顺序与先行安置的导线粘接。
3、根据权利要求1或2所述的制造方法，其特征在于：所述的待凝固工程塑料，是用环氧树脂替代的;
4、根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于：在浇注凝固的工程塑料或环氧树脂之前，在导线框架内或非焊接面内加入绝缘纤维或织物;
5、根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于：将导线的两端剥去绝缘及屏蔽层后，或者直接将其两端按需要折成折线，并将处于同一焊接面内的折线定位在同一面内;
6、一种利用权利要求1所述的方法制造的电元件载体，其特征在于：
（1）电元件载体内的导线是折成一定形状的三维立体框架;
（2）各导线彼此交叉的部位是固牢的;
（3）该导线的周围充有工程塑料或树脂;
（4）在每条导线伸出电元件载体之外的焊接面上有裸露的金属焊盘;
（5）焊接面上制有白漆图及阻焊膜;
7、根据权利要求6所述的电元件载体，其特征在于：电元件载体内的导线周围或非焊接面内还填充有绝缘纤维或织物;
8、根据权利要求6或7所述的电元件载体，其特征在于：电元件载体内导线的横截面为四边形或其它任意形状;
9、根据权利要求6或7所述的电元件载体，其特征在于：需伸出该电元件载体的导线端头是折成折线的。
本发明涉及制造电元件载体内电路的制造方法及使用该方法制造的电元件载体。具体说来，涉及将导体或屏蔽线按要求搭合，使其具有某种连接和支撑功能而将电子元件连接起来的电元件载体的制造方法及使用该方法制造的电元件载体。
为满足具有一定机械强度和屏蔽要求并能支撑整个电路元件的需要，目前主要使用的是各种电路板，如印刷电路板和铸模电路板。
印刷电路板能够较好地满足电连通的需要，但其生产工艺较复杂，所需工艺设备较多，而多层印刷电路板尤其如此。此外，印刷电路板在几何形状上也受到一定限制，一般只能做成平板式，而尤其令人不安的是在生产过程中存在有较严重的环境污染问题，不易解决。
与印刷电路板不同，铸模电路板的生产不存在环境污染问题，但所需设备和工艺比较复杂，而且对电路的某些屏蔽要求也较难实现。
不论是采用印刷电路板或是铸模电路板，在实现电连通时，因电元件载体为平板形，且需通过通孔实现层间的电连通，因此在布线时会受到某种限制，以致布线密度和集成度受到影响。
为了解除这种几何形状方面的限制及使电路布线更直观，中国专利CN87100302A公开了一种软线路板的制造方法，它是通过将导线粘贴或缝在软质绝缘基膜上，并将元件焊好后，加固化剂固化而成，该方法所能提供的线路板为软质，无固定形状，故只能做成教具，无法制成高性能电元件载体，而且仍然不能实现高度集成化。
本发明的目的在于提供一种能满足实施电路最佳方案和机械要求的，具有任意空间几何形状并满足电气指标的电元件载体的制造方法，使其不再受到分层的约束，而能高效地利用空间，并因而大大提高其集成度。
本发明的另一个目的是制造无通孔的实体电元件载体，因而其电气可靠性高，特别适用于表面封装器件，能够满足各元器件之间最佳布局及连接的需要。
本发明的再一个目的是提供一种制造上述电元件载体的最为经济的方 法，它既可由操作者手工实现，也可进行机械化生产，特别适合于计算机辅助设计，且所需设备较少，工艺简单，因而成本较低，而且无污染。
本发明的上述目的以及其它一些类似目的，是通过以下途径实现的：根据电原理图及电性能和几何尺寸要求，确定出各电子元件及其连接导线在空间应处位置，即各元件及导线弯折点的空间位置坐标，然后根据各元件焊脚间连通的需要，将外部涂/带有绝缘层和/或屏蔽层的导线于两端剥去或者不剥去绝缘层及屏蔽层，按导线在空间弯折点的坐标将其折成所需形状，并于空间搭合起来，在上述导线彼此交叉的适当位置固牢，例如用胶粘、焊接或其它类似方式加以固定，安置导线的顺序以优先安置大截面的主导线为原则，把需优先安置的主导线两端折出工艺折线，插在钻有与其线径相应的定位孔的硬质定位板上，其后需安置的折线，即可与此先行安置的导线在适当的交叉点固牢，随后折去定位板，以制成导线框架。所用的导线可以是芯型截面为圆形的普通导线，也可是芯型截面为四边形或其它任意形状的特殊导线，以使其在磨焊接面时，可以很快在焊接面上形成磨出的最大面积的焊盘。制做导线框架时，可在导线两端脱去绝缘层和屏蔽层后，或直接于两端各折一段折线，并将处于同一焊接面的折线定位于同一面内，若这些导线中有需先行安置的主导线，则还需在两端再折出一段工艺折线，以便插入硬质定位板中将导线的位置固定，焊接面被磨出后，在焊接面内形成该折线长度的条形焊盘，便于元件焊脚的附着焊接;制做导线框架时，也可以使导线的两端直接沿伸，伸出产品区，在磨制后的焊接面上形成导线截面形状的焊盘。将制好的导线框架放入一内部容积按设计要求制做的模具内，根据机械强度需要可以向导线框架内电元件载体的非焊接面内，加入绝缘纤维或织物，再向该模具内注入待凝固的符合电气、物理、化学特性要求的液态工程塑料，如环氧树脂等，使导线框架全部浸入该工程塑料或树脂中成型，待冷凝后，用磨床等机械设备将焊接面磨出，磨致焊接面上的焊盘全部裸露出来为止，其它非焊接面只需磨成所需几何形状即可。最后再在焊接面上用丝网印刷或贴干膜的方式制做出标志元件焊接位置的白漆图及阻焊膜。
以下将结合附图对本发明的最佳实施例作进一步描述，从而可以更容易地了解本发明的实质。然而应当指出，本发明要求保护的内容，绝不应仅局限于这些实施例，因为熟悉本行业的普通技术人员是可以在此基础上 作出各种不偏离此实质的多种变形的，而这同样应属于本发明保护的范围，其中：
图1给出实施本发明的工艺流程方框图;
图2给出几种经成形处理过的导线;
图3给出电元件载体的透视图;
由图1可知，实现本发明需经以下步骤，即：收集数据;制做导线框架;安置导线框架于磨具中及浇注成型;冷却;磨出焊接面;丝网印刷或贴干膜。在收集数据阶段，需要收集五个方面内容的数据，即：电路原理图;电路元件载体几何参数;电性能要求，例如哪些器件要求靠得近些，连线要求短些，哪些点间电流较大需要某种规格截面的导线，哪些点间要求屏蔽线连接等等;所用器件的外形几何参数;对填充材料的介电常数、机械强度、工作温度、湿度、防腐蚀性等要求。根据以上数据，可借助于计算机辅助设计或手工计算，进入处理数据步骤，将上述五方面内容转换为工艺所需的几何参数。这些工艺参数形式上可以是普通的工艺条件，也可以是数控机床所用的穿孔纸带、磁盘文件等。其工艺参数包括以下十个方面，即：器件位置坐标;所用导线规格及弯折点坐标;电元件载体外形几何参数;定位板上定位孔的坐标及孔径;安置成形导线顺序表;固牢点（粘接点）坐标;增加纤维层位置坐标及增加纤维层数量;浇注条件;冷却温度条件;白漆图形及阻焊膜图形。制做浇注模具时根据元件载体外形几何参数，将金属板或其它材料的板（如塑料）用板金、模压或开模具的方式，制做成浇注外框即模具，并在模具的内侧面涂上不沾粘涂层，根据工艺文件中给出的导线长度及形状，取该长度的导线，将两端各折成折线段，或直接用此导线，根据导线弯折点坐标，折成所需形状，需先行安置的导线，可在其端头再折出工艺折线用以插在硬质定位板上，硬质定位板位于某一焊接面端头，为具有可使导线插入该板上的硬质薄板，其孔径与所插导线线径相适配，孔的位置依定位坐标而定，最先定位的导线以大截面导线为主，只需将其端部的工艺折线插入定位板上的定位孔即可定位固定，其余导线彼此交叉部位用胶粘着固定，其余导线依安置导线的顺序表依次安置，并于导线彼此交叉部位用胶粘着固定，然后拆去定位板，即可形成导线框架，根据机械强度要求，将制好的导线框架放入浇注模具内并在导线框架内部或非焊接面内加入绝缘纤维，后向置于浇注模具内的导线 框架注入待凝固的液态工程塑料如环氧树脂。以上步骤可由人工借助于钳子、量尺、滴胶管、量杯等工具手工完成，也可由具有切割、夹持、弯折、定位、点胶及浇注功能的数控机床自行完成，其操作过程可由事先写入磁盘或纸带的工艺参数自动控制，冷却后的电元件载体，可放在磨床上磨制，将焊接面磨出以露出焊盘，再用丝网印刷或贴干膜的方式在焊接面上制出白漆图及阻焊膜。
图2给出几种经过成形处理过的导线。图2中1、2、3为弯折成规定形状的带有“ ”或“ ”形状的折线，其两端4、5、6、7、8、9部为剥去绝缘层及屏蔽层后，或直接折成的如图所示长约1～2毫米的折线。其两端也可不用弯折，直接伸出产品区，在焊接面磨出后，将会在焊接面上形成1～2毫米的条形焊盘或导线截面形状的焊盘。
图3给出电元件载体透视图。图3中10～15为分布在电元件载体中的6条导线，每条导线按规定可取屏蔽线或其他规格导线，并按导线弯折点坐标折成如图3中所示形状。其中导线12、13为主导线，它们的两端16、17、18、19为露在焊接面上的条形焊盘，根据电路原理图需要，须有一条导线13来实现焊盘16与17间的电连通，一条导线12来实现焊盘18、19之间的电连通。根据计算流过电流的强度，可选用相应规格的导线，按弯折点坐标要求折成如图3中12、13所示形状。根据所需连接器件的空间位置坐标，将导线12、13设定位置，设定位置时可将导线端头的工艺折线插在硬质定位板上（图中未表示），并使焊盘16、18处于同一焊接面内，焊盘17、19处于另一相同焊接面内，导线12与导线13有交叉位置20、21，安置导线时需在20、21处点胶固定，其余导线也按此法彼此粘住固牢，即可形成如图3所示的导线框架，导线框架制成后，可将定位板取下，将该导线框架置入浇注模具内，该模具内壁涂有滑石粉等不沾粘涂料，根据强度需要，可在导线框架内或非焊接面内，如图3中y＝0平面内，加至少一层绝缘纤维层以增加其机械强度，再向该浇注模具内注入待凝固的液态工程塑料如环氧树脂，冷却凝固后，在磨床上将焊接面上的焊盘磨出，即形成如图3所示焊接面xoy和yoz平面上的焊盘16、17、18、19，其它非焊接面如xoz平面只需磨成需要的几何形状即可，为标志元件的焊接位置及焊接的方便，于焊接面xoy和yoz平面上用丝网印刷或贴干膜方式制出白漆图和阻焊膜，需要焊接在元件载体上的元件可通过其焊脚与 焊盘16、17、18、19焊接。为了在焊接面上尽快形成最大面积的焊盘，可用截面为四边形的导线，在磨制焊面时，只要磨去很少一层，即可将焊盘全部裸露出来，形成最大面积的条形焊盘。若制做导线框架的导线两端不折有折线段，直接伸出产品区，经焊接面磨制后，可形成导线截面形状的焊盘。
用此方法设计制造电元件载体的优点在于：布线时可实现计算机辅助设计及手工设计的电路最佳方案，不受电路板层的限制，无通孔，可实现任意的电连通，机械强度符合设计要求，且载体可制成任意形状，制造过程中无污染。
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