使用三维喷墨打印来制造带有屏蔽轨道和/或组件的PCB和FPC制造技术

本公开涉及用于对具有电磁屏蔽轨道和/或组件的电路板进行直接打印的方法和/或组合物。具体地说，本公开涉及对带金属屏蔽套管或封壳的绝缘夹套轨道和/或组件的直接、不间断且连续的三维打印。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】使用三维喷墨打印来制造带有屏蔽轨道和/或组件的PCB和FPC
技术介绍
本公开指向用于对具有电磁屏蔽轨道和/或组件的电路板进行直接打印的方法和组合物。具体地说，本公开涉及对带有金属屏蔽套管或封壳的绝缘夹套轨道和/或组件的直接和连续的三维打印。在过去几年中，随着对设备插针密度和系统频率的要求提高，印刷电路板(PCB)的布局变得更加复杂。因此，成功的高速板必须有效地集成许多器件和其他元件，同时避免与高速输入/输出标准相关联的信号传输问题(例如，信号完整性)。印刷电路板(PCB)和柔性电路(例如，柔性印刷电路或FPC)可以包含一系列被动和主动组件、芯片(倒装芯片、裸片等等)、接地层、迹线以及连接器导线。目前的PCB和FPC包含高速处理器和专业芯片，其具有的速度为一千兆赫及更高，以用于处理数字信息和交换。不幸的是，这些微处理器和芯片可以产生电磁干扰(EMI)、静电放电(ESD)以及无线电频率干扰(RFI)并被其破坏。(如此后本文所使用的，“EMI”将包括ESD、RFI以及任何其他类型的电磁发射或影响。)此外，发射的电磁辐射会干扰其他组件，并且发射水平受到法律的限制。有相对较长轨道的高密度、高速PCB的主要问题之一是串扰(参见例如，图1和2)。串扰指的是在迹线、导线、迹线至导线、电缆组件、受电磁场干扰的组件或其在PCB或FPC内的组合之间的意外电磁耦合或干扰(EMI)。串扰涉及电容和电感耦合二者。电容耦合通常在一个迹线位于另一个迹线顶上时产生。这种耦合是迹线与重叠区域之间的距离间隔的直接作用。耦合信号可能会超过设计限制，并且有非常短的迹线路由。这种耦合可能严重到使重叠的并行性变得难以承受，对PCB设计施加了限制，从而降低了容积效率。感应耦合涉及到物理上彼此极为贴近的迹线。两个迹线彼此相邻时，沿一条迹线向下的电流是干扰源或被驱动的线。目前的缓解技术是，例如(参见例如图3和图4)，最大限度地减少放置的过程中各组件之间的物理距离；最大限度地减少并行、交叉以及重叠的路由迹线长度；根据功能对逻辑系列进行分组；将组件远离输入/输出连接线和其他易受数据损坏和耦合影响的区域安置；避免相互平行的迹线布线；对相邻的层进行正交路由；减少迹线(轨道)阻抗和信号驱动水平；减少信号到地面的基准距离间隔(例如，通过将附加接地器合并到PCB内)；将高噪声发射器划分或隔离到堆栈分配内的不同层上(并且例如用接地器将其分开，或者如果在同一层中用过孔将其分开)；和/或提供对阻抗控制迹线或富含射频谐波能量的迹线的终止；或是这些缓解方法的组合。此外，控制电磁干扰可以通过多种方式实现，包括使用金属外壳(“罐头”)、填充有金属的聚合物外壳、以及用于外壳的金属衬垫。电子外壳上的金属镀层涂覆了导电涂料或金属板，并通过化学镀(无电镀)或电镀粘接。带粘性背衬的金属箔片或衬垫可以涂覆于外壳内部，使电子仪器能够满足屏蔽要求。不幸的是，针对PCB和FPC的EMI屏蔽的传统解决方案各自都有缺点。例如，电镀昂贵、复杂、并且仅限于某些聚合物树脂。虽然银漆具有良好的电气性能，但是银漆非常昂贵。镍漆可用于相对较低的衰减应用，但却受到其高电阻和低稳定性的限制。最重要的是，涂装过程在凹槽和折痕上都有剥落、开裂和涂布均匀性的困难。这些缓解/屏蔽方法明显对PCB设计施加了大量限制，增加了它的成本、尺寸，并由于广泛使用过孔而降低了它的完整性和强度。相应地，显然有必要改善对PCB内的迹线和组件的串扰缓解和EMI屏蔽。
技术实现思路
各实施例中公开了用喷墨打印形成或制造具有包括金属和绝缘树脂的屏蔽迹线和/或组件的PCB和/或FPC的方法，用于带有金属屏蔽套管或封壳的绝缘夹套轨道和/或组件的直接、不间断和连续的三维打印。在实施例中，本文提供了一种用于使用喷墨打印机制造具有电磁屏蔽轨道的印刷电路板(PCB)的方法，其包括：提供喷墨打印系统，其包括：第一打印头，其具有：至少一个孔、绝缘树脂油墨槽、以及被配置成通过所述孔供应绝缘树脂喷墨油墨的绝缘树脂泵；第二打印头，其具有：至少一个孔、第一金属油墨槽、以及被配置成通过所述孔供应第一金属喷墨油墨的第一金属油墨泵；传送带，其可操作地被耦合到第一和第二打印头，被配置成向第一和第二打印头中的每一个传送基底；以及计算机辅助制造(“CAM”)模块，其包括：数据处理器；非易失性存储器；以及存储于其上的一组可执行指令，用于：接收具有电磁屏蔽轨道的印刷电路板的可视化文件；生成表示至少一个实质上是二维的层的文件，用于打印具有电磁屏蔽轨道的印刷电路板；接收与具有电磁屏蔽轨道的印刷电路板相关的参数选择；以及基于参数选择中的至少一个参数改变表示至少一个实质上是二维的层的文件，其中，CAM模块被配置成控制第一和第二打印头中的每一个；提供绝缘树脂喷墨油墨组合物、第一金属喷墨油墨组合物以及支持物喷墨油墨组合物；使用CAM模块，获取多个生成的文件，每个文件表示具有电磁屏蔽轨道的印刷电路板的实质上是二维的层，用于打印，每个二维层包括表示绝缘树脂喷墨油墨、第一金属喷墨油墨以及支持物喷墨油墨的图案；以及使用第一喷墨打印头和第二打印头，形成具有电磁屏蔽轨道的印刷电路板，其中，绝缘树脂油墨绕导电轨道形成套管，并且其中，第一金属油墨绕绝缘树脂套管形成屏蔽套管。在另一个实施例中，本文提供了一种用于使用喷墨打印机制造其中具有电磁屏蔽组件的印刷电路板的方法，其包括：提供喷墨打印系统，其包括：第一打印头，其具有：至少一个孔、绝缘树脂油墨槽、以及被配置成通过所述孔供应绝缘树脂喷墨油墨的绝缘树脂泵；第二打印头，其具有：至少一个孔、第一金属油墨槽、以及被配置成通过所述孔供应第一金属喷墨油墨的第一金属油墨泵；传送带，其可操作地被耦合到第一和第二打印头，被配置成向第一和第二打印头中的每一个传送基底；以及计算机辅助制造(“CAM”)模块，其包括：数据处理器；非易失性存储器；以及存储于其上的一组可执行指令，用于：接收具有电磁屏蔽轨道的印刷电路板的可视化文件；生成表示至少一个实质上是二维层的文件，用于打印具有电磁屏蔽轨道的印刷电路板；接收与具有电磁屏蔽轨道的印刷电路板相关的参数选择；以及基于参数选择中的至少一个改变表示至少一个实质上是二维的层的文件，其中，CAM模块被配置成控制第一和第二打印头中的每一个；提供绝缘树脂喷墨油墨组合物、第一金属喷墨油墨组合物以及支持物喷墨油墨组合物；使用CAM模块，获取多个生成的文件，每个文件表示具有电磁屏蔽轨道的印刷电路板的实质上是二维的层，用于打印，每个二维层包括表示绝缘树脂喷墨油墨、第一金属喷墨油墨以及支持物喷墨油墨的图案；以及使用第一喷墨打印头和第二打印头，形成具有电磁屏蔽组件的印刷电路板，其中，绝缘树脂油墨绕导电轨道形成外壳，并且其中，第一金属油墨绕绝缘树脂外壳形成屏蔽封壳。在实施例中，金属油墨可以是溶剂中金属纳米微粒的分散体或金属前体溶液或分散体或其组合。在又一个实施例中，喷墨打印系统进一步包括又一附加打印头，其具有：至少一个孔、支持物油墨槽、以及被配置成通过所述孔供应支持物油墨的支持物油墨泵，所述方法进一步包括：提供支持物油墨组合物；在使用第一打印头的步骤之前、之后或者同时，使用支持物油墨打印头，形成与复合组件的第一个实质上是二维的层中的支持物表示相对应的预先确定的图案，用于本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于使用喷墨打印机制造具有电磁屏蔽轨道的印刷电路板的方法，其包括：a.提供喷墨打印系统，其包括：i.第一打印头，其具有：至少一个孔、绝缘树脂油墨槽、以及被配置成通过所述孔供应绝缘树脂喷墨油墨的绝缘树脂泵；ii.第二打印头，其具有：至少一个孔、第一金属油墨槽、以及被配置成通过所述孔供应第一金属喷墨油墨的第一金属油墨泵；iii.传送带，其可操作地被耦合到所述第一和所述第二打印头，被配置成向所述第一和第二打印头中的每一个传送基底；以及iv.计算机辅助制造(“CAM”)模块，其包括：数据处理器；非易失性存储器；以及存储于其上的一组可执行指令，所述指令用于：接收所述具有电磁屏蔽轨道的印刷电路板的可视化文件；生成表示至少一个实质上是二维的层的文件，用于打印所述具有电磁屏蔽轨道的印刷电路板；接收与所述具有电磁屏蔽轨道的印刷电路板相关的参数选择；以及基于所述参数选择中的至少一个改变所述表示至少一个实质上是二维的层的文件，其中，所述CAM模块被配置成控制所述第一和第二打印头中的每一个；b.提供绝缘树脂喷墨油墨组合物、第一金属喷墨油墨组合物以及支持物喷墨油墨组合物；c.使用所述CAM模块，获取多个生成的文件，每个文件表示所述具有电磁屏蔽轨道的印刷电路板的实质上是二维的层，用于打印，每个所述二维层包括表示所述绝缘树脂喷墨油墨、所述第一金属喷墨油墨以及支持物喷墨油墨的图案；以及d.使用所述第一喷墨打印头和所述第二打印头，形成具有电磁屏蔽轨道的印刷电路板，其中，所述绝缘树脂油墨：i.绕导电轨道形成套管，并且其中，所述第一金属油墨绕所述绝缘树脂套管形成屏蔽套管；和/或ii.绕导电轨道形成外壳，并且其中，所述第一金属油墨绕所述绝缘树脂外壳形成屏蔽封壳。...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.03.26 US 62/313,7611.一种用于使用喷墨打印机制造具有电磁屏蔽轨道的印刷电路板的方法，其包括：a.提供喷墨打印系统，其包括：i.第一打印头，其具有：至少一个孔、绝缘树脂油墨槽、以及被配置成通过所述孔供应绝缘树脂喷墨油墨的绝缘树脂泵；ii.第二打印头，其具有：至少一个孔、第一金属油墨槽、以及被配置成通过所述孔供应第一金属喷墨油墨的第一金属油墨泵；iii.传送带，其可操作地被耦合到所述第一和所述第二打印头，被配置成向所述第一和第二打印头中的每一个传送基底；以及iv.计算机辅助制造(“CAM”)模块，其包括：数据处理器；非易失性存储器；以及存储于其上的一组可执行指令，所述指令用于：接收所述具有电磁屏蔽轨道的印刷电路板的可视化文件；生成表示至少一个实质上是二维的层的文件，用于打印所述具有电磁屏蔽轨道的印刷电路板；接收与所述具有电磁屏蔽轨道的印刷电路板相关的参数选择；以及基于所述参数选择中的至少一个改变所述表示至少一个实质上是二维的层的文件，其中，所述CAM模块被配置成控制所述第一和第二打印头中的每一个；b.提供绝缘树脂喷墨油墨组合物、第一金属喷墨油墨组合物以及支持物喷墨油墨组合物；c.使用所述CAM模块，获取多个生成的文件，每个文件表示所述具有电磁屏蔽轨道的印刷电路板的实质上是二维的层，用于打印，每个所述二维层包括表示所述绝缘树脂喷墨油墨、所述第一金属喷墨油墨以及支持物喷墨油墨的图案；以及d.使用所述第一喷墨打印头和所述第二打印头，形成具有电磁屏蔽轨道的印刷电路板，其中，所述绝缘树脂油墨：i.绕导电轨道形成套管，并且其中，所述第一金属油墨绕所述绝缘树脂套管形成屏蔽套管；和/或ii.绕导电轨道形成外壳，并且其中，所述第一金属油墨绕所述绝缘树脂外壳形成屏蔽封壳。2.根据权利要求1所述的方法，其进一步包括：a.使用所述CAM模块，获取生成的文件，其表示所述印刷电路板的第一个实质上是二维的层，所述二维层包括表示所述绝缘树脂喷墨油墨并且表示所述第一金属喷墨油墨的图案；b.使用所述第一打印头，形成与所述第一个实质上是二维的层中的所述绝缘树脂表示相对应的图案；c.固化与所述印刷电路板的所述二维层中的所述绝缘树脂表示相对应的所述图案；d.使用所述第二打印头，形成与所述具有电磁屏蔽轨道的印刷电路板的所述第一个实质上是二维的层中的所述屏蔽金属套管表示相对应的图案，用于打印；并且e.烧结与所述具有电磁屏蔽轨道的印刷电路板的所述二维层中的所述屏蔽金属套管表示相对应的所述图案。3.根据权利要求2所述的方法，其包括：a.使用所述CAM模块，获取生成的文件，其表示所述具有电磁屏蔽轨道和/或组件的印刷电路板的实质上是二维的层，用于将下一个二维层打印到所述第一层上，所述下一个二维层包括表示所述绝缘树脂和所述屏蔽金属的图案；b.使用所述第一打印头，形成与所述印刷电路板的所述下一个实质上是二维的层中的所述绝缘油墨的所述绝缘树脂表示相对应的图案；c.固化与所述下一个二维层中的所述绝缘树脂表示相对应的所述图案；d.使用所述第二打印头，形成与所述印刷电路板的所述下一个实质上是二维的层中的所述屏蔽金属表示相对应的图案；并且e.烧结与所述印刷电路板的所述下一个二维层中的所述屏蔽金属表示相对应的所述图案。4.根据权利要求3所述的方法，其包括：a.使用所述CAM模块，获取生成的文件，其表示所述具有电磁屏蔽轨道的印刷电路板的实质上是二维的层，用于在权利要求4的层之后打印，所述下一个二维层包括表示所述导电轨道、所述绝缘套管以及所述屏蔽套管的图案；b.使用所述第二打印头，形成与权利要求3中的所述具有电磁屏蔽轨道的印刷电路板的所述实质上是二维的层的下一层中的所述导电轨道表示相对应的图案，用于打印；c.烧结与权利要求3中的所述具有电磁屏蔽轨道的印刷电路板的所述实质上是二维的层的下一层中的所述导电轨道表示相对应的所述图案，用于打印；d.使用所述第一打印头，形成与权利要求3中的所述具有电磁屏蔽轨道的印刷电路板的所述实质上是二维的层的下一层中的所述绝缘套管的所述绝缘树脂表示相对应的图案，用于打印；e.固化与所述具有电磁屏蔽轨道的印刷电路板的所述二维层中的所述绝缘树脂表示相对应的所述图案；f.使用所述第二打印头，形成与权利要求3中的所述具有电磁屏蔽轨道的印刷电路板的所述实质上是二维的层的下一层中的所述屏蔽金属表示相对应的图案，用于打印；并且g.烧结与所述具有电磁屏蔽轨道的印刷电路板的所述二维层中的所述屏蔽套管表示相对应的所述图案。5.根据权利要求4所述的方法，其进一步包括：a.使用所述CAM模块，获取生成的文件，其表示所述具有电磁屏蔽轨道的印刷电路板的实质上是二维的层，用于在权利要求5的层之后打印，所述下一个二维层包括表示所述绝缘套管和所述屏蔽套管的图案；b.使用所述第一打印头，形成与所述具有电磁屏蔽轨道的印刷电路板的所述下一个实质上是二维的层中的所述绝缘套管的所述绝缘树脂表示相对应的图案，用于打印；c.固化与所述具有电磁屏蔽轨道的印刷电路板的所述二维层中的...

【专利技术属性】
技术研发人员：A·沙步泰，M·帕特什，
申请(专利权)人：维纳米技术公司，
类型：发明
国别省市：以色列,IL