电路中银迁移的抑制制造技术

为减小印刷电路板键盘印制线上的银迁移，行和列之间施加的电压极性以一个足以抑制银晶体分支的形成的频率反转，因而总时间内的净电压是零。（*该技术在2017年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及电路中金属迁移的减小。这个现象是与含有银导体印制线的印刷电路板有关的特别的问题。银特别容易发生银迁移的问题，其中很小的银支线从导体印制线中长出。在有些情况下，当支线连接了交错的绝缘空间或部分地连接了空间而使它不再适合于维持印制线之间的电绝缘时，这可以造成相邻导体印制线之间的短路。银迁移可以通过在银印制线上覆盖钝化层来减小。用这种方法减小银迁移的一个原因是它减少了到达电路板的空气湿气的数量，使得没有足够的“电解质”来促进迁移。在有些应用中，可以预期金属会用作接触表面如在电连接器中，或用作印刷电路板键盘的印刷矩阵，其中一对导体印制线被弹性地安装在导体印制线上方的接触元件所连接。银由于它的低接触阻抗尤其适合于这种应用。在应用了这样的机械式接触结构时，绝缘的钝化层就可以不用了。在这样的情况下，我们已利用了导电的碳填料层来涂敷银印制线。这个工艺需要另外的加工步骤并因此增加了制造成本。这个说明书公开了用于减小金属迁移效应的结构，这个结构包括施加到易于发生金属迁移的金属部分的可变换极性的电压源。在一个优选实施例中，可变换极性的电压源包括与一个由控制装置控制的转换开关结构相连的直流电压源。控制装置可以是multivilerator，或它可以采用一个更复杂的算法而在特定的条件时抑制转换。例如，在金属用于印刷电路板按钮键盘阵列的“矩阵”通道时，当按钮被按下且连接接触连接了一对金属导体印制线时，转换就被抑制了。附图说明图1是本专利技术的一个实施例的图示。本专利技术将参照图1来描述，它是应用了本专利技术的印刷电路板按钮键盘的两行导电印制线的图示。每个按钮由一对导电焊盘8/9…18/19确定，当安在上方且通常与焊盘对隔开的按钮被按下时，它们被相应的连接接触(未画出)所连接。在图1中，第一行中的焊盘8，10和12与电阻7串联在一起，同时与它们相应的焊盘9，11和13每个都安在不同的列中，且分别与电阻4，5和6连接。相似地，焊盘14，16和18与电阻22串联，焊盘15，17和19分别与电阻4，5和6连接，即15，17和19分别与9，11和13处于同一列中。当没有按钮被按下时，因为没有电流流过电阻7或22，所有的行焊盘8，10，12，14，16，18都在同样的电位，如这些焊盘都在0伏。相似地，按钮被操作时，所有的列焊盘9，11，13，15，17，19都在同样的电位，如+5伏。然而，如果连接焊盘10和11的按钮被按下时，电流流过电阻5和7。因此通过检测电阻的电压降可以确定被操作的按钮。通常焊盘和连接线是印刷在印刷电路板上的银印制线。印制线和焊盘经常排得很紧密，且我们已发现银迁移可以造成失效。为减小银迁移效应，列和行的极性被周期性地反转。这在图1中用插在电池1和键盘之间的转换开关(2，3)来表示。控制装置20控制转换开关的操作。控制装置根据预定的算法或根据固定的基准如71赫兹来转换加到键盘印制线的电压极性。将这个原理应用于在具有微处理器来处理功能的电话机中的键盘时，行和列通过施加测试电压而被周期性地扫描。扫描速率可以是如200赫兹。通过调整使行和列之间施加的极性固定反转的扫描过程，平均电压可以调到近似等于0，使得“电池电流”效应被中和，银迁移被大大抑制。图2显示了本专利技术的一个实施例，它是一个其行和列适于被扫描以检测被操作按钮的键盘。图2显示了一个阵列，它具有多行及多列，为了说明的简单，图中示出其中的2行21和22，及其中的3列23，24和25。在每行和每列的交点，接触结构被图示为开关31，32，33，34，35，36。每行和列通过相应的电阻41到45连接到电源VDD，并由相应的晶体管开关51到55连接电源的另一端。可以在相应的缓冲放大器61至65的输出处，监视各行和列的状态。操作时，行的晶体管开关51和52被接通半个周期，并且当行开关接通时，列的晶体管开关53，54和55被切断。在每个开关周期的另一半时间，开关被反转。当开关51到55中的一个是切断的，相应的行或列通过相应的上拉电阻41到45被上拉至VDD，且当开关接通时，相应的行或列被晶体管的开路漏端设到低电位。通过反相地开关行和列开关，行和列之间的平均电位为0V，因此抑制了银迁移。权利要求1.减小具有电位的金属物体的金属迁移的方法，包括以预定的方式变换电位的极性的步骤。2.权利要求1的方法，其中电位的反转应使得净电压/时间乘积近似为零。3.权利要求1或2的方法，其中极性反转的频率足够高，使得可基本抑制金属分支的形成。4.权利要求1到3之任一条的方法，其中金属是银。5.权利要求1到4之任一条的方法，其中金属物体包括在印刷电路板上的金属印制线。6.一种减小金属迁移的方法，基本上如同参照附图的描述。7.减小具有电位的金属物体的金属迁移的结构，包括与金属物体相连的电压极性反转装置，极性反转装置以预定的方式反转施加在金属物体上的电压极性。8.权利要求7的结构，其中极性反转装置反转极性，使得净电压/时间乘积近似为零。9.权利要求7或权利要求8的结构，其中极性反转装置以足以基本抑制金属分支形成的频率反转极性。10.权利要求7到9之任一条的结构，其中金属物体是印刷电路板上的银印制线。11.一种减小银迁移的结构，基本上如同参照附图的描述。12.电话用户机，包括权利要求9或权利要求10的结构，以抑制印刷电路板上的银迁移。13.权利要求12的电话用户机，其中极性反转装置包括处理器控制的扫描结构，它扫描键盘的行和列，并固定反转扫描电压的极性。全文摘要为减小印刷电路板键盘印制线上的银迁移,行和列之间施加的电压极性以一个足以抑制银晶体分支的形成的频率反转,因而总时间内的净电压是零。文档编号H05K3/00GK1182344SQ97117160公开日1998年5月20日 申请日期1997年7月23日 优先权日1996年7月24日专利技术者默里·戴维·威德 申请人:阿尔卡塔尔-阿尔斯托姆通用电气公司本文档来自技高网...

【技术保护点】
减小具有电位的金属物体的金属迁移的方法，包括以预定的方式变换电位的极性的步骤。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：默里戴维威德，
申请(专利权)人：阿尔卡塔尔公司，
类型：发明
国别省市：FR[法国]