[发明专利]电极接合方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种异质金属接合方法，特别涉及一种电极接合方法。

背景技术

钻孔自古以来即为一个重要的机械加工方法，且已进一步应用于电子产业中，例如印刷电路板的加工。现在一般电路板的制造过程中的钻孔，除了盲孔以外，几乎所有钻孔方法都是以机械钻孔机器来制造成孔，甚至连目前的难度较高的球门阵列封装(BGA)板的0.1mm孔，都是由机械钻孔机来处理。电路板制造厂的精密化需求给予了电路板机械钻孔机设备制造厂商突破技术瓶颈的动力。

钻孔机的原理是将旋转轴(Spindle)表面镀上一金属电极层，并在相应套筒上设计相应线圈，以产生磁场驱动该旋转轴高速转动。

通常是以电镀方式于旋转轴表面镀上铜金属层，再以车床去除或研磨掉不必要的部分，而形成所需的电极图案。但是以电镀形成的电极图案，制作时间较长，且电极披覆的旋转轴一般为不锈钢材质，铜电镀于不锈钢表面的接合强度较差，因而在长时间高速旋转下，旋转轴表面的电极图案将受损，导致钻孔机的运转较不稳定，而降低旋转轴的使用寿命。

发明内容

本发明提供一种电极接合方法，其具有较佳的接合强度，且制造方法简单，可降低成本提高效益。

本发明的电极接合方法包含下列步骤：在低于物件的熔点的温度下，至少对电极材料加热，使得该电极材料熔化并扩散进入该物件产生接合，并于该物件表面形成一电极材料层；冷却该物件及电极材料；以及机械加工该电极材料层形成一电极图案。例如，首先加热一物件(例如机械加工机的旋转轴心)及一电极材料(例如无氧铜)至该物件的熔点及该电极材料的熔点之间的温度，使得该电极材料熔化并扩散进入该物件产生接合，于该物件表面形成一电极材料层。之后冷却该物件及电极材料，并机械加工该电极材料层形成一电极图案。

较佳地，本发明的电极接合方法于一真空环境下进行，其真空度介于1至10^-5托耳(Torr)。

采用本发明的电极接合方法，可以获得较佳的接合强度，其制造方法简单，可降低成本并提高效益。

附图说明

图1至5为本发明一实施例的电极接合方法；

图6为本发明一实施例的电极接合方法流程示意图；

图7为本发明另一实施例的电极接合方法的示意图；以及

图8为本发明的铜电极与不锈钢轴心的界面金相示意图。

其中，附图标记说明如下：

10旋转轴                11轴身

12轴端部                13凸缘

14凹槽                  15工具管

16渐扩部分              17空隙

18电极图案              19无氧铜柱

71工具管                72电极材料

73旋转轴

具体实施方式

本发明将通过附图清楚说明本发明的电极接合方法。

以下将以一转速可达160,000RPM的高速PCB钻孔机轴心为例，说明本发明的实施方式。参照图1，一旋转轴10包含一轴身11及一轴端部12。该轴身11表面欲制作一电极图案，用以提供旋转轴10的驱动力。该旋转轴10由车刀加工一体成型，本实施例中，其采用不锈钢或铁基合金材质。另外，根据所需的电极图案，先铣削或车削出相应凹槽14，该凹槽14的深度约在0.5～2mm之间。

参照图2，该轴端部12与轴身11交接处焊接一凸缘13，以供后续的电极接合加工之用。

本实施例后续于旋转轴10表面制作电极的材料采用铜金属或铜合金，本实施例采用无氧铜柱，其直径约介于3mm至8mm之间。将旋转轴10及无氧铜柱加以清洗，以去除表面脏污及杂质。

之后，将一工具管(治具管)15的底部和该凸缘13进行焊接，如图3所示。该工具管15可由不锈钢或其它种类的钢材所制成，其包含一由小至大的渐扩部分16，使得管口部分具有较大的口径。图4为该工具管15管口的示意图，该工具管15的管壁与旋转轴10之间形成空隙17，可置入多支无氧铜柱19，本实施例中无氧铜柱19的总重量约700克。