[go: up one dir, main page]

EA037451B1 - Method for making printed circuit boards - Google Patents

Method for making printed circuit boards Download PDF

Info

Publication number
EA037451B1
EA037451B1 EA201892464A EA201892464A EA037451B1 EA 037451 B1 EA037451 B1 EA 037451B1 EA 201892464 A EA201892464 A EA 201892464A EA 201892464 A EA201892464 A EA 201892464A EA 037451 B1 EA037451 B1 EA 037451B1
Authority
EA
Eurasian Patent Office
Prior art keywords
punch
conductive
foil
dielectric substrate
pattern
Prior art date
Application number
EA201892464A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
EA201892464A1 (en
Inventor
Эдуард Владимирович Репницын
Original Assignee
Федеральное государственное унитарное предприятие "Всероссийский научно-исследовательский институт автоматики им. Н.Л. Духова"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное унитарное предприятие "Всероссийский научно-исследовательский институт автоматики им. Н.Л. Духова" filed Critical Федеральное государственное унитарное предприятие "Всероссийский научно-исследовательский институт автоматики им. Н.Л. Духова"
Publication of EA201892464A1 publication Critical patent/EA201892464A1/en
Publication of EA037451B1 publication Critical patent/EA037451B1/en

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K3/00Apparatus or processes for manufacturing printed circuits

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Manufacturing Of Printed Circuit Boards (AREA)
  • Manufacturing Of Printed Wiring (AREA)

Abstract

The invention relates to radio engineering, and provides a method for manufacturing printed circuit boards and a device for manufacturing a conductive circuit, and can be used for both small-scale and mass production of electrical and electronic products with complicated circuitry. When implementing the method, a blanking die punch is pre-made with a relief pattern of conductors on its surface. The punch has sharpened cutting edges at the points of contact with the conductive layer on the dielectric substrate, which are formed by cutouts of various sections, for example triangular, semicircular, or trapezoidal. A heat-activated adhesive film and a layer of conductive foil are applied on a solid dielectric substrate. The assembled set of layers is fixed in the press with installed punch. The punch is lowered with a minimum pressure sufficient for penetrating the sharp edges of the punch and cutting through the foil, while simultaneously pasting the conductive pattern to the dielectric substrate. As a result, the unglued foil cut off by the punch is easily removed by hand or an adhesive roller, and only the pattern of conducting circuit fixed with an adhesive material remains on the dielectric substrate. The technical result is the production of a relatively inexpensive high-quality conductive circuit on a substrate for use in printed circuit boards, which can be manufactured without the use or without the formation of chemicals hazardous to the environment.

Description

Изобретение относится к радиотехнике, в частности к изготовлению проводников печатных плат.The invention relates to radio engineering, in particular to the manufacture of printed circuit board conductors.

Заявляемый способ изготовления печатных плат предназначен как для мелкосерийного, так и для массового изготовления печатных плат и подходит для изготовления электротехнических и электронных изделий со сложной схемой соединения проводников.The inventive method for manufacturing printed circuit boards is intended for both small-scale and mass production of printed circuit boards and is suitable for the manufacture of electrical and electronic products with a complex wiring diagram.

Как прямой результат развития отрасли промышленности по производству плат, параллельно увеличивается объем опасных для окружающей среды химических веществ, образующихся в результате обычных способов травления и осаждения. Например, обычно для одной установки, изготавливающей печатные платы, приготовляют 4000 л в день смывки для снятия светомаскировочного покрытия и 3800 л в неделю раствора проявителя. Эти токсичные отходы необходимо транспортировать на специальные участки, предназначенные для захоронения опасных отходов. Таким образом, существует необходимость в нехимическом способе изготовления проводящих схем.As a direct result of the development of the circuit board industry, the volume of environmentally hazardous chemicals from conventional etching and deposition processes is increasing in parallel. For example, typically 4000 liters per day of blackout remover and 3800 liters of developer solution per week are prepared for one PCB manufacturing plant. This toxic waste must be transported to dedicated hazardous waste disposal sites. Thus, there is a need for a non-chemical method for making conductive circuits.

Известен способ изготовления печатных плат, заключающийся в нанесении на подложку металлической фольги, формировании на поверхности этой фольги защитной маски с травлением пробельных участков. Авторское свидетельство СССР № 273867, МПК Н05К 3/06, 17.09.1973 г.There is a known method of manufacturing printed circuit boards, which consists in applying a metal foil to a substrate, forming a protective mask on the surface of this foil with etching of blank areas. USSR author's certificate No. 273867, IPC N05K 3/06, 17.09.1973

Недостатки указанного способа заключаются в большом числе технологических операций, низкой производительности и вредном воздействии компонентов технологического производства на людей и окружающую среду.The disadvantages of this method are the large number of technological operations, low productivity and the harmful effects of the components of technological production on people and the environment.

Известен механический способ изготовления печатной схемы, включающий формование листа проводящего материала для образования выступов и желобков, из которых один образует проводящую схему, а другой - отходы материала, которые затем механически удаляются; патент № RU 2138930, МПК НО5К 3/00, НО5К 1/02, 27.09.1999 г. Таким образом, проводящая схема поддерживается слоем диэлектрика за счет самоцентрирования проводников.Known mechanical method of manufacturing a printed circuit, including the formation of a sheet of conductive material to form protrusions and grooves, of which one forms a conductive circuit, and the other - waste material, which are then mechanically removed; Patent No. RU 2138930, IPC NO5K 3/00, NO5K 1/02, 09/27/1999. Thus, the conducting circuit is supported by a dielectric layer due to the self-centering of the conductors.

Недостатки указанного способа заключаются в том, что канализированные проводники не могут применяться в гибких печатных платах. Также для удаления нежелательного металлического материала в данном способе необходимо применять прецизионное фрезерование. Также недостатком этого способа являются значительные отходы металла.The disadvantages of this method are that ducted conductors cannot be used in flexible printed circuit boards. It also requires precision milling to remove unwanted metallic material in this method. Also the disadvantage of this method is the significant waste of metal.

Известен механический способ изготовления печатной платы, включающий формование выпуклого проводящего рисунка на фольгированной диэлектрической подложке путем перпендикулярного сдвига проводящего материала вглубь непроводящей подложки с одновременным разрывом фольги при помощи давления штампа; патент Великобритании GB 1138628 (А), МПК НО5К 3/00, 01.01.1969 г. Данное техническое решение принято в качестве прототипа.Known mechanical method of manufacturing a printed circuit board, including the formation of a convex conductive pattern on a foil-clad dielectric substrate by perpendicular shift of the conductive material deep into the non-conductive substrate with simultaneous rupture of the foil using the pressure of the stamp; UK patent GB 1138628 (A), IPC NO5K 3/00, 01.01.1969 This technical solution was adopted as a prototype.

Недостатки указанного способа заключаются в образовании заусенцев на всей протяженности линий разрыва материала, сложности удаления неиспользуемого металлического материала, необходимости применения подложки относительно большой толщины и большого количества технологических операций.The disadvantages of this method are the formation of burrs along the entire length of the lines of material rupture, the difficulty of removing unused metallic material, the need to use a relatively thick substrate and a large number of technological operations.

Задачей изобретения является изготовление относительно недорогой высококачественной проводящей схемы на подложке для использования ее в печатных платах, которые можно изготовить без применения или без образования химических веществ, опасных для окружающей среды.The object of the invention is to provide a relatively inexpensive high quality conductive circuit on a substrate for use in printed circuit boards, which can be manufactured without or without the formation of environmentally hazardous chemicals.

Техническим результатом является упрощение технологии изготовления печатных плат, расширение технологических возможностей, повышение экологической безопасности.The technical result is to simplify the technology of manufacturing printed circuit boards, expand technological capabilities, improve environmental safety.

Экономическим результатом является сокращение затрат на нанесение, выборочное удаление требуемого контактного покрытия.The economic result is a reduction in application costs, selective removal of the required contact coating.

Технический результат достигается тем, что в способе изготовления печатных плат, включающем изготовление диэлектрической подложки, закрепление плоского электропроводящего рисунка и формирование изображения схемы на диэлектрическом материале осуществляют с помощью пуансона, повторяющего рисунок схемы, с одновременной обрезкой проводящего материала по краям дорожек.The technical result is achieved by the fact that in the method of manufacturing printed circuit boards, including the manufacture of a dielectric substrate, fixing a flat electrically conductive pattern and forming an image of the circuit on a dielectric material is carried out using a punch that repeats the pattern of the circuit, while cutting the conductive material along the edges of the tracks.

Проводники можно изготовить в соответствии с изобретением любой конфигурации, причем их можно произвольно разместить на любом непроводящем материале основы.The conductors can be made in accordance with the invention in any configuration, and they can be arbitrarily placed on any non-conductive base material.

Сущность способа поясняется чертежами.The essence of the method is illustrated by drawings.

На фиг. 1 представлен вырубной пуансон с рельефным рисунком проводников на его поверхности.FIG. 1 shows a punching punch with a relief pattern of conductors on its surface.

На фиг. 2 представлена заготовка, состоящая из подложки, термоклейкой пленки и проводящей фольги.FIG. 2 shows a preform consisting of a substrate, a hot-melt film and a conductive foil.

На фиг. 3 и 4 представлены начальные фазы изготовления платы.FIG. Figures 3 and 4 show the initial phases of board manufacturing.

На фиг. 5 представлен разрез готовой платы.FIG. 5 shows a cross-section of the finished board.

На фиг. 6 представлены токопроводящие пути, следующие по различному пути на поверхности подложки.FIG. 6 shows the conductive paths following different paths on the surface of the substrate.

Цифрами обозначены:The numbers indicate:

- пуансон;- punch;

- адгезионный материал;- adhesive material;

- фольга;- foil;

- диэлектрическая подложка;- dielectric substrate;

- выступы пуансона.- punch protrusions.

- 1 037451- 1 037451

Способ реализуется следующим образом.The method is implemented as follows.

Предварительно изготавливают вырубной пуансон 1 с рельефным рисунком проводников на его поверхности (фиг. 1). В качестве материала пуансона может быть использована сталь. Пуансон формируют обработкой механическим инструментом либо выдавливанием через трафарет пластичного материала с последующим отверждением (например, керамика). На твердую диэлектрическую подложку 4 укладывают термоклейкую пленку 2 и слой фольги из проводящего материала 3 (фиг. 2). В другом варианте на твердую диэлектрическую подложку укладывают трафарет из антиадгезионного материала (чтобы избежать прилипания фольги между проводниками), затем термоклейкую пленку и фольгу. Собранный набор слоев закрепляют в прессе с установленным пуансоном 1, выполненным согласно заявленному способу (фиг. 3). Пуансон 1 имеет заостренные режущие кромки в местах контакта с проводящим слоем на диэлектрической подложке, образованные вырезами различного сечения, например треугольного, полукруглого или трапециевидного. Пуансон 1 опускают с помощью непоказанных средств с минимальным давлением, достаточным для того, чтобы острые кромки пуансона внедрялись и прорезали фольгу, одновременно приклеивая проводящий рисунок к диэлектрической подложке (фиг. 4). В результате отрезанная пуансоном неприклеенная фольга легко удаляется вручную или клейким валиком, и на диэлектрической подложке 4 остается только рисунок проводящей схемы 3, закрепленный адгезионным материалом 2.Pre-cut punch 1 is made with a relief pattern of conductors on its surface (Fig. 1). Steel can be used as the punch material. The punch is formed by machining with a mechanical tool or by extruding a plastic material through a stencil, followed by curing (for example, ceramics). A hot-melt adhesive film 2 and a foil layer made of a conductive material 3 (Fig. 2) are placed on a solid dielectric substrate 4. In another embodiment, a stencil of a release material is laid on a solid dielectric substrate (to avoid adhesion of the foil between the conductors), then a hot-melt adhesive film and foil. The assembled set of layers is fixed in a press with an installed punch 1, made according to the claimed method (Fig. 3). The punch 1 has sharpened cutting edges at the points of contact with the conductive layer on the dielectric substrate, formed by cutouts of various sections, for example, triangular, semicircular or trapezoidal. The punch 1 is lowered by means not shown with a minimum pressure sufficient for the sharp edges of the punch to penetrate and cut through the foil while adhering the conductive pattern to the dielectric substrate (FIG. 4). As a result, the non-glued foil cut off by the punch is easily removed by hand or with an adhesive roller, and only the pattern of the conductive circuit 3, fixed by the adhesive material 2, remains on the dielectric substrate 4.

В другом варианте устройство содержит ролик с выступами, повторяющими рисунок проводников и имеющими заостренные режущие кромки в местах контакта с проводящим слоем на диэлектрической подложке, образованные вырезами различного сечения, например треугольного, полукруглого или трапециевидного.In another embodiment, the device contains a roller with protrusions repeating the pattern of the conductors and having sharpened cutting edges at the points of contact with the conductive layer on the dielectric substrate, formed by cutouts of various sections, for example, triangular, semicircular or trapezoidal.

Этот способ обеспечивает значительные преимущества в сравнении с известными способами, основанными на образовании изображения и травлении или в сравнении с аддитивным способом (металлизация), обычно применяемым для изготовления проводящих схем плат. Данный способ также позволяет применять металлические листы или фольгу с незначительными включениями, которые нельзя использовать в способе, включающем в себя операцию травления, поскольку это может привести к неравномерной скорости травления. Также в способе согласно данному изобретению достигается одинаковый выход схем, в которых металлическая фольга имеет различную толщину. Известный способ основан на образовании изображения и травлении, в котором линейная скорость прямо пропорциональна массе фольги, поскольку затрачивается больше времени на травление толстой фольги, чем на травление тонкой фольги.This method provides significant advantages over known imaging and etching methods, or over the additive method (metallization) commonly used to make conductive circuit boards. This method also allows the use of metal sheets or foil with minor inclusions, which cannot be used in a method involving an etching operation, since this can lead to an uneven etching rate. Also, the method according to the invention achieves the same output of circuits in which the metal foil has different thicknesses. The known method is based on image formation and etching, in which the linear velocity is directly proportional to the mass of the foil, since more time is spent etching a thick foil than etching a thin foil.

Способ в соответствии с изобретением позволяет обрабатывать множество различных проводящих материалов, например латунь, медь, алюминий и т.п., без риска химического загрязнения, которое является неизбежным при травлении.The method according to the invention allows a variety of different conductive materials to be processed, for example brass, copper, aluminum, etc., without the risk of chemical contamination that is unavoidable during etching.

На чертежах показано, что проводящие пути являются прямыми и расположены параллельно друг другу в плотно упакованной группе, однако проводящие пути могут следовать по различному пути вдоль подложки или взаимно соединяться в зависимости от конкретного применения схемы благодаря соответствующему рисунку пуансона (фиг. 6).The drawings show that the conductive paths are straight and parallel to each other in a densely packed group, however, the conductive paths can follow different paths along the substrate or interconnect depending on the particular circuit application due to the corresponding punch pattern (FIG. 6).

Процесс штамповки не только формирует проводящий рисунок, но также упрочняет его.The punching process not only forms a conductive pattern, but also hardens it.

На схемы проводников или их терминальные точки можно нанести в соответствии с настоящим способом любое защитное покрытие, поскольку настоящий способ позволяет изготавливать схемы проводников из листового или рулонного проводящего материала, на который предварительно нанесли соответствующее контактное покрытие, например золото. Только механический способ позволяет решить такую задачу, поскольку обычные травильные растворы не будут удалять золото и, следовательно, потребуются дополнительные стадии обработки. Таким образом, настоящий способ значительно сокращает затраты на нанесение и выборочное удаление требуемого контактного покрытия.Any protective coating can be applied to the conductor circuits or their terminal points in accordance with the present method, since the present method makes it possible to produce conductor circuits from sheet or roll conductive material, which has been previously applied with a suitable contact coating, for example, gold. Only a mechanical method can solve this problem, since conventional pickling solutions will not remove gold and, therefore, additional processing steps will be required. Thus, the present method significantly reduces the cost of applying and selectively removing the desired contact coating.

Таким образом, техническими преимуществами способа согласно изобретению является следующее: способ является эффективным как для массового производства, так и для мелкосерийного производства;Thus, the technical advantages of the method according to the invention are the following: the method is effective both for mass production and for small-scale production;

на проводники можно нанести любое защитное покрытие;any protective coating can be applied to the conductors;

способ устраняет основные проблемы производства печатных плат, связанные с травлением фольги, например деформация оригинала фотошаблона, пыль или грязь, маскировочное покрытие с царапинами, несоответствующая технология травления и т.п.;the method eliminates the main problems of the production of printed circuit boards associated with foil etching, for example, deformation of the original photomask, dust or dirt, masking coating with scratches, inappropriate etching technology, etc .;

меньшее количество технологических операций;fewer technological operations;

возможность применения алюминиевой фольги;the possibility of using aluminum foil;

способ позволяет значительно сократить прямые производственные затраты.the method can significantly reduce direct production costs.

Claims (3)

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯCLAIM 1. Способ изготовления печатных плат, включающий изготовление диэлектрической подложки, формирование в ней рельефного изображения рисунка схемы в виде углублений, нанесение токопроводящего слоя на рельефную поверхность подложки и удаление токопроводящего слоя с выступов подложки механической обработкой, отличающийся тем, что используют нефольгированный диэлектрик, закрепление плоского электропроводящего рисунка и формирование изображения схемы на диэлектри- 2 037451 ческом материале осуществляют с помощью пуансона или ролика, повторяющего рисунок схемы, с одновременной обрезкой проводящего материала по краям дорожек.1. A method for manufacturing printed circuit boards, including making a dielectric substrate, forming a relief image of a circuit pattern in the form of recesses in it, applying a conductive layer on a relief surface of the substrate and removing the conductive layer from the protrusions of the substrate by machining, characterized in that a non-foil dielectric is used, an electrically conductive pattern and the formation of an image of the circuit on a dielectric material is carried out using a punch or roller, repeating the pattern of the circuit, with simultaneous cutting of the conductive material along the edges of the tracks. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что при формировании токопроводящего рисунка схемы не происходит перпендикулярного сдвига материала фольги вглубь диэлектрической подложки.2. The method according to claim 1, characterized in that during the formation of the conductive pattern of the circuit, there is no perpendicular shift of the foil material deep into the dielectric substrate. 3. Способ по п.1, отличающийся тем, что между слоем фольги и диэлектриком укладывают тонкий трафарет из антиадгезионного материала.3. The method according to claim 1, characterized in that a thin stencil of a release material is placed between the foil layer and the dielectric.
EA201892464A 2018-06-19 2018-11-28 Method for making printed circuit boards EA037451B1 (en)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2018122293A RU2697508C1 (en) 2018-06-19 2018-06-19 Manufacturing method of printed-circuit boards and device for production of conducting circuit

Publications (2)

Publication Number Publication Date
EA201892464A1 EA201892464A1 (en) 2019-12-30
EA037451B1 true EA037451B1 (en) 2021-03-30

Family

ID=67640515

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EA201892464A EA037451B1 (en) 2018-06-19 2018-11-28 Method for making printed circuit boards

Country Status (2)

Country Link
EA (1) EA037451B1 (en)
RU (1) RU2697508C1 (en)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB1138628A (en) * 1965-01-14 1969-01-01 Western Electric Co A method of making a printed circuit
RU2138930C1 (en) * 1992-02-14 1999-09-27 Рисерч Организейшн Фор Серкьют Ноледж Лимитед Партнершип Method for manufacturing of conducting circuit on substrate, conducting circuit on substrate and device for manufacturing of flexible conducting circuit
US6176010B1 (en) * 1996-07-18 2001-01-23 Nagraid S.A. Method for making printed circuits and resulting printed circuit
RU2416894C1 (en) * 2010-04-12 2011-04-20 Федеральное государственное унитарное предприятие "Научно-производственное предприятие "Полет" Manufacturing method of relief printed-circuit boards

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU135526A1 (en) * 1959-09-02 1960-11-30 Ф.Н. Буров Method of manufacturing printed circuits
US3674914A (en) * 1968-02-09 1972-07-04 Photocircuits Corp Wire scribed circuit boards and method of manufacture
JPH0461293A (en) * 1990-06-29 1992-02-27 Toshiba Corp Circuit board and manufacture thereof
RU2161382C2 (en) * 1996-07-18 2000-12-27 НАГРА АйДи С.А. Printed-circuit board and its manufacturing process
RU2280337C2 (en) * 2004-03-30 2006-07-20 Владимир Георгиевич Уразаев Method for manufacturing profiled circuit boards
WO2013089439A1 (en) * 2011-12-15 2013-06-20 Lg Innotek Co., Ltd. The printed circuit board and the method for manufacturing the same
GB201613051D0 (en) * 2016-07-28 2016-09-14 Landa Labs (2012) Ltd Applying an electrical conductor to a substrate

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB1138628A (en) * 1965-01-14 1969-01-01 Western Electric Co A method of making a printed circuit
RU2138930C1 (en) * 1992-02-14 1999-09-27 Рисерч Организейшн Фор Серкьют Ноледж Лимитед Партнершип Method for manufacturing of conducting circuit on substrate, conducting circuit on substrate and device for manufacturing of flexible conducting circuit
US6176010B1 (en) * 1996-07-18 2001-01-23 Nagraid S.A. Method for making printed circuits and resulting printed circuit
RU2416894C1 (en) * 2010-04-12 2011-04-20 Федеральное государственное унитарное предприятие "Научно-производственное предприятие "Полет" Manufacturing method of relief printed-circuit boards

Also Published As

Publication number Publication date
EA201892464A1 (en) 2019-12-30
RU2697508C1 (en) 2019-08-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP0806127B1 (en) An environmentally desirable printed circuit and associated apparatus
US5584120A (en) Method of manufacturing printed circuits
US2969300A (en) Process for making printed circuits
US4651417A (en) Method for forming printed circuit board
US5477612A (en) Method of making high density conductive networks
US9955571B2 (en) Rapid PCB prototyping by selective adhesion
WO2021117501A1 (en) Method for manufacturing wiring circuit substrate
US8293461B2 (en) Direct emulsion process for making printed circuits
ATE82529T1 (en) PROCESS FOR MANUFACTURING MULTILAYER SEMICONDUCTOR BOARDS.
DK1015130T3 (en) Electroforming method for producing a blade blade
EA037451B1 (en) Method for making printed circuit boards
US5283949A (en) Method of producing a printed circuit board having a conductive pattern thereon
US20140230207A1 (en) Lift off process for conductor foil layer
JP3750140B2 (en) Wiring board manufacturing method
KR101088731B1 (en) Printed Circuit Board Manufacturing Method
JP2002270997A (en) Wiring board manufacturing method
JPH01124284A (en) Manufacture of printed-circuit board
JPS6356989A (en) Manufacture of printed circuit board
DE69003017T2 (en) Method for producing a housing for an electronic circuit, such a housing, in particular for motor vehicles, which was produced using this method.
DE102006010942B4 (en) Method for producing at least one electrically conductive structure and electrically conductive structure
JPH01268094A (en) Electric circuit board manufacturing method
CN120264598A (en) Direct bonding metal substrate circuit board production process
JPH04250687A (en) Manufacture of flexible circuit board
JPH0271584A (en) Method of forming electronic circuits
JPH11198336A (en) Screen plate production method and wiring board