RU2072122C1

RU2072122C1 - Printed-circuit board manufacturing process

Info

Publication number: RU2072122C1
Authority: RU
Inventors: Е.П. Чубаров; И.К. Мельниченко; В.Ю. Виноградов
Original assignee: Центральный научно-исследовательский технологический институт
Priority date: 1991-06-25
Filing date: 1991-06-25
Publication date: 1997-01-20

Abstract

FIELD: electronic engineering. SUBSTANCE: surface of temporary metal substrate is sequentially covered with adhesive layer and foil. Circuit pattern is formed in foil by means of laser beam and circuit is transferred to permanent insulating base. Prior to do so, base surface is coated with adhesive compound according to circuit pattern. For the purpose, use is made of stamp or else base is covered with compound this being followed by its burning out from blanks of circuit by laser beam. EFFECT: facilitated procedure. 3 cl, 1 tbl

Description

Настоящее изобретение относится к области электроники и радиотехники и предназначено для использования в производстве печатных плат и приборов, требующих формирования токопроводящего рисунка из металлической фольги на диэлектрической подложке. The present invention relates to the field of electronics and radio engineering and is intended for use in the manufacture of printed circuit boards and devices requiring the formation of a conductive pattern of metal foil on a dielectric substrate.

В качестве аналога принят основной промышленный способ производства печатных плат по ОСТ 107.406092.001-86, включающий операции химического травления, приводящие к загрязнению окружающей среды. As an analogue, the main industrial method for the production of printed circuit boards according to OST 107.406092.001-86, including chemical etching operations, leading to environmental pollution, was adopted.

Наиболее близким к заявленному решению, принимаемому в качестве прототипа, является способ изготовления печатных плат, включающий последовательное нанесение на временную металлическую подложку адгезионного слоя и фольги, формирование рисунка схемы и перенос рисунка схемы на постоянное основание платы (пат. Франции N 2153383, кл. Н 05 К 3/00, 1973 г.). Closest to the claimed decision, taken as a prototype, is a method of manufacturing printed circuit boards, which includes sequentially applying an adhesive layer and foil to a temporary metal substrate, forming a pattern of the circuit and transferring the pattern to the permanent base of the board (US Pat. France No. 2153383, class H 05 K 3/00, 1973).

Однако известный способ не позволяет обеспечить требуемую прецизионность рисунка печатной платы. However, the known method does not allow to provide the required precision of the design of the printed circuit board.

Целью изобретения является повышение прецизионности рисунка печатной платы. The aim of the invention is to increase the precision of the printed circuit board.

Указанная цель достигается тем, что в качестве адгезионного слоя используют клей, содержащий следующие компоненты (в вес.):
олифу-оксоль 6-8
спирт-денатурат 10-12
канифоль 16-18
смолу сосновую 2-4
известняковую муку остальное.This goal is achieved by the fact that as an adhesive layer use glue containing the following components (in weight.):
drying oil 6-8
denatured alcohol 10-12
rosin 16-18
pine resin 2-4
limestone flour rest.

Формирование рисунка схемы производят лазерным лучом, а при переносе рисунка схемы на постоянное основание платы используют клеящее вещество следующего состава (в вес.):
дибустилфталат 10-12
полиэтиленполиамин 6-10
окись цинка 4-6
эпоксидная смола остальное.The circuit pattern is produced by a laser beam, and when the circuit pattern is transferred to the permanent base of the board, an adhesive of the following composition is used (in weight):
dibustyl phthalate 10-12
polyethylene polyamine 6-10
zinc oxide 4-6
epoxy the rest.

Этот клей локально наносят на токопроводящий рисунок фольги. При этом для локальности нанесения клеящего вещества используют также лазерный луч (программно управляемый), которым испаряют со всех пробельных мест фольги предварительно нанесенное сплошным слоем клеящее вещество. This glue is applied locally to the conductive foil pattern. At the same time, for the locality of applying the adhesive, a laser beam (program-controlled) is also used, with which the adhesive, previously applied in a continuous layer, is evaporated from all the gap places of the foil.

Кроме того, для локального нанесения клеящего вещества на токопроводящий рисунок фольги используют клеевой штемпель, матрица которого скопирована с токопроводящего рисунка. In addition, for local application of the adhesive to the conductive foil pattern, an adhesive stamp is used, the matrix of which is copied from the conductive pattern.

Пример. На временную металлическую подложку (размером 200х400 мм), изготовленную из жаростойкой стали с зеркально отполированной рабочей поверхностью (обеспечивающей близкий к единице коэффициент отражения рабочего лазерного излучения) был нанесен адгезионный слой клея, содержащего (в вес.) олифу-оксоль 7, канифоль 17, спирт-денатурат 11, известковую муку 62 и сосновую смолу 3. Толщина адгезионного слоя была равна 20 мкм. Поверх адгезивного слоя накладывалась медная фольга толщиной 35 мкм, которую затем прижимали к плите под прессом с усилием 2-5 кг на кв.см. и выдерживали до момента надежной адгезии (4 мин). После этого плиту с фольгой устанавливали на координатном столе (модели АП-400), входящем в состав лазерного технологического комплекса, который включает также твердотельный лазер (модель ЛТИ-501) мощностью 16 Вт. Лазерное излучение фокусировалось на поверхность фольги, наклеенной на технологическую плиту. Перемещением координатного стола (и соответственно технологической плиты с фольгой) управляла система ЧПУ по программам, полученным из САПР разводки каждой из подлежащих изготовлению печатной плиты. Example. On a temporary metal substrate (200x400 mm in size) made of heat-resistant steel with a mirror-polished work surface (providing a reflection coefficient of the working laser radiation close to unity), an adhesive layer of adhesive containing (in weight.) Drying oil 7, rosin 17, alcohol-denatured alcohol 11, lime flour 62 and pine resin 3. The thickness of the adhesive layer was 20 μm. A copper foil with a thickness of 35 μm was applied over the adhesive layer, which was then pressed to the plate under a press with a force of 2-5 kg per square cm. and kept until reliable adhesion (4 min). After that, a plate with foil was installed on the coordinate table (AP-400 model), which is part of the laser technological complex, which also includes a solid-state laser (model LTI-501) with a power of 16 W. Laser radiation was focused on the surface of the foil glued to the technological plate. The movement of the coordinate table (and, accordingly, the technological plate with foil) was controlled by the CNC system according to the programs obtained from the CAD layout of each of the printed plates to be manufactured.

На рассмотренном выше лазерном технологическом комплексе выполняли центральную операцию предложенного способа формирование токопроводящего рисунка схемы. Для этого испаяли медь фольги лазерным лучом вдоль контура дорожек и контактных площадок. Траектории перемещений лазерного луча были проложены таким образом, чтобы финишные перемещения в процессе испарения фольги обходили все элементы токопроводящего рисунка в соответствии с допусками на их размеры. At the above-mentioned laser technological complex, the central operation of the proposed method was performed to form a conductive pattern of the circuit. To do this, copper foil was soldered with a laser beam along the contour of the tracks and pads. The trajectories of the laser beam were laid in such a way that the final movements during the evaporation of the foil bypassed all the elements of the conductive pattern in accordance with the tolerances for their sizes.

После раскроя на фольгу локально, только на токопроводящие места, наносилось клеящее вещество следующего состава: дибустилфталат 12% полиэтиленполиамин 6% окись цинка 4% эпоксидная смола 78% Это осуществлялось двумя способами. Первый предусматривал сначала сплошное нанесение ракелем клеящего вещества на всю поверхность фольги, а потом - испарение клея только с пробельных мест тем же лазером при том же установе плиты с фольгой. Второй способ использовал штемпель со смоченным клеящим веществом и рисунком, полностью повторяющим токопроводящий рисунок схемы. After cutting on the foil locally, only on conductive places, an adhesive was applied of the following composition: dibustyl phthalate 12% polyethylene polyamine 6% zinc oxide 4% epoxy resin 78% This was done in two ways. The first provided for the first continuous application of the adhesive with the squeegee onto the entire surface of the foil, and then the evaporation of glue only from the gaps with the same laser with the same installation of the plate with the foil. The second method used a stamp with a wetted adhesive and a pattern that completely repeats the conductive pattern of the circuit.

Далее на плиту с фольгой и клеем производили наложение основания схемы из стеклотекстолита. Полученное соединение переносили на гидравлический пресс с системой термоподогрева, Сжатие осуществлялось в течение 42 минут при температуре 200 С. Удельное давление сжатия до 15 атм. При этих режимах происходила деструкция клея адгезивного слоя и фольга токопроводящего рисунка отклеивалась от технологической плиты. Одновременно другой стороной она приклеивалась к стеклотекстолиту с помощью локального нанесенного клеящего вещества. Фольга же пробельных мест оставалась на нижней металлической подложке. Next, on the plate with foil and glue, the base of the scheme was made of fiberglass. The obtained compound was transferred to a hydraulic press with a thermal heating system. Compression was carried out for 42 minutes at a temperature of 200 ° C. The specific compression pressure was up to 15 atm. Under these conditions, the adhesion of the adhesive layer occurred and the foil of the conductive pattern peeled off from the technological plate. At the same time, on the other side, it was glued to fiberglass using local adhesive applied. The foil of the whitespace remained on the lower metal substrate.

Для оценки прецизионности рисунка печатной платы были изготовлены опытные образцы в количестве 10 штук с шириной токопроводящих дорожек 50 мкм. Экспериментальная проверка параметров плат показала соответствие их требованиям ГОСТа. To assess the precision of the printed circuit board design, prototypes were made in the amount of 10 pieces with a width of conductive tracks of 50 μm. An experimental verification of the board parameters showed their compliance with GOST requirements.

Заявленный способ был широко испытан при различных соотношениях состава материалов, входящих в клеящее вещество и в клей адгезионного слоя (см. табл. 1, разд. 1-7). Было проведено сравнение с другими клеящими веществами (см. табл. 1, разд. 8-9). Испытание и сравнения показали работоспособность предложенного способа, воспроизводимость результатов и экологическую чистоту производства. Основное преимущество заявленного способа заключается в том, что он позволяет повысить прецизионность рисунка печатных плат (до 30-50 мкм). The claimed method was widely tested at various ratios of the composition of the materials included in the adhesive and in the adhesive layer adhesive (see table. 1, sections 1-7). A comparison was made with other adhesives (see table. 1, sections 8-9). Testing and comparisons showed the efficiency of the proposed method, reproducibility of results and environmental cleanliness of production. The main advantage of the claimed method lies in the fact that it allows to increase the precision of the pattern of printed circuit boards (up to 30-50 microns).

Claims

1. A method of manufacturing a printed circuit board, comprising sequentially applying an adhesive layer and a metal foil to a temporary metal substrate, forming a pattern in the foil, transferring and fixing the pattern on a dielectric base, characterized in that, in order to increase the precision of the pattern, as an adhesive layer using a composition containing drying oil-oxide, alcohol-denatured alcohol, rosin, pine resin and lime flour in the following ratio, wt.

Drying oil 6-4
Alcohol denatured 10 12
Rosin 15 18
Resin pine 2 4
Lime flour Else
and the formation of the pattern in the foil with a laser beam, the pattern is fixed on a dielectric base by applying a composition containing dibustyl phthalate, polyethylene polyamine, zinc oxide and epoxy resin to the surface of the circuit in the following ratio, wt.

Dibustyl phthalate 10 12
Polyethylene polyamine 6 10
Zinc oxide 4 6
Epoxy Resin
2. The method according to claim 1, characterized in that the application of the composition to the surface of the base at the location of the circuit is carried out by coating its surface with the composition, followed by removing it from the whitespace of the circuit with a laser beam.

3. The method according to claim 1, characterized in that the application of the composition to the base is carried out with a stamp.