RU2184431C2 - Printed-circuit board manufacturing process - Google Patents
Printed-circuit board manufacturing process Download PDFInfo
- Publication number
- RU2184431C2 RU2184431C2 RU2000116391/09A RU2000116391A RU2184431C2 RU 2184431 C2 RU2184431 C2 RU 2184431C2 RU 2000116391/09 A RU2000116391/09 A RU 2000116391/09A RU 2000116391 A RU2000116391 A RU 2000116391A RU 2184431 C2 RU2184431 C2 RU 2184431C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- layer
- wire
- conductors
- interlayer
- holes
- Prior art date
Links
Landscapes
- Printing Elements For Providing Electric Connections Between Printed Circuits (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к производству радиоэлектронной аппаратуры, а именно технологии изготовления печатных плат. The invention relates to the production of electronic equipment, namely the technology of manufacturing printed circuit boards.
Известен субтрактивный процесс изготовления печатных плат, включающий фотохимический процесс, процесс сверления отверстий, процессы химической и гальванической металлизации, механической обработки, осветления и оплавления сплавом олово-свинец, травление [1]. Known subtractive manufacturing process of printed circuit boards, including the photochemical process, the process of drilling holes, the processes of chemical and galvanic metallization, machining, clarification and melting with a tin-lead alloy, etching [1].
К недостаткам этого процесса относятся: сравнительно высокий процент брака печатных плат из-за плохой металлизации межслойных переходов, отказ радиоэлектронной аппаратуры в результате жестких механических и климатических воздействий из-за нарушения контакта в межслойных переходных отверстиях. The disadvantages of this process include: a relatively high percentage of rejects of printed circuit boards due to poor metallization of interlayer junctions, failure of electronic equipment as a result of severe mechanical and climatic influences due to disturbed contact in the interlayer vias.
Известен способ, предусматривающий заполнение переходных отверстий электрически проводящей пастой. Однако при этом способе появляется высокое значение электрического сопротивления соединения. Кроме того, в пасте возникают пузырьки воздуха или разрывы, ухудшающие временную стабильность и надежность электрического соединения. A known method, comprising filling the vias with an electrically conductive paste. However, with this method, a high value of the electrical resistance of the compound appears. In addition, air bubbles or tears occur in the paste, impairing the temporary stability and reliability of the electrical connection.
Наиболее близким техническим решением, выбранным в качестве прототипа, является печатная плата, имеющая электропроводящие проводники с одной или с обеих сторон, имеющая сквозные отверстия, в которые помещен электропроводящий материал, связанный металлическим контактом с электропроводящими проводниками. Для изготовления печатной платы электропроводящий материал помещается в отверстие, развальцовывается или расклепывается на конце и соединяется металлическим контактом с электропроводящими проводниками путем ультразвуковой сварки [2]. The closest technical solution, selected as a prototype, is a printed circuit board having conductive conductors on one or both sides, having through holes in which conductive material is placed connected by a metal contact with conductive conductors. For the manufacture of a printed circuit board, an electrically conductive material is placed in a hole, flared or riveted at the end and connected by a metal contact to the electrically conductive conductors by ultrasonic welding [2].
Однако при данном способе изготовления печатной платы требуется дорогостоющая аппаратура ультразвуковой сварки, а также при учитывании, что на сложных печатных платах присутствуют 300 и более межслойных переходных отверстий, не говоря уже о сквозных монтажных отверстиях, данный способ изготовления печатной платы становится трудоемким, кроме того, наличие контактных площадок вокруг металлизированных отверстий не дает повысить плотность печатного монтажа, уменьшить габариты радиоэлектронной аппаратуры. По данному способу надежное соединение металлической втулки с печатными проводниками происходит поочередно с каждым отверстием, что трудоемко и требует точной фиксации электродов ультразвуковой сварки над переходным отверстием. However, with this method of manufacturing a printed circuit board, expensive ultrasonic welding equipment is required, and also taking into account that 300 or more interlayer vias are present on complex printed circuit boards, not to mention through mounting holes, this method of manufacturing a printed circuit board becomes laborious, in addition, the presence of contact pads around metallized holes does not increase the density of printed circuit boards, reduce the dimensions of electronic equipment. According to this method, a reliable connection of a metal sleeve with printed conductors occurs alternately with each hole, which is time-consuming and requires accurate fixation of the ultrasonic welding electrodes above the transition hole.
Важнейшим направлением современного развития техники и технологии производства радиоэлектронной аппаратуры на печатных платах является поверхностный монтаж (ПМ). The most important area of the modern development of engineering and technology for the production of electronic equipment on printed circuit boards is surface mounting (PM).
Основные преимущества технологии ПМ реализуются вследствие уменьшения размеров электрорадиоэлементов (ЭРЭ) и шага между выводами ЭРЭ, что обеспечивает возможность размещения на печатной плате большего количества ЭРЭ, исключения металлизированных монтажных отверстий под ЭРЭ, освобождения второй стороны платы для монтажа ЭРЭ, повышения качества и надежности паяных соединений выводов ЭРЭ. The main advantages of the PM technology are realized due to the reduction in the size of radio electronic elements (ERE) and the step between the ERE terminals, which makes it possible to place more ERE on the printed circuit board, exclude metallized mounting holes for the ERE, free the other side of the board for mounting the ERE, improve the quality and reliability of soldered joints conclusions ERE.
Однако усложняется топология рисунка печатных плат и особенно увеличивается число межслойных переходных металлизированных отверстий с контактными площадками, что усложняет разводку печатных проводников и ограничивает преимущества ПМ. Кроме того, отказ в работе радиоэлектронной аппаратуры чаще всего происходит в результате нарушения контакта в межслойном переходе: из-за плохого качества металлизации межслойного перехода, механических воздействий, испытываемых радиоэлектронной аппаратурой, коробления печатных плат при термоциклировании. However, the topology of the pattern of printed circuit boards is becoming more complicated, and the number of interlayer transitional metallized holes with contact pads is increasing, which complicates the layout of printed conductors and limits the advantages of PM. In addition, the failure of electronic equipment most often occurs as a result of contact failure in the interlayer transition: due to poor metallization quality of the interlayer transition, mechanical stresses experienced by electronic equipment, warpage of printed circuit boards during thermal cycling.
Задача изобретения - повышение плотности печатного монтажа и повышение качества печатных плат. The objective of the invention is to increase the density of printed circuit boards and improving the quality of printed circuit boards.
Поставленная задача достигается тем, что способ изготовления печатной платы включает сверление в подложке отверстий для межслойных переходов, нанесение на проволоку быстроотверждающего клея, установку проволоки в отверстия для межслойных переходов, отверждение клея в межслойном отверстии с установленной проволокой, обрезку проволоки заподлицо с поверхностью подложки, формирование схемы проводников на обеих сторонах подложки, причем отверстия межслойных переходов выполняют без контактных площадок непосредственно в проводниках и контактных площадках под планарные выводы ЭРЭ, а диаметр проволоки в межслойном переходе может быть больше ширины проводника, меньше или равен ширине проводника или контактной площадки под планарные выводы электрорадиоэлементов, затем химически и гальванически металлизируют плату, наносят металлическое защитное покрытие, травят, осветляют и проводят горячее лужение. This object is achieved in that the method of manufacturing a printed circuit board includes drilling holes for interlayer transitions in a substrate, applying quick-setting glue to the wire, installing wire in holes for interlayer transitions, curing the adhesive in an interlayer hole with installed wire, cutting the wire flush with the surface of the substrate, forming circuit conductors on both sides of the substrate, and the holes of the interlayer transitions are performed without contact pads directly in the conductors and to contact areas for the planar leads of the ERE, and the wire diameter in the interlayer junction can be greater than the width of the conductor, less than or equal to the width of the conductor or the contact pad for the planar leads of the electro-radio elements, then chemically and galvanically metallize the board, apply a metal protective coating, etch, brighten and conduct hot tinning.
В результате выполнения операций химической и гальванической металлизации металл осаждается на поверхность и создает однородную монолитную металлизированную поверхность перехода с торцов проволоки на печатные проводники, в результате чего между ними образуется надежный контакт, нанесение металлического защитного покрытия на проводники повышает надежность межслойного перехода. As a result of chemical and galvanic metallization operations, the metal is deposited on the surface and creates a uniform monolithic metallized transition surface from the ends of the wire to the printed conductors, as a result of which reliable contact is formed between them, applying a metal protective coating to the conductors increases the reliability of the interlayer transition.
Сопоставительный анализ заявленного решения с прототипом показывает, что заявленный способ отличается от известного тем, что в заявленном способе крепление проволоки в межслойном переходе осуществляется за счет отверждения быстроотверждающего клея, а в прототипе - за счет расклепывания пустотелого пистона с обеих сторон подложки. В заявленном способе контакт в межслойном переходе осуществляется за счет химического и гальванического осаждения металла на поверхности торцов проволоки и поверхности печатных проводников, создавая монолитную структуру перехода, в прототипе развальцованный пистон накрывает проводящие дорожки, а металлический контакт с печатными проводниками создается путем ультразвуковой сварки. Кроме того, в заявленном способе отсутствуют контактные площадки на поверхностях подложки в межслойном переходе, а в прототипе присутствуют развальцованные контактные фланцы пустотелого пистона диаметром 1,5 мм. A comparative analysis of the claimed solution with the prototype shows that the claimed method differs from the known one in that in the claimed method, the wire is fastened in the interlayer transition due to the curing of the quick-setting adhesive, and in the prototype due to the riveting of the hollow piston on both sides of the substrate. In the claimed method, the contact in the interlayer transition is carried out by chemical and galvanic deposition of metal on the surface of the ends of the wire and the surface of the printed conductors, creating a monolithic structure of the transition, in the prototype, a flared piston covers the conductive tracks, and metal contact with the printed conductors is created by ultrasonic welding. In addition, in the claimed method there are no contact pads on the surfaces of the substrate in the interlayer transition, and in the prototype there are flared contact flanges of a hollow piston with a diameter of 1.5 mm
Результатом сопоставительного анализа является установление факта соответствия заявляемого способа изготовления печатных плат критерию "новизна". The result of the comparative analysis is to establish the fact of compliance of the proposed method for the manufacture of printed circuit boards with the criterion of "novelty."
Сравнение заявленного способа изготовления печатных плат не только с прототипом, но и с другими способами изготовления печатных плат позволило выявить признаки, отличающие заявленный способ от прототипа и других способов, что позволило сделать вывод о соответствии заявленного способа критерию "изобретательский уровень". Comparison of the claimed method for the manufacture of printed circuit boards not only with the prototype, but also with other methods for the manufacture of printed circuit boards, revealed features that distinguish the claimed method from the prototype and other methods, which made it possible to conclude that the claimed method meets the criterion of "inventive step".
Данный способ изготовления печатных плат осуществляется следующим образом: в заготовках печатных плат на станке с числовым программным управлением по программе сверлят переходные межслойные и монтажные отверстия, в переходные межслойные отверстия устанавливают металлическую проволоку с нанесенным на ней быстроотверждающим клеем, например ВК-9 или SA 35. Отверждение клея производят локальным нагревом, затем производят обрезку проволоки заподлицо с поверхностью подложки. Далее производят формирование схемы проводников на обеих сторонах подложки, причем отверстия межслойных переходов выполняют непосредственно в проводниках, без контактных площадок, и в контактных площадках под планарные выводы ЭРЭ, а диаметр проволоки в межслойном переходе может быть больше ширины проводника, меньше или равен ширине проводника или контактной площадки под планарные выводы электрорадиоэлементов. Затем химически и гальванически металлизируют плату, наносят металлическое защитное покрытие, травят, осветляют и проводят горячее лужение. This method of manufacturing printed circuit boards is carried out as follows: in the blanks of printed circuit boards on a machine with numerical program control, the adapter interlayer and mounting holes are drilled according to the program, a metal wire with quick-hardening adhesive deposited on it, for example, VK-9 or SA 35, is installed in the adapter interlayer holes. The curing of the adhesive is carried out by local heating, then the wire is cut off flush with the surface of the substrate. Next, conductors are formed on both sides of the substrate, and the holes of the interlayer transitions are made directly in the conductors, without contact pads, and in the contact pads for the planar leads of the ERE, and the diameter of the wire in the interlayer transition can be greater than the width of the conductor, less than or equal to the width of the conductor or a contact pad for planar findings of radio electronic elements. Then chemically and galvanically metallize the board, apply a metal protective coating, pickle, brighten and conduct hot tinning.
В результате выполнения операций: нанесение быстроотверждающего клея, установки в межслойные переходные отверстия металлической проволоки, отверждение клея локальным нагревом происходит жесткая фиксация металлической проволоки в межслойном переходном отверстии, а в результате выполнения операции химической и гальванической металлизации металл осаждается на поверхности платы и создает однородную монолитную металлизированную поверхность перехода с торцов проволоки на печатные проводники, в результате чего между ними образуется надежный контакт. As a result of the operations: applying quick-setting glue, installing metal wire into the interlayer vias, curing the glue by local heating, the metal wire is rigidly fixed in the interlayer viral hole, and as a result of the chemical and galvanic metallization, the metal is deposited on the surface of the board and creates a uniform monolithic metallized transition surface from the ends of the wire to the printed conductors, as a result of which n reliably contact.
Технико-экономический эффект данного способа изготовления печатных плат заключается:
1. В повышении надежности межслойного перехода. Площадь поперечного сечения межслойного перехода в заявленном способе больше, чем площадь поперечного сечения описанного в прототипе и больше площади поперечного сечения межслойного металлизированного отверстия, например площадь поперечного сечения в межслойном переходе в заявленном способе при диаметре проволоки, равном 0,3 мм, равна S=0,071 мм2, площадь поперечного сечения межслойного перехода, описанного в прототипе, равна S=0,0317 мм2 (при рекомендуемых диаметре межслойного перехода 1 мм и максимальной толщине материала пистона 100 мкм), площадь поперечного сечения межслойного металлизированного отверстия при диаметре отверстия 0,4 мм и толщине металлизации 20 мкм составит S= 0,026 мм2, то есть площадь поперечного сечения межслойного перехода в заявленном способе в 2,24 раза больше площади сечения межслойного перехода, описанного в прототипе, и в 2,73 раза больше площади сечения межслойного металлизированного отверстия. Площадь сечения печатного проводника шириной 0,3 мм при толщине фольги 35 мкм составит S=0,011 мм2, то есть площадь межслойного перехода в заявленном способе в 6,45 раза больше площади сечения печатного проводника. Из этого следует, что электрическое сопротивление межслойного перехода в заявленном способе меньше, чем в прототипе и традиционном межслойном металлизированном отверстии, то есть предлагаемый межслойный переход надежнее.The technical and economic effect of this method of manufacturing printed circuit boards is:
1. In improving the reliability of the interlayer transition. The cross-sectional area of the interlayer transition in the claimed method is larger than the cross-sectional area described in the prototype and larger than the cross-sectional area of the interlayer metallized hole, for example, the cross-sectional area in the interlayer transition in the claimed method with a wire diameter of 0.3 mm is S = 0,071 2 mm, the cross sectional area of vias described in the prior art, is S = 0,0317 mm 2 (with vias recommended diameter of 1 mm and a maximum material thickness pistons 100 mm), n oschad cross sectional interlayer metallized holes with a diameter of 0.4 mm and the thickness of the hole metallization 20 microns will be S = 0,026 mm 2, i.e. the cross sectional area of vias in the inventive process to 2.24 times the cross sectional area of vias described in the prior art, and 2.73 times the cross-sectional area of an interlayer metallized hole. The cross-sectional area of a printed conductor 0.3 mm wide with a foil thickness of 35 μm is S = 0.011 mm 2 , that is, the interlayer transition area in the inventive method is 6.45 times the cross-sectional area of the printed conductor. It follows that the electrical resistance of the interlayer transition in the claimed method is less than in the prototype and the traditional interlayer metallized hole, that is, the proposed interlayer transition is more reliable.
2. В повышении плотности трассировки печатных плат. Современная технология изготовления печатных плат и автоматическая пайка волной не позволяют уменьшить диаметр сквозных металлизированных отверстий при шаге расположения металлизированных отверстий, равном 2,5 мм, между двумя контактными площадками металлизированных отверстий размещается не более двух печатных проводников. Поэтому именно контактные площадки вокруг металлизированных отверстий являются основным препятствием для увеличения плотности печатного монтажа. 2. In increasing the trace density of printed circuit boards. Modern technology for the manufacture of printed circuit boards and automatic wave soldering do not allow to reduce the diameter of through metallized holes with a step of arrangement of metallized holes equal to 2.5 mm, no more than two printed conductors are placed between two contact pads of metallized holes. Therefore, it is the contact pads around the metallized holes that are the main obstacle to increasing the density of printed circuit boards.
В предлагаемом способе изготовления печатных плат на расстоянии 2,5 мм можно провести пять и более печатных проводников, так как контактные площадки вообще отсутствуют. В результате этого уменьшится суммарная длина проводников, упрощается топология проводников на обеих сторонах печатной платы. Становится не критичным большое количество межслойных переходов. In the proposed method for the manufacture of printed circuit boards at a distance of 2.5 mm, five or more printed conductors can be drawn, since there are no pads at all. As a result of this, the total length of the conductors is reduced, the topology of the conductors on both sides of the printed circuit board is simplified. A large number of interlayer transitions become not critical.
3. В повышении плотности компоновки ЭРЭ. Площадь, занимаемая межслойными переходными отверстиями с контактными площадками, описанными в прототипе и при традиционном изготовлении печатных плат, является мертвой зоной для установки ЭРЭ. В заявленном способе изготовления печатных плат планарные выводы ЭРЭ при ПМ располагаются на контактных площадках на обеих сторонах печатной платы непосредственно над межслойным переходом, что повышает плотность расположения ЭРЭ на печатной плате. 3. In increasing the density of the layout of the ERE. The area occupied by the interlayer vias with contact pads described in the prototype and in the traditional manufacture of printed circuit boards is a dead zone for installing ERE. In the claimed method of manufacturing printed circuit boards, the planar leads of the ERE for PM are located on the contact pads on both sides of the printed circuit board directly above the interlayer transition, which increases the density of the arrangement of the ERE on the printed circuit board.
4. В улучшении электрических характеристик и массогабаритных показателях радиоэлектронного изделия. Кроме того, реализация данного способа изготовления печатных плат, в ряде случаев, позволит перейти с изготовления многослойной печатной платы на двухстороннюю печатную плату, что удешевит стоимость изделия. 4. In improving the electrical characteristics and overall dimensions of the electronic product. In addition, the implementation of this method of manufacturing printed circuit boards, in some cases, will enable us to switch from manufacturing a multilayer printed circuit board to a double-sided printed circuit board, which will reduce the cost of the product.
Источники информации
1. Авторское свидетельство СССР 1473694, кл. Н 05 К 3/00, 1986 г.Sources of information
1. Copyright certificate of the USSR 1473694, cl. H 05 K 3/00, 1986
2. Патент Японии 57-58079, кл. Н 05 К 1/11, 1982 г. (прототип). 2. Japan Patent 57-58079, CL H 05 To 1/11, 1982 (prototype).
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2000116391/09A RU2184431C2 (en) | 2000-06-20 | 2000-06-20 | Printed-circuit board manufacturing process |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2000116391/09A RU2184431C2 (en) | 2000-06-20 | 2000-06-20 | Printed-circuit board manufacturing process |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2184431C2 true RU2184431C2 (en) | 2002-06-27 |
| RU2000116391A RU2000116391A (en) | 2003-09-10 |
Family
ID=20236671
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2000116391/09A RU2184431C2 (en) | 2000-06-20 | 2000-06-20 | Printed-circuit board manufacturing process |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2184431C2 (en) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2462011C1 (en) * | 2011-06-16 | 2012-09-20 | Открытое акционерное общество "Научно-производственное предприятие "Полет" | Manufacturing method of multi-layer printed-circuit boards |
| RU2525458C2 (en) * | 2012-09-24 | 2014-08-20 | Общество с ограниченной ответственностью "Тегас Электрик" | Led lamp |
| RU2622038C1 (en) * | 2015-12-11 | 2017-06-09 | Акционерное общество "Концерн радиостроения "Вега" | Manufacturing method of layer-to-layer transfer between the printed conductors on the crystalline or polycrystalline substrate |
| RU2676240C1 (en) * | 2018-01-25 | 2018-12-26 | Акционерное общество "Российская корпорация ракетно-космического приборостроения и информационных систем" (АО "Российские космические системы") | Method of formation of microstructural devices with cross-metalized holes on single crystalline silicon surface |
-
2000
- 2000-06-20 RU RU2000116391/09A patent/RU2184431C2/en not_active IP Right Cessation
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2462011C1 (en) * | 2011-06-16 | 2012-09-20 | Открытое акционерное общество "Научно-производственное предприятие "Полет" | Manufacturing method of multi-layer printed-circuit boards |
| RU2525458C2 (en) * | 2012-09-24 | 2014-08-20 | Общество с ограниченной ответственностью "Тегас Электрик" | Led lamp |
| RU2622038C1 (en) * | 2015-12-11 | 2017-06-09 | Акционерное общество "Концерн радиостроения "Вега" | Manufacturing method of layer-to-layer transfer between the printed conductors on the crystalline or polycrystalline substrate |
| RU2676240C1 (en) * | 2018-01-25 | 2018-12-26 | Акционерное общество "Российская корпорация ракетно-космического приборостроения и информационных систем" (АО "Российские космические системы") | Method of formation of microstructural devices with cross-metalized holes on single crystalline silicon surface |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US5081562A (en) | Circuit board with high heat dissipations characteristic | |
| US5315072A (en) | Printed wiring board having blind holes | |
| EP1631133B1 (en) | Visually inspectable surface mount device pad | |
| KR100412155B1 (en) | Electronic Component Device and Method of Manufacturing the Same | |
| GB2182211A (en) | Interconnecting coaxial cable to double-sided boards | |
| US8110752B2 (en) | Wiring substrate and method for manufacturing the same | |
| EP0219817A2 (en) | Shielded interconnection boards and method for making same | |
| US4743710A (en) | Coaxial interconnection boards | |
| EP2897447A1 (en) | Method for manufacturing embedded component substrate, and embedded component substrate manufactured using this method | |
| US5378857A (en) | Directly bondable termination for a fixed discrete wire | |
| RU2184431C2 (en) | Printed-circuit board manufacturing process | |
| CN113709984A (en) | Method for manufacturing circuit board by using laser to process electroplating holes, welding pads, anti-plating and anti-corrosion patterns | |
| CN107535051A (en) | The manufacture method of electronic installation and electronic installation | |
| US5799393A (en) | Method for producing a plated-through hole on a printed-circuit board | |
| US4908939A (en) | Method of making coaxial interconnection boards | |
| EP0966185B1 (en) | Method of manufacturing a printed wiring board | |
| JP2653905B2 (en) | Printed circuit board manufacturing method and electronic component mounting method | |
| US5763060A (en) | Printed wiring board | |
| JPH10284842A (en) | Manufacture of multilayer wiring circuit board | |
| KR100294157B1 (en) | Manufacturing method for interconnecting multilayer circuit board | |
| JP2000091722A (en) | Printed wiring board and its manufacture | |
| JPH10233563A (en) | Printed-wiring board and its manufacture | |
| JP3202840B2 (en) | Multilayer printed wiring board | |
| JP3759755B2 (en) | How to make raised metal contacts on electrical circuits for permanent connection | |
| KR101174912B1 (en) | Method of manufacturing substrate having bump |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20040621 |