RU2791713C1 - Method for manufacturing flexible printed circuit boards in continuous roll form - Google Patents
Method for manufacturing flexible printed circuit boards in continuous roll form Download PDFInfo
- Publication number
- RU2791713C1 RU2791713C1 RU2021134300A RU2021134300A RU2791713C1 RU 2791713 C1 RU2791713 C1 RU 2791713C1 RU 2021134300 A RU2021134300 A RU 2021134300A RU 2021134300 A RU2021134300 A RU 2021134300A RU 2791713 C1 RU2791713 C1 RU 2791713C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- holes
- printed circuit
- flexible
- layer
- circuit boards
- Prior art date
Links
Images
Abstract
Description
Изобретение относится к способам изготовления гибких, тянущихся печатных плат в непрерывной рулонной форм, которые могут быть использованы, например, в электронной, радиотехнической и других отраслях промышленности. The invention relates to methods for manufacturing flexible, stretchable printed circuit boards in continuous roll form, which can be used, for example, in electronics, radio engineering and other industries.
Из уровня техники известен способ изготовления гибких печатных плат, включающий формирование рельефной поверхности полимерной пленки за счет каналов, созданных облучением ионами и химическим травлением, последующим формированием металлического слоя путем гальванического осаждения, при этом в полимерной пленке формируют двустороннюю рельефную поверхность за счет сквозных пустотелых каналов путем ее облучения высокоэнергетичными ионами с энергией, обеспечивающей их проективный пробег в материале полимерной пленки в 1,5-2 раза больше ее толщины, и последующего химического травления, а затем гальванически формируют металлический осадок в сквозных пустотелых травленых каналах, начиная от одной рельефной поверхности пленки, плотно контактирующей с самонесущим металлическим катодом, до противоположной свободной рельефной поверхности пленки, на которой формируют гальванический металлический слой заданной формы и толщины (RU 2356194 С1, 20.05.2009).A method of manufacturing flexible printed circuit boards is known from the prior art, including the formation of a relief surface of a polymer film due to channels created by irradiation with ions and chemical etching, followed by the formation of a metal layer by electroplating, while a two-sided relief surface is formed in the polymer film due to through hollow channels by its irradiation with high-energy ions with an energy that ensures their projective range in the material of the polymer film is 1.5-2 times greater than its thickness, and subsequent chemical etching, and then a metal deposit is galvanically formed in through hollow etched channels, starting from one relief surface of the film, in close contact with a self-supporting metal cathode, to the opposite free relief surface of the film, on which a galvanic metal layer of a given shape and thickness is formed (RU 2356194 C1, 20.05.2009).
Известен способ рулонной электрохимической обработки гибких печатных плат за счет анодного растворения участков фольги, соответствующих непроводящему рисунку печатной платы, при перемещении заготовки из гибкого фольгированного диэлектрика от питающей бобины через токоподвод к фольге заготовки и зону ЭХО к приемной бобине, при этом поверхность фольги электрохимически оксидируется при перемещении гибкой заготовки от токоподвода к зоне ЭХО (RU 2400950 С1, 27.09.2010).A known method of rolled electrochemical processing of flexible printed circuit boards due to anodic dissolution of the foil sections corresponding to the non-conductive pattern of the printed circuit board, when moving the workpiece from a flexible foil dielectric from the supply reel through the current lead to the workpiece foil and the ECM zone to the receiving reel, while the surface of the foil is electrochemically oxidized when moving the flexible workpiece from the current supply to the ECHO zone (RU 2400950 C1, 09/27/2010).
Известен способ изготовления печатной платы с рисунком проводников, который включает в себя следующие этапы: i) на подложке избирательно крепят проводящий слой, например, металлическую фольгу, так, что часть указанного проводящего слоя, например, металлической фольги, содержащая заданные участки, образующие в конечном изделии проводники, и узкие участки, расположенные между указанными проводящими участками конечного изделия, закреплена на подложке посредством связующего средства, при этом более крупные подлежащие удалению участки проводящего слоя, например, металлической фольги, по существу, не закреплены на подложке, при этом подлежащий удалению участок соединен с подложкой не более чем своим краевым участком, подлежащим обработке на следующем этапе ii), и, возможно, участками, предотвращающими отделение подлежащих удалению участков до выполнения этапа iii); ii) на указанном проводящем слое выполняют рисунок проводников путем удаления материала, например, металлической фольги, из узких промежутков между заданными проводящими участками и с внешней периферии участка, удаляемого в твердом состоянии, причем удаление материала осуществляют по меньшей мере одним способом группы: травление, лазерная обработка, ионная бомбардировка, струйная обработка частицами, iii) удаляют в твердом состоянии подлежащие удалению участки проводящего слоя, например, металлической фольги, не закрепленные на подложке, поскольку указанные подлежащие удалению участки, ранее соединенные с подложкой своими краевыми участками, более не удерживаются краевыми участками проводящего слоя, которые были удалены с внешней периферии подлежащих удалению участков на этапе ii), при этом подложка является гибкой, а изготовление печатной платы осуществляют способом с рулона-на-рулон (RU 2458492 С2, 10.08.2012).A method is known for manufacturing a printed circuit board with a pattern of conductors, which includes the following steps: i) a conductive layer, for example, a metal foil, is selectively attached to the substrate, so that a part of the specified conductive layer, for example, a metal foil, containing predetermined areas that form the final the conductors of the article, and the narrow sections located between said conductive sections of the final product, is fixed to the substrate by means of a bonding agent, while the larger sections of the conductive layer to be removed, for example, metal foil, are essentially not fixed to the substrate, while the section to be removed connected to the substrate by no more than its edge area to be processed in the next step ii), and possibly by areas preventing separation of the areas to be removed before step iii); ii) conductors are patterned on said conductive layer by removing material, for example, metal foil, from narrow gaps between predetermined conductive areas and from the outer periphery of the area removed in the solid state, the material being removed by at least one method of the group: etching, laser processing, ion bombardment, particle blasting, iii) remove in the solid state the areas to be removed of the conductive layer, for example, metal foil, not fixed on the substrate, since these areas to be removed, previously connected to the substrate by their edge areas, are no longer held by the edge areas conductive layer, which were removed from the outer periphery of the areas to be removed in step ii), while the substrate is flexible, and the printed circuit board is manufactured using the roll-to-roll method (RU 2458492 C2, 08/10/2012).
Наиболее близким аналогом к предложенному техническому решению является способ производства гибкой печатной платы на основе жидкого металла, включающий нанесение жидкого металла, попредварительно подготовленной схеме, на эластичную (тянущуюся) подложку для образования схемы из жидкого металла, при этом в качестве жидкого металла используют, в том числе, сплав галлия (US 20200296825 А1, 17.09.2020).The closest analogue to the proposed technical solution is a method for the production of a flexible printed circuit board based on liquid metal, which includes applying liquid metal, a pre-prepared circuit, to an elastic (stretching) substrate to form a liquid metal circuit, while liquid metal is used, including including gallium alloy (US 20200296825 A1, 09/17/2020).
Основным недостатком известных технических решений является большая длительность процесса производства гибкой печатной платы, которая обусловлена использованием на отдельных стадиях производства ручного труда или оборудования, работающего в полуавтоматическом режиме, а также необходимостью выдерживания герметичного слоя до его полного застывания, что также сильно тормозит процесс производства.The main disadvantage of the known technical solutions is the long duration of the flexible printed circuit board production process, which is due to the use of manual labor or equipment operating in semi-automatic mode at individual stages of production, as well as the need to maintain the sealed layer until it solidifies completely, which also greatly slows down the production process.
Задачей, на решение которой направлено предлагаемое изобретение является разработка полностью автоматического способа изготовления гибких, тянущихся печатных плат в непрерывной рулонной форме.The problem to which the present invention is directed is the development of a fully automatic method for the manufacture of flexible, stretching printed circuit boards in a continuous roll form.
Технический результат, достигаемый при решении поставленной задачи, заключается в создании способа изготовления гибких, тянущихся печатных плат в непрерывной рулонной форме обеспечивающего сокращение времени производства, а также обеспечивающего получение гибкой, тянущейся печатной платы, которая не ограничена размерами и формой.The technical result achieved in solving the problem is to create a method for manufacturing flexible, stretchable printed circuit boards in a continuous roll form, which reduces production time, and also provides a flexible, stretchable printed circuit board, which is not limited by size and shape.
Для достижения указанного технического результата предложен способ изготовления гибких печатных плат в непрерывной рулонной форме, согласно которому гибкую подложку, намотанную в рулон подают на охлаждающий стол, при помощи лазера делают углубления, согласно предварительно составленной схеме печатной платы, в полученные углубления подают токопроводящий раствор, затем подают второй слой гибкой подложки, намотанной в рулон, который размещают поверх заполненных токопроводящим раствором углублений, полученные два слоя подвергают ламинированию с использованием нагретых барабанов с получением единой конструкции, на верхней части которой при помощи лазера делают отверстия для контактов, согласно предварительно составленной схеме печатной платы, при этом высота отверстий соответствует толщине верхнего слоя, а электронные контакты размещают в полученные отверстия, так чтобы они соприкасались с токопроводящим раствором, готовое изделие наматывают в рулон.To achieve this technical result, a method is proposed for manufacturing flexible printed circuit boards in a continuous roll form, according to which a flexible substrate wound in a roll is fed onto a cooling table, recesses are made using a laser, according to a pre-compiled circuit board layout, a conductive solution is fed into the resulting recesses, then a second layer of a flexible substrate is fed, wound in a roll, which is placed over the recesses filled with a conductive solution, the resulting two layers are subjected to lamination using heated drums to obtain a single structure, on the upper part of which holes for contacts are made using a laser, according to a pre-composed circuit board layout , while the height of the holes corresponds to the thickness of the upper layer, and the electronic contacts are placed in the holes so that they come into contact with the conductive solution, the finished product is wound into a roll.
Предпочтительно, что в качестве токопроводящего раствора используют сплав галлия, серебряные чернила или жидкий электролит.Preferably, a gallium alloy, silver ink, or a liquid electrolyte is used as the conductive solution.
Предпочтительно, что в отверстия перед установкой электронных контактов подают быстросохнувший клей.Preferably, quick-drying adhesive is applied to the holes before the electronic contacts are installed.
На фиг. 1 представлено схематичное изображение, иллюстрирующее способ изготовления гибких, тянущихся печатных плат в непрерывной рулонной форме.In FIG. 1 is a schematic diagram illustrating a method for manufacturing flexible, stretchable printed circuit boards in a continuous roll form.
1 - лазер;1 - laser;
2 - дозатор токопроводящего раствора;2 - conductive solution dispenser;
3 - охлаждающий стол;3 - cooling table;
4 - дозатор клея;4 - glue dispenser;
5 - лазер;5 - laser;
6 - устройство для вставки контактов;6 - device for inserting contacts;
7 - ламинатор. Краткое описание процесса:7 - laminator. Brief description of the process:
1. первый барабан подает гибкую, тянущуюся подложку, которая была предварительно намотана в рулон, на охлаждающий стол;1. the first drum delivers a flexible, stretchy substrate, which has been pre-wound into a roll, onto a cooling table;
2. лазер делает в ней отверстия (согласно предварительно составленной схеме печатной платы);2. the laser makes holes in it (according to the previously drawn up circuit board layout);
3. охлаждающий стол охлаждает подложку;3. cooling table cools the substrate;
4. дозатор выдавливает токопроводящий раствор в полученные отверстия, в качестве которого может быть использован сплав галлия, серебряные чернила или жидкий электролит;4. The dispenser squeezes out a conductive solution into the resulting holes, which can be used as a gallium alloy, silver ink or liquid electrolyte;
5. второй барабан подает второй слой гибкой, тянущейся подложки поверх первого слоя;5. the second drum delivers the second layer of flexible, stretchable substrate over the first layer;
6. два слоя гибкой, тянущейся подложки вводят в ламинатор (нагревающие барабаны), где они спекаются в единую конструкцию, состоящую из двух слоев;6. two layers of flexible, stretchable substrate are introduced into the laminator (heating drums), where they are sintered into a single structure consisting of two layers;
7. с помощью лазера на полученной конструкции, в ее верхнем слое делают отверстия для контактов (согласно предварительно составленной схеме печатной платы), при этом отверстия делаются не насквозь, а так чтобы отверстие по высоте было равно толщине верхнего слоя, чтобы после установки контакта, он соприкасался с токопроводящим раствором;7. using a laser on the resulting structure, holes are made in its upper layer for contacts (according to a pre-compiled circuit board layout), while the holes are not made through, but so that the hole is equal in height to the thickness of the upper layer, so that after installing the contact, it was in contact with a conductive solution;
8. затем второй дозатор выдавливает быстросохнувшийклей и смазывает места вставки будущих контактов, для того, чтобы они приклеились, а также для герметизации;8. then the second dispenser squeezes out quick-drying glue and lubricates the insertion points of future contacts, so that they stick, as well as for sealing;
9. устройство вставляет электронные контакты в сделанные отверстия;9. the device inserts electronic contacts into the holes made;
10. готовое изделие наматывают на третий барабан.10. the finished product is wound on the third drum.
Далее, представлен подробный пример реализации предложенного изобретения, при этом для специалиста очевидно, что данный пример является только частным случаем реализации предложенного изобретения и не может быть использован для корректировки широты притязаний заявителя.Further, a detailed example of the implementation of the proposed invention is presented, while it is obvious to a specialist that this example is only a special case of the implementation of the proposed invention and cannot be used to adjust the breadth of the applicant's claims.
Пример 1Example 1
Первый барабан подает гибкую, тянущуюся подложку, которая была предварительно намотана в рулон на охлаждающий стол с охлаждением до +5 градусов, содержащий лазерный модуль, цель которого «выжечь» на подложке отверстия, согласно предварительно составленной схеме печатной платы, и дозатор, в который подает токопроводящий раствор, к примеру, сплав галлия или серебряные чернила или жидкий электролит, в отверстия. При этом, тянущаяся подложка может быть выполнена из различного материала, например, полидиметилсилоксан, эпоксильная смола, СЭБС/спирол-этилен-бутилен-стирол, полиимидная пленка,The first drum delivers a flexible, stretchy substrate, which was previously wound into a roll on a cooling table with a cooling of up to +5 degrees, containing a laser module, the purpose of which is to "burn" holes on the substrate, according to a pre-compiled circuit board layout, and a dispenser into which it feeds conductive solution, such as gallium alloy or silver ink or liquid electrolyte, into the holes. At the same time, the stretchable substrate can be made of various materials, for example, polydimethylsiloxane, epoxy resin, SEBS / spirol-ethylene-butylene-styrene, polyimide film,
ПЭТ/полиэтилентерефталатная, силиконовая резина. Дозатор нагревает токопроводящий раствор, так что бы раствор имел жидкую консистенцию, и выдавливает его в образованные лазером отверстия. При этом, охлаждающий стол охлаждает подложку для того, чтобы токопроводящий раствор не растекался за пределы отверстий, образованных лазером, а также предотвращает образование нагара (обугленные края) при использовании лазера. Затем второй барабан подает второй слой гибкой, тянущейся подложки (материал из которого выполнена подложка, например, полидиметилсилоксан, эпоксильная смола, СЭБС/спирол-этилен-бутилен-стирол, полиимидная пленка,PET/polyethylene terephthalate, silicone rubber. The dispenser heats the conductive solution so that the solution has a liquid consistency, and squeezes it into the holes formed by the laser. At the same time, the cooling table cools the substrate so that the conductive solution does not spread beyond the holes formed by the laser, and also prevents the formation of carbon deposits (charred edges) when using the laser. Then the second drum feeds the second layer of flexible, stretchable substrate (material from which the substrate is made, for example, polydimethylsiloxane, epoxy resin, SEBS / spirol-ethylene-butylene-styrene, polyimide film,
ПЭТ/полиэтилентерефталатная, силиконовая резина, предварительно намотанной в рулон, который располагают поверх первого слоя. Два слоя гибкой, тянущееся подложки вводят в ламинатор, представляющий собой нагревающие барабаны (температура до 450°С), где они спекаются в единую конструкцию из двух слоев. Полученную на выходе из ламинатора конструкцию из двух слоев подают на второй стол, который содержит лазерный модуль, устройство для размещения контактов и дозатор для быстросохнувшего клея. При этом, предварительно с помощью вращения барабанов подложка движется вперед-назад по столу, во время движения, к примеру, камера, фиксирует метку на подложке, которую оставил лазер на первом столе, чтобы обеспечить точное позиционирование на втором столе, чтобы откалибровать расположение схемы, сделанной на первом столе. После позиционирования лазером делают отверстие в месте вставок контактов, при этом отверстия делают не насквозь, а так чтобы отверстие по высоте было равно толщине верхнего слоя, чтобы после установки контакта, он соприкасался с токопроводящим раствором. Затем дозатор выдавливает быстросохнувшийклей и смазывает места вставки будущих контактов, для того, чтобы они приклеились, а также для его герметизации. После чего устройство для размещения контактов вставляет электронные контакты в сделанные отверстия. Готовое изделие в виде двухслойной гибкой, тянущейся печатной платы непрерывной рулонной форме наматывают на третий барабан и/или отправляют на хранение и/или реализацию.PET/polyethylene terephthalate silicone rubber pre-wound into a roll that is placed over the first layer. Two layers of a flexible, stretchable substrate are introduced into a laminator, which is a heating drum (temperature up to 450°C), where they are sintered into a single structure of two layers. The two-layer structure obtained at the outlet of the laminator is fed to the second table, which contains a laser module, a device for placing contacts and a dispenser for quick-drying glue. At the same time, by rotating the drums, the substrate moves back and forth on the table, while moving, for example, the camera fixes the mark on the substrate, which the laser left on the first table, to ensure accurate positioning on the second table, to calibrate the location of the circuit, made on the first table. After positioning with a laser, a hole is made at the place where the contacts are inserted, while the holes are not made through, but so that the hole is equal in height to the thickness of the upper layer, so that after the contact is installed, it comes into contact with the conductive solution. Then the dispenser squeezes out the quick-drying adhesive and lubricates the insertion points of future contacts, so that they stick, as well as to seal it. The contact locator then inserts the electronic contacts into the holes made. The finished product in the form of a two-layer flexible, stretchable printed circuit board in a continuous roll form is wound on a third drum and/or sent for storage and/or sale.
Все вышеизложенное наглядно демонстрирует, что представленный способ изготовления гибких, тянущихся печатных плат в непрерывной рулонной форме является полностью автоматизированным, а, следовательно, в сравнении с ранее известными способами данный способ значительно сокращает время изготовления конечного продукта, поскольку в среднем ранее данный процесс занимал не менее суток, а при реализации предложенного способа указанное время составляет менее минуты.All of the above clearly demonstrates that the presented method for manufacturing flexible, stretchable printed circuit boards in continuous roll form is fully automated, and, therefore, in comparison with previously known methods, this method significantly reduces the time for manufacturing the final product, since on average this process previously took at least days, and when implementing the proposed method, the specified time is less than a minute.
Кроме того, предложенный способ, в том числе, за счет последовательности проводимых операций, а также использования подложки в форме рулона позволяет получить конечный продукт практически любого размера, что также выгодно отличает данное изобретение от ранее известных аналогов.In addition, the proposed method, including due to the sequence of operations, as well as the use of a roll-shaped substrate, makes it possible to obtain a final product of almost any size, which also distinguishes this invention from previously known analogs.
Claims (2)
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2791713C1 true RU2791713C1 (en) | 2023-03-13 |
Family
ID=
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2361377C2 (en) * | 2004-01-05 | 2009-07-10 | Алкан Технолоджи Энд Мэниджмент Лтд. | Method of continuous printing conducting strips with electrically conductive ink on flexible polymer carrier |
RU2400950C1 (en) * | 2009-04-07 | 2010-09-27 | Валентин Дмитриевич Струков | Method for roll electrochemical treatment of flexible printed circuit boards |
RU2458492C2 (en) * | 2008-03-26 | 2012-08-10 | Текномар Ой | Method for manufacturing of multilayer printed circuit board |
US20130318785A1 (en) * | 2012-05-31 | 2013-12-05 | Zhen Ding Technology Co., Ltd. | Method for manufacturing ic substrate |
US20200296825A1 (en) * | 2019-03-12 | 2020-09-17 | Carnegie Mellon University | Liquid metal circuits and methods of making the same |
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2361377C2 (en) * | 2004-01-05 | 2009-07-10 | Алкан Технолоджи Энд Мэниджмент Лтд. | Method of continuous printing conducting strips with electrically conductive ink on flexible polymer carrier |
RU2458492C2 (en) * | 2008-03-26 | 2012-08-10 | Текномар Ой | Method for manufacturing of multilayer printed circuit board |
RU2400950C1 (en) * | 2009-04-07 | 2010-09-27 | Валентин Дмитриевич Струков | Method for roll electrochemical treatment of flexible printed circuit boards |
US20130318785A1 (en) * | 2012-05-31 | 2013-12-05 | Zhen Ding Technology Co., Ltd. | Method for manufacturing ic substrate |
US20200296825A1 (en) * | 2019-03-12 | 2020-09-17 | Carnegie Mellon University | Liquid metal circuits and methods of making the same |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US4411982A (en) | Method of making flexible printed circuits | |
KR100834515B1 (en) | Method for forming photoresist-laminated substrate, method for plating insulating substrate, method for surface treating metal layer of circuit board, and method for manufacturing multi layer ceramic condenser using metal nanoparticles aerosol | |
CN104411106B (en) | A kind of preparation method of printed circuit board fine-line | |
CN108718485B (en) | Semi-additive technology for manufacturing fine-wire thick-copper double-sided FPC | |
TW201640965A (en) | Manufacturing method of flexible printed wiring board | |
US20070070613A1 (en) | Method of manufacturing high density printed circuit boad | |
CN107041077A (en) | A kind of circuit board producing method of turmeric and the golden compound base amount method of electricity | |
CN108934130A (en) | The manufacturing method of rigid-flexible circuit board | |
CN113056116A (en) | Method for plating hole copper and processing method of circuit board | |
US8723050B2 (en) | Multilayer printed circuit board and method for making same | |
CN105830542A (en) | Method for manufacturing stepped copper column in PCB | |
CN108124386A (en) | Wiring board and its production method, graph transfer method | |
CN108323040B (en) | Manufacturing method of PCB with stepped groove and PCB | |
RU2791713C1 (en) | Method for manufacturing flexible printed circuit boards in continuous roll form | |
CN102523694B (en) | Method for avoiding substrate exposure during pattern transfer of step circuit boards | |
CN105430925B (en) | Thick copper circuit board manufacturing method | |
CN105142355A (en) | Method for fabricating circuit board | |
CN105376961A (en) | HASL surface treatment PCB manufacturing method | |
CN112969290B (en) | Manufacturing process of PCB upper hole | |
CN114025499A (en) | Single-sided flexible circuit board and preparation method and application thereof | |
CN111712049A (en) | Manufacturing method of PCB | |
JP2022548586A (en) | Electrode tab and method of forming same | |
CN110062538B (en) | Manufacturing method of PCB (printed circuit board) with lead at bottom of stepped groove and PCB | |
CN114025515A (en) | Manufacturing process of multilayer circuit board with ultra-high copper thickness inner layer and circuit board | |
CN115802633B (en) | Electroplating uniformity method of circuit board |