RU2801761C1 - Method and apparatus for manufacturing printed circuit board - Google Patents
Method and apparatus for manufacturing printed circuit board Download PDFInfo
- Publication number
- RU2801761C1 RU2801761C1 RU2022130784A RU2022130784A RU2801761C1 RU 2801761 C1 RU2801761 C1 RU 2801761C1 RU 2022130784 A RU2022130784 A RU 2022130784A RU 2022130784 A RU2022130784 A RU 2022130784A RU 2801761 C1 RU2801761 C1 RU 2801761C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- printed circuit
- dosing
- circuit board
- fluid material
- screw
- Prior art date
Links
Abstract
Description
Изобретение относится к области технологического оборудования и технологических процессов нано- и микроэлектроники, в частности к устройствам аддитивного изготовления печатных плат и устройствам быстрого 3D-прототипирования. Устройство предназначено для автоматизированного изготовления прототипов печатных плат для электронных устройств.The invention relates to the field of technological equipment and technological processes of nano- and microelectronics, in particular to devices for additive manufacturing of printed circuit boards and devices for rapid 3D prototyping. The device is designed for automated production of printed circuit board prototypes for electronic devices.
Из существующего уровня техники известно следующее техническое решение, предназначенное для изготовления многослойных печатных плат, описанное в: US 20200315035 B2 (Nano Dimension Technologies, LTD) опубл. 01.10.2020 г. «Изготовление печатных плат и fpc с экранированными дорожками и/или компонентами с использованием струйной 3d-печати». Данное техническое решение относится к способам и композициям для прямой печати печатных плат, имеющих электромагнитно-экранированные дорожки и/или компоненты. В частности, описание относится к прямой и непрерывной 3D-печати покрытых изоляционной оболочкой дорожек и/или компонентов с металлическими экранирующими рукавами или капсулами. Способ изготовления печатной платы (PCB), имеющей электромагнитно-экранированную дорожку, с использованием струйного принтера, включающий: обеспечение системы струйной печати, содержащей первую печатающую головку, предназначенную для струйной печати из изоляционной смолы; вторую печатающую головку, предназначенную для струйной печати первых металлических чернил; конвейер, функционально связанный с первой и второй печатающими головками, сконфигурированный для транспортировки подложки к каждой из первой и второй печатающих головок; и модуль автоматизированного производства (CAM), содержащий: процессор данных; энергонезависимая память; и набор исполняемых инструкций, хранящихся на нем для приема файла визуализации печатной платы, имеющей электромагнитно-экранированную дорожку, и создание файла, который представляет собой по меньшей мере один, по существу, двумерный слой для печати печатной платы, имеющей электромагнитно-экранированную дорожку. Использование струйной печати (а именно растрового метода формирования топологии) в данном техническом решении приводит к следующим недостаткам: неравномерность поверхности пленки (появления пиков на поверхности пленки); неоднородность внутренней структуры пленки; увеличение электромагнитных потерь готового изделия; малая толщина пленки, необходимость нанесения нескольких слоев для достижения оптимальной толщины электропроводящей дорожки.From the existing prior art, the following technical solution is known for the manufacture of multilayer printed circuit boards, described in: US 20200315035 B2 (Nano Dimension Technologies, LTD) publ. 10/01/2020 "Manufacture of printed circuit boards and fpc with shielded traces and/or components using inkjet 3d printing". This technical solution relates to methods and compositions for direct printing of printed circuit boards having electromagnetically shielded tracks and/or components. In particular, the description relates to direct and continuous 3D printing of insulated tracks and/or components with metal shield sleeves or capsules. A method for manufacturing a printed circuit board (PCB) having an electromagnetically shielded track using an inkjet printer, comprising: providing an inkjet printing system comprising a first inkjet printing head of an insulating resin; a second printhead for inkjet printing the first metallic ink; a conveyor operatively associated with the first and second printheads, configured to transport the substrate to each of the first and second printheads; and a computer-aided manufacturing (CAM) module comprising: a data processor; non-volatile memory; and a set of executable instructions stored therein for receiving a PCB rendering file having an electromagnetically shielded track, and creating a file that is at least one substantially two-dimensional layer for printing a printed circuit board having an electromagnetically shielded track. The use of inkjet printing (namely, the raster method of topology formation) in this technical solution leads to the following disadvantages: uneven film surface (appearance of peaks on the film surface); inhomogeneity of the internal structure of the film; increase in electromagnetic losses of the finished product; small film thickness, the need to apply several layers to achieve the optimal thickness of the electrically conductive track.
Наиболее близким к заявленному техническому решению является US 20160014906 B2 (VOLTERA INC.), опубл. 14.01.2016 г. «Устройство и способ печати печатных плат». Данное техническое решение относится к способам и устройствам для печати электрических схем. В частности: The closest to the claimed technical solution is US 20160014906 B2 (VOLTERA INC.), publ. 01/14/2016 "Device and method for printing printed circuit boards". This technical solution relates to methods and devices for printing electrical circuits. In particular:
1) устройство для печати печатных плат, включающее:1) a device for printing printed circuit boards, including:
- предметный столик;- subject table;
- механизм крепления для крепления подложки печатной платы к предметному столику;- fastening mechanism for attaching the printed circuit board substrate to the stage;
- нагревательный элемент;- a heating element;
- датчик для обнаружения и создания топографической карты, установленный на трёхкоординатном устройстве позиционирования, которое перемещает дозирующую головку в трех осях направления движения;- a sensor for detecting and creating a topographic map, mounted on a three-axis positioning device that moves the dosing head in three axes of the direction of movement;
- блок управления для приема инструкций, представляющих траекторию шаблона печатной платы, сконфигурированный для активации трёхкоординатного устройства позиционирования и дозирующей головки в соответствии с инструкциями;- a control unit for receiving instructions representing the trajectory of the circuit board template, configured to activate the three-axis positioning device and the dosing head in accordance with the instructions;
- узел каретки для удержания, по меньшей мере, одну дозирующую головку, выполненную с возможностью нанесения текучего материала печатной платы на подложку печатной платы, при этом дозирующая головка включает в себя:- a carriage assembly for holding at least one dosing head configured to apply a flowable printed circuit board material to a printed circuit board substrate, the dosing head including:
- поршень;- piston;
- а также шток, разъемно соединенный с поршнем;- as well as a rod detachably connected to the piston;
- при этом поршень выполнен с возможностью его перемещения штоком в направлении вниз, когда шток соединен с поршнем для выдачи текучего материала печатной платы из дозирующей головки;wherein the piston is movable by the stem in a downward direction when the stem is connected to the piston to dispense fluid circuit board material from the dosing head;
- шаговый двигатель для перемещения штока.- stepper motor to move the rod.
2) способ печати многослойных печатных плат, который выполняется с использованием устройства для печати печатных плат, включающий:2) a method for printing multilayer printed circuit boards, which is performed using a device for printing printed circuit boards, including:
- размещение печатной подложки на нагреваемом предметном столике;- placement of the printed substrate on a heated object table;
- построение топографической карты поверхности печатной подложки с помощью датчика приближения и печать разработанного шаблона печатной платы методом прямого нанесения, который включает в себя механизм направленной вниз силы внутри дозирующей головки, чтобы дозировать электропроводящие и изоляционные пасты через сопла непосредственно на подложку;- building a topographic map of the surface of the printed substrate using a proximity sensor and printing the designed printed circuit board template using the direct deposition method, which includes a downward force mechanism inside the dosing head to dispense electrically conductive and insulating pastes through nozzles directly onto the substrate;
- а также прямую печать проводящих и изоляционных паст слоями, термическое отверждение печатных слоев через нагреваемый предметный столик и повторение этого цикла печати и отверждения до тех пор, пока не будут напечатаны все соответствующие слои, образующие желаемую топологию печатной платы.- as well as direct printing of conductive and insulating pastes in layers, thermally curing the printed layers through a heated stage and repeating this cycle of printing and curing until all relevant layers have been printed, forming the desired PCB layout.
Недостатком данного технического решения является способ дозирования текучих материалов: шприцевой метод дозирования, – а также дозирующая головка, которая включает в себя поршень, соединенный со штоком. Шток имеет ограничения по силе создаваемого давления внутри дозирующего устройства, что приводит к ограничению диапазона вязкости дозируемых материалов. Так же одним из важных недостатков данного изобретения является: избыточное капание материала после прекращения печати, и нестабильное давление внутри емкости дозирующего устройства, что приводит к неоднородности и неравномерности печатной дорожки.The disadvantage of this technical solution is the method of dosing fluid materials: the syringe method of dosing, as well as the dosing head, which includes a piston connected to a rod. The stem has limits on the force of the generated pressure inside the dosing device, which leads to a limitation of the viscosity range of the dosed materials. Also, one of the important disadvantages of this invention is: excessive dripping of the material after printing is stopped, and unstable pressure inside the container of the dosing device, which leads to heterogeneity and unevenness of the printed track.
Технический результат заявленного изобретения заключается в обеспечении следующих параметров: гладкость поверхности; однородность структуры пленки; равномерность формы и геометрических размеров пленки; адгезионная прочность; высокая скорость процесса изготовления; The technical result of the claimed invention is to provide the following parameters: surface smoothness; uniformity of the film structure; uniformity of the shape and geometric dimensions of the film; adhesive strength; high speed of the manufacturing process;
Технический результат заявленного изобретения достигается следующим: The technical result of the claimed invention is achieved as follows:
1) способ изготовления печатных плат, включающий: 1) a method for manufacturing printed circuit boards, including:
- размещение печатной подложки на нагреваемом предметном столике;- placement of the printed substrate on a heated object table;
- получение в блоке управления карты высот подложки печатной платы;- receipt in the control unit of the height map of the substrate of the printed circuit board;
- получение в блоке управления инструкций, представляющих траекторию шаблона печатной платы;- receipt in the control unit of instructions representing the trajectory of the printed circuit board template;
- управление через блок управления трёхкоординатным устройством позиционирования для перемещения дозирующего устройства в соответствии с траекторией шаблона печатной платы;- control through the control unit of a three-coordinate positioning device to move the dosing device in accordance with the trajectory of the printed circuit board template;
- нанесение под управлением блока управления из дозирующей головки текучего материала печатной платы на подложку печатной платы в соответствии с траекторией шаблона печатной платы;- application under the control of the control unit from the dosing head of the fluid material of the printed circuit board on the substrate of the printed circuit board in accordance with the trajectory of the printed circuit board template;
- текучий материал печатной платы представляет собой проводник, изолятор или припой;- the flowable material of the printed circuit board is a conductor, insulator or solder;
отличающийся тем, что способ изготовления печатных плат включает:characterized in that the method of manufacturing printed circuit boards includes:
- равномерную подачу текучего материала печатной платы к выходному отверстию дозирующей головки осуществляют посредством вращения шнека, вращение которого обеспечивается шаговым двигателем, и перемещения текучего материала печатной платы по желобам шнека;- uniform supply of the fluid material of the printed circuit board to the outlet of the dosing head is carried out by rotating the screw, the rotation of which is provided by a stepper motor, and moving the fluid material of the printed circuit board along the grooves of the screw;
- прерывание подачи текучего материала печатной платы к выходному отверстию дозирующей головки посредством вращения шнека, вращение которого обеспечивается шаговым двигателем, в противоположную сторону;- interrupting the supply of fluid material of the printed circuit board to the outlet of the dosing head by rotating the screw, the rotation of which is provided by a stepper motor, in the opposite direction;
2) способ изготовления многослойных печатных плат, который выполняется с использованием устройства для изготовления печатных плат, включающий:2) a method for manufacturing multilayer printed circuit boards, which is performed using a device for manufacturing printed circuit boards, including:
- размещение печатной подложки на нагреваемом предметном столике;- placement of the printed substrate on a heated object table;
- получение в блоке управления карты высот подложки печатной платы;- receipt in the control unit of the height map of the substrate of the printed circuit board;
- получение в блоке управления инструкций, представляющих траекторию шаблона печатной платы;- receipt in the control unit of instructions representing the trajectory of the printed circuit board template;
- управление через блок управления трёхкоординатным устройством позиционирования для перемещения дозирующего устройства в соответствии с траекторией шаблона печатной платы;- control through the control unit of a three-coordinate positioning device to move the dosing device in accordance with the trajectory of the printed circuit board template;
- нанесение под управлением блока управления из дозирующей головки текучего материала печатной платы на подложку печатной платы в соответствии с траекторией шаблона печатной платы;- application under the control of the control unit from the dosing head of the fluid material of the printed circuit board on the substrate of the printed circuit board in accordance with the trajectory of the printed circuit board template;
- текучий материал печатной платы представляет собой проводник, изолятор или припой; - the flowable material of the printed circuit board is a conductor, insulator or solder;
отличающийся тем, что на подложку выполняют поочередное нанесение текучего материала, который представляет собой проводник и изолятор, по траектории шаблона печатной платы, при этом проводник наносят посредством вращения шнека, вращение которого обеспечивается шаговым двигателем, и перемещения текучего материала печатной платы по желобам шнека для изготовления проводящих дорожек и переходных отверстий, а изолятор, который наносят из пневматического дозатора, представляет собой электроизолирующий барьер между слоями проводника, при этом каждый слой отверждается при нагревании предметного столика посредством нагревательного элемента, закрепленного на предметном столике, и повторение этого цикла печати и отверждения до тех пор, пока не будут напечатаны все соответствующие слои.characterized in that the substrate is alternately applied with a fluid material, which is a conductor and an insulator, along the trajectory of a printed circuit board template, while the conductor is applied by rotating the screw, the rotation of which is provided by a stepper motor, and moving the fluid material of the printed circuit board along the grooves of the screw for manufacturing conductive tracks and vias, and the insulator, which is applied from a pneumatic dispenser, is an electrically insulating barrier between the layers of the conductor, with each layer being cured by heating the stage through a heating element fixed on the stage, and repeating this cycle of printing and curing until until all relevant layers have been printed.
3) устройство для изготовления печатных плат, включающее: 3) a device for the manufacture of printed circuit boards, including:
- предметный столик;- subject table;
- механизм крепления для крепления подложки печатной платы к предметному столику;- fastening mechanism for attaching the printed circuit board substrate to the stage;
- нагревательный элемент, связанный со стадией отверждения текучего материала печатной платы после нанесения текучего материала печатной платы на подложку печатной платы;- a heating element associated with the stage of curing the flowable material of the printed circuit board after applying the flowable material of the printed circuit board to the substrate of the printed circuit board;
- датчик для обнаружения поверхности и создания топографической карты поверхности подложки, установленный на трёхкоординатном устройстве позиционирования, способном перемещать дозирующую головку в трех осях направления движения, с возможностью подачи текучего материала печатной платы на поверхность подложки печатной платы;- a sensor for detecting the surface and creating a topographic map of the surface of the substrate, mounted on a three-coordinate positioning device capable of moving the dosing head in three axes of the direction of movement, with the possibility of supplying a fluid material of the printed circuit board to the surface of the printed circuit board substrate;
- узел каретки для удержания, дозирующей головки, выполненной с возможностью нанесения текучего материала печатной платы на подложку печатной платы, при этом дозирующая головка включает в себя:- a carriage assembly for holding a dosing head configured to apply a fluid printed circuit board material to a printed circuit board substrate, wherein the dosing head includes:
- поршень;- piston;
- а также шток, разъемно соединенный с поршнем;- as well as a rod detachably connected to the piston;
- при этом поршень выполнен с возможностью его перемещения штоком в направлении вниз, когда шток соединен с поршнем для выдачи текучего материала печатной платы из дозирующей головки;wherein the piston is movable by the stem in a downward direction when the stem is connected to the piston to dispense fluid circuit board material from the dosing head;
- шаговый двигатель для перемещения штока;- stepper motor for moving the rod;
- так же устройство включает трёхкоординатное устройство позиционирования для перемещения дозирующей головки относительно подложки печатной платы и блок управления для приема инструкций, представляющих траекторию шаблона печатной платы, сконфигурированный для активации трёхкоординатного устройства позиционирования и дозирующей головки в соответствии с инструкциями;- the device also includes a three-axis positioner for moving the dosing head relative to the substrate of the printed circuit board and a control unit for receiving instructions representing the trajectory of the printed circuit board template, configured to activate the three-axis positioning device and the dosing head in accordance with the instructions;
отличается тем что:differs in that:
- дозирующая головка присоединена при помощи соединительной трубки к шнековому дозатору, который наносит электропроводящий текучий материал печатной платы по траектории шаблона печатной платы;- the dosing head is connected by means of a connecting tube to a screw dispenser, which applies an electrically conductive fluid material of the printed circuit board along the path of the printed circuit template;
- в устройство добавлена вторая дозирующая головка, присоединенная при помощи соединительной трубки к пневматическому дозатору, который наносит изолирующий текучий материал.- a second dosing head is added to the device, connected by means of a connecting tube to a pneumatic dispenser, which applies an insulating fluid material.
Сущность изобретения поясняется чертежами, на которых изображено:The essence of the invention is illustrated by drawings, which show:
На фиг. 1 – структурная схема устройства для изготовления печатной платы;In FIG. 1 - block diagram of the device for the manufacture of printed circuit boards;
На фиг. 2 – устройство для изготовления печатной платы;In FIG. 2 - device for the manufacture of printed circuit boards;
На фиг. 3 – дозирующие головки для изготовления многослойных печатных плат;In FIG. 3 - dosing heads for the manufacture of multilayer printed circuit boards;
На фиг. 4 – шнековый дозатор.In FIG. 4 - screw dispenser.
Устройство для изготовления печатной платы с использованием трехмерной печати (фиг. 1, 2) содержит трёхкоординатное устройство позиционирования 1, модуль, совмещающий две дозирующие головки 2, предметный стол 5, нагревательный элемент 6, датчик обнаружения поверхности 7, блок управления 8, две дозирующих головки (фиг. 1, 2) одну со шнековым дозатором (3) и вторую с пневматическим дозатором (4); дозирующие сопла 10, узел каретки для удержания дозирующих головок 9, соединительную трубку 12, текучий материал 13, емкость 14, поршень 15, шток 16, соединительный элемент 17, шаговый двигатель 18 для шнека и дозирующей головки. Дозирующая головка со шнековым дозатором (3) (фиг. 3) содержит (фиг. 4) вращающееся крепление шнека 11, прокладки 19, шнек 20, выходное крепежное отверстие 21, фиксирующую крышку 22, полую гильзу, имеющую внутреннюю полость 23 и корпус 24, отверстие 25 для фиксации соединительной трубки 12. Дозирующая головка с пневматическим дозатором (4) (фиг. 3) содержит клапан 26, через который осуществляется давление при помощи компрессора.A device for manufacturing a printed circuit board using three-dimensional printing (Fig. 1, 2) contains a three-coordinate positioning device 1, a module that combines two dosing heads 2, an object table 5, a heating element 6, a surface detection sensor 7, a control unit 8, two dosing heads (Fig. 1, 2) one with a screw dispenser (3) and the second with a pneumatic dispenser (4); dosing nozzles 10, carriage assembly for holding dosing heads 9, connecting tube 12, fluid material 13, container 14, piston 15, stem 16, connector 17, stepper motor 18 for auger and dosing head. The dosing head with a screw dispenser (3) (Fig. 3) contains (Fig. 4) a rotating fastening of the screw 11, gaskets 19, a screw 20, an outlet mounting hole 21, a fixing cover 22, a hollow sleeve having an internal cavity 23 and a housing 24, hole 25 for fixing the connecting tube 12. The dosing head with a pneumatic dispenser (4) (Fig. 3) contains a valve 26 through which pressure is applied by means of a compressor.
Функционирование устройства для изготовления печатной платы описано ниже. Трёхкоординатное устройство позиционирования 1 (фиг. 2) имеет устойчивую конструкцию, обеспечивающую жесткость и неподвижность устройства. К нижней части трёхкоординатного устройства позиционирования 1 закреплен предметный стол 5 таким образом, чтобы изолировать его от вибрационных нагрузок, создаваемых трёхкоординатным устройством позиционирования и дозирующих головок 2. Предметный стол 5 предназначен для фиксации подложек. К нижней части предметного стола прикреплен нагревательный элемент 6, который обеспечивает температурные профили нагрева подложки с целью отверждения напечатанных проводящих или изолирующих дорожек, паяльной пасты и других функциональных элементов. На блок трёхкоординатного устройства позиционирования 1, отвечающий за перемещение по оси Z, при помощи несущей конструкции 9 устанавливаются дозирующие головки 2, шнековый дозатор (3), пневматический дозатор (4) и датчик обнаружения поверхности 7. В задачи трёхкоординатного устройства позиционирования 1 входит перемещение дозирующих головок 2 по заданной траектории с целью формирование шаблона печатных плат, а также перемещение датчика обнаружения поверхности 7 с целью измерения высот и построения топографической карты поверхности подложки, расположенной на предметном столе. Блок управления 8, который электрически соединяется с трехкоординатным устройством позиционирования 1, дозирующими головками 2, шаговым двигателем 18, нагревательным элементом 6 и датчиком обнаружения поверхности 7, отвечает за автоматизацию технологического процесса, обмен информацией и управлением подключенными элементами устройства.The operation of the PCB manufacturing apparatus is described below. Three-coordinate positioning device 1 (Fig. 2) has a stable design that provides rigidity and immobility of the device. An object table 5 is fixed to the lower part of the three-axis positioning device 1 in such a way as to isolate it from vibration loads created by the three-axis positioning device and dosing heads 2. The object table 5 is designed to fix the substrates. Attached to the bottom of the stage is a heating element 6 which provides temperature profiles for heating the substrate for the purpose of curing printed conductive or insulating tracks, solder paste and other functional elements. On the block of the three-coordinate positioning device 1, which is responsible for moving along the Z axis, using the supporting structure 9, dosing heads 2, a screw dispenser (3), a pneumatic dispenser (4) and a surface detection sensor 7 are installed. heads 2 along a given trajectory in order to form a printed circuit board template, as well as moving the surface detection sensor 7 in order to measure heights and build a topographic map of the substrate surface located on the object table. The control unit 8, which is electrically connected to the three-axis positioning device 1, the dosing heads 2, the stepper motor 18, the heating element 6 and the surface detection sensor 7, is responsible for the automation of the technological process, the exchange of information and the control of the connected elements of the device.
Дозирующие головки 2 (фиг. 2) включают шнековый дозатор (3) и пневматический дозатором (4), соединенные с ними соответственно посредством соединительных трубок. Шнековый дозатор (фиг. 4) состоит из: внешней части гильзы 24, в которую запрессована внутренняя полость 23, что позволяет при изготовлении достичь ровной верхней поверхности под углом 90 градусов. В гильзе сбоку расположено отверстие 25, в которую вставляется соединительная трубка 12 для подачи текучего материала 13 из дозирующего устройства 2 в полость гильзы 23, снизу расположено выходное крепежное отверстие 21 для установки дозирующего сопла 10 (фиг. 3); в гильзе сформирован канал для вращения шнека 20, размеры выбраны с учетом минимального допуска по отношению к шнеку 20; шнек 20 изготавливается из закаленной стали, на поверхности нижней части шнека высечена резьба под заданным углом с подобранным экспериментально шагом для дозирования заданной порции текучего материала 13; шнек запрессовывается во вращающееся крепление шнека 11, которое фиксируется посредством соединительного элемента 17 (фиг. 3) к шаговому двигателю 18 (фиг. 3) для обеспечения вращения шнека 20; шнек 20 и поверхности гильзы 23, 24 размещены соосно; в механизме используется две прокладки 19: одна нижняя необходима для предотвращения попадания пасты из внутренней поверхности гильзы 23 на вращающийся механизм, а вторая верхняя – для уменьшения трения металлических деталей между собой; после установки прокладок в гильзу, крепление шнека 20 прижимается фиксирующей крышкой 22 для достижения герметичности во время работы дозирующего устройства; в результате шнек вращается свободно и без заклинивания в канале гильзы, герметичность гильзы не нарушается. Шнековый дозатор 3 (фиг. 3) обеспечивает прецизионное дозирование вязкого текучего материала объемом от 0,5 нл из внутренней полости гильзы 23 (фиг. 4) в выходное крепежное отверстие 21 (фиг. 4), соединенного с дозирующем соплом 10 (фиг. 3) диаметром от 100 мкм, то есть лопасти шнека 20 (фиг.4), вращаясь под действием шагового двигателя 18 (фиг. 3), захватывают текучий материал 13 и продавливают его в направлении дозирующего сопла. При вращении шагового двигателя 18 по часовой стрелке происходит вращение шнека 20 по направлению вниз, которое влечет за собой дозирование текучего материала 13, при вращении шагового двигателя 18 против часовой стрелки шнек 20 движется вверх, и текучий материал 13 соответственно втягивается обратно. Dosing heads 2 (Fig. 2) include a screw dispenser (3) and a pneumatic dispenser (4) connected to them, respectively, by means of connecting tubes. The screw dispenser (Fig. 4) consists of: the outer part of the sleeve 24, into which the inner cavity 23 is pressed, which makes it possible to achieve a flat upper surface at an angle of 90 degrees during manufacture. In the side of the sleeve there is an opening 25, into which a connecting tube 12 is inserted for supplying fluid material 13 from the dosing device 2 into the cavity of the sleeve 23, from below there is an outlet mounting hole 21 for installing the dosing nozzle 10 (Fig. 3); a channel is formed in the sleeve for the rotation of the screw 20, the dimensions are selected taking into account the minimum tolerance in relation to the screw 20; auger 20 is made of hardened steel, on the surface of the lower part of the auger a thread is carved at a given angle with an experimentally selected pitch for dosing a given portion of fluid material 13; the auger is pressed into the rotating screw mount 11, which is fixed by means of a connecting element 17 (Fig. 3) to the stepper motor 18 (Fig. 3) to ensure the rotation of the auger 20; the screw 20 and the surface of the sleeve 23, 24 are placed coaxially; the mechanism uses two gaskets 19: one lower one is necessary to prevent the paste from the inner surface of the sleeve 23 from getting on the rotating mechanism, and the second upper one is to reduce the friction of metal parts among themselves; after installing the gaskets in the sleeve, the fastening of the screw 20 is pressed by the fixing cover 22 to achieve tightness during the operation of the dosing device; as a result, the auger rotates freely and without jamming in the sleeve channel, the tightness of the sleeve is not violated. The screw dispenser 3 (Fig. 3) provides precise dosing of a viscous fluid material with a volume of 0.5 nl from the inner cavity of the sleeve 23 (Fig. 4) into the outlet mounting hole 21 (Fig. 4) connected to the dosing nozzle 10 (Fig. 3 ) with a diameter of 100 microns, that is, the screw blades 20 (Fig. 4), rotating under the action of a stepper motor 18 (Fig. 3), capture the fluid material 13 and push it in the direction of the dosing nozzle. When the stepper motor 18 is rotated clockwise, the screw 20 rotates downward, which entails the dosing of the fluid material 13, when the stepper motor 18 is rotated counterclockwise, the screw 20 moves upward, and the fluid material 13 is accordingly drawn back.
Пневматический дозатор (4) предназначен для нанесения диэлектрических паст. Это устройство является высокопроизводительным решением для дозирования жидкостей с низкой вязкостью. Пневматический дозатор (4) содержит закрывающийся клапан 26 с внутренней возвратной пружиной. При подаче от компрессора давления порядка 5 кг/м² клапан 26 с пружиной сдвигается, тем самым выдавливая материал через сопло на подложку. Сброс давления воздуха приводит к тому, что внутренняя пружина возвращается в исходное положение и закрывает клапан 26, прекращая подачу материала. Размер дозы и скорость ее выдавливания регулируются размером сопла, давлением жидкости и длительностью открытия клапана 26. Pneumatic dispenser (4) is designed for application of dielectric pastes. This device is a high performance solution for dispensing low viscosity liquids. The pneumatic dispenser (4) contains a closing valve 26 with an internal return spring. When a pressure of about 5 kg/m² is supplied from the compressor, valve 26 with a spring moves, thereby squeezing the material through the nozzle onto the substrate. The release of air pressure causes the internal spring to return to its original position and close the valve 26, stopping the flow of material. The size of the dose and the speed of its extrusion are regulated by the size of the nozzle, the pressure of the liquid and the duration of the opening of the valve 26.
Способ нанесения текучего материала для многослойной платы заключатся в поочередном нанесение текучего материала, который представляет собой проводник и изолятор, по траектории шаблона печатной платы, при этом проводник наносят посредством вращения шнека, вращение которого обеспечивается шаговым двигателем, и перемещения текучего материала печатной платы по желобам шнека для изготовления проводящих дорожек и переходных отверстий, а изолятор, который наносят из пневматического дозатора, представляет собой электроизолирующий барьер между слоями проводника, при этом каждый слой отверждается при нагревании предметного столика посредством нагревательного элемента, закрепленного на предметном столике, и повторение этого цикла печати и отверждения до тех пор, пока не будут напечатаны все соответствующие слои.The method for applying a fluid material for a multilayer board consists in alternately applying a fluid material, which is a conductor and an insulator, along the path of a printed circuit board template, while the conductor is applied by rotating the screw, the rotation of which is provided by a stepper motor, and moving the fluid material of the printed circuit board along the grooves of the screw for the manufacture of conductive tracks and vias, and the insulator, which is applied from a pneumatic dispenser, is an electrically insulating barrier between the layers of the conductor, with each layer being cured by heating the stage through a heating element fixed on the stage, and repeating this cycle of printing and curing until all matching layers have been printed.
Для обеспечения прецизионности дозирования текучего материала 13 текучий материал 13 подается в шнековый дозатор (3) и пневматический дозатор (4) из шприца 14 с текучим материалом 13 по соединительной трубке 12. Подача текучего материала 13 осуществляется поршневым механизмом. Поршневой механизм подачи текучего материала 13 включает в себя шприц 14 с текучим материалом 13, поршень шприца 15, шток 16. Поршень шприца 15 прикреплен к штоку 16, шток 16 прикреплен к шаговому двигателю 18 с помощью соединительного элемента 17. При вращении шагового двигателя 18 по часовой стрелке происходит перемещение штока 16 вниз, которое влечет за собой движение поршня 15 по шприцу 14 по направлению вниз, в результате чего из шприца 14 с текучим материалом 13 по соединительной трубке 12 подается текучий материал 13 в шнековый дозатор (3) или пневматический дозатор (4). При вращении шагового двигателя 18 против часовой стрелки поршень 15 в шприце 14 движется по направлению вверх, текучий материал 13 втягивается обратно из шнекового дозатора (3) или пневматический дозатор (4). To ensure the precision of dispensing fluid material 13, fluid material 13 is fed into the screw dispenser (3) and pneumatic dispenser (4) from the syringe 14 with fluid material 13 through the connecting tube 12. The supply of fluid material 13 is carried out by a piston mechanism. The piston mechanism for supplying fluid material 13 includes a syringe 14 with fluid material 13, a syringe piston 15, a rod 16. The syringe piston 15 is attached to the rod 16, the rod 16 is attached to the stepper motor 18 using the connecting element 17. When the stepper motor 18 rotates along clockwise, the rod 16 moves down, which entails the movement of the piston 15 along the syringe 14 in the downward direction, as a result of which the fluid material 13 is supplied from the syringe 14 with the fluid material 13 through the connecting tube 12 to the screw dispenser (3) or the pneumatic dispenser ( 4). When the stepper motor 18 rotates counterclockwise, the piston 15 in the syringe 14 moves upwards, the fluid material 13 is drawn back from the screw dispenser (3) or pneumatic dispenser (4).
Claims (10)
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2801761C1 true RU2801761C1 (en) | 2023-08-16 |
Family
ID=
Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU1144615A3 (en) * | 1980-09-09 | 1985-03-07 | Синтер Лимитед (Фирма) | Device for applying solder on printed circuit boards |
SU1760666A1 (en) * | 1990-09-25 | 1992-09-07 | Научно-исследовательский институт полупроводникового машиностроения | Measuring needle |
US20160014906A1 (en) * | 2014-07-11 | 2016-01-14 | Voltera Inc. | Apparatus and method for printing circuitry |
US20190244344A1 (en) * | 2015-05-28 | 2019-08-08 | Jabil Inc. | System, apparatus and method for dispensed adhesive material inspection |
US20200038902A1 (en) * | 2016-10-18 | 2020-02-06 | Mycronic AB | Method and apparatus for jetting of viscous medium using impacting device |
RU198857U1 (en) * | 2019-12-23 | 2020-07-30 | Рауф Эрзиханович Агамов | PRINT HEAD FOR CONSTRUCTION 3D PRINTERS |
US20200315035A1 (en) * | 2016-03-26 | 2020-10-01 | Nano Dimension Technologies, Ltd. | Fabrication of pcb and fpc with shielded tracks and/or components using 3d inkjet printing |
Patent Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU1144615A3 (en) * | 1980-09-09 | 1985-03-07 | Синтер Лимитед (Фирма) | Device for applying solder on printed circuit boards |
SU1760666A1 (en) * | 1990-09-25 | 1992-09-07 | Научно-исследовательский институт полупроводникового машиностроения | Measuring needle |
US20160014906A1 (en) * | 2014-07-11 | 2016-01-14 | Voltera Inc. | Apparatus and method for printing circuitry |
US20190244344A1 (en) * | 2015-05-28 | 2019-08-08 | Jabil Inc. | System, apparatus and method for dispensed adhesive material inspection |
US20200315035A1 (en) * | 2016-03-26 | 2020-10-01 | Nano Dimension Technologies, Ltd. | Fabrication of pcb and fpc with shielded tracks and/or components using 3d inkjet printing |
US20200038902A1 (en) * | 2016-10-18 | 2020-02-06 | Mycronic AB | Method and apparatus for jetting of viscous medium using impacting device |
RU198857U1 (en) * | 2019-12-23 | 2020-07-30 | Рауф Эрзиханович Агамов | PRINT HEAD FOR CONSTRUCTION 3D PRINTERS |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
TWI606764B (en) | Material deposition system and method for depositing materials on a substrate | |
US8545931B2 (en) | Thin line conformal coating method | |
US5784279A (en) | Apparatus for making three-dimensional articles including moving build material reservoir and associated method | |
JP2019063806A (en) | Method for dispensing viscous material on substrate | |
US8939073B2 (en) | Print head for stencil printer | |
US20060193969A1 (en) | Method and apparatus for streaming a viscous material on a substrate | |
WO1989005567A1 (en) | A method of producing an electronic circuit part and an apparatus for producing an electronic circuit part | |
WO2008054930A1 (en) | Method and apparatus for dispensing a viscous meterial on a substrate | |
TW200927292A (en) | Fluid dispensers and methods for dispensing viscous fluids with improved edge definition | |
US11458722B2 (en) | Three-dimensional multi-layer electronic device production method | |
EP2321068B1 (en) | Dispensing patterns including lines and dots at high speeds | |
RU2801761C1 (en) | Method and apparatus for manufacturing printed circuit board | |
CN108686846B (en) | Method for supplying reagent and structure treated by the method | |
CN113442427A (en) | 3D printer | |
WO2005046298A1 (en) | Method of conformal coating using noncontact dispensing | |
JP2005131638A (en) | Method for contactless dispensing of viscous material | |
US20160074899A1 (en) | Valve seat for dispenser | |
WO2021214813A1 (en) | Circuit forming method and circuit forming device | |
Renn et al. | Aerosol Jet® Printing of Conductive Epoxy for 3D Packaging | |
Church | Microdispensing processes | |
WO2023058111A1 (en) | Ejection device and detection method | |
JP7358614B2 (en) | Wiring formation method | |
US20230391079A1 (en) | Electrowetting for drop-on-demand metal additive manufacturing | |
US20110165319A1 (en) | Apparatus for forming solder dam and method of forming solder dam | |
CN111521520A (en) | Monitoring the amount of viscous medium |