SE440844B - SET AND DEVICE FOR MANUFACTURING PRINTED CIRCUITS - Google Patents

SET AND DEVICE FOR MANUFACTURING PRINTED CIRCUITS

Info

Publication number
SE440844B
SE440844B SE8002343A SE8002343A SE440844B SE 440844 B SE440844 B SE 440844B SE 8002343 A SE8002343 A SE 8002343A SE 8002343 A SE8002343 A SE 8002343A SE 440844 B SE440844 B SE 440844B
Authority
SE
Sweden
Prior art keywords
layer
solder
electrically conductive
circuit
paint
Prior art date
Application number
SE8002343A
Other languages
Swedish (sv)
Other versions
SE8002343L (en
Inventor
Jr R C Desmarais
Original Assignee
Additive Technology Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Additive Technology Corp filed Critical Additive Technology Corp
Publication of SE8002343L publication Critical patent/SE8002343L/en
Publication of SE440844B publication Critical patent/SE440844B/en

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41MPRINTING, DUPLICATING, MARKING, OR COPYING PROCESSES; COLOUR PRINTING
    • B41M7/00After-treatment of prints, e.g. heating, irradiating, setting of the ink, protection of the printed stock
    • B41M7/0027After-treatment of prints, e.g. heating, irradiating, setting of the ink, protection of the printed stock using protective coatings or layers by lamination or by fusion of the coatings or layers
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K3/00Apparatus or processes for manufacturing printed circuits
    • H05K3/10Apparatus or processes for manufacturing printed circuits in which conductive material is applied to the insulating support in such a manner as to form the desired conductive pattern
    • H05K3/102Apparatus or processes for manufacturing printed circuits in which conductive material is applied to the insulating support in such a manner as to form the desired conductive pattern by bonding of conductive powder, i.e. metallic powder
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K3/00Apparatus or processes for manufacturing printed circuits
    • H05K3/30Assembling printed circuits with electric components, e.g. with resistor
    • H05K3/32Assembling printed circuits with electric components, e.g. with resistor electrically connecting electric components or wires to printed circuits
    • H05K3/34Assembling printed circuits with electric components, e.g. with resistor electrically connecting electric components or wires to printed circuits by soldering
    • H05K3/3457Solder materials or compositions; Methods of application thereof
    • H05K3/3485Applying solder paste, slurry or powder
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K1/00Printed circuits
    • H05K1/02Details
    • H05K1/09Use of materials for the conductive, e.g. metallic pattern
    • H05K1/092Dispersed materials, e.g. conductive pastes or inks
    • H05K1/095Dispersed materials, e.g. conductive pastes or inks for polymer thick films, i.e. having a permanent organic polymeric binder
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K2201/00Indexing scheme relating to printed circuits covered by H05K1/00
    • H05K2201/03Conductive materials
    • H05K2201/0332Structure of the conductor
    • H05K2201/0335Layered conductors or foils
    • H05K2201/035Paste overlayer, i.e. conductive paste or solder paste over conductive layer
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K2203/00Indexing scheme relating to apparatus or processes for manufacturing printed circuits covered by H05K3/00
    • H05K2203/02Details related to mechanical or acoustic processing, e.g. drilling, punching, cutting, using ultrasound
    • H05K2203/0285Using ultrasound, e.g. for cleaning, soldering or wet treatment
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K2203/00Indexing scheme relating to apparatus or processes for manufacturing printed circuits covered by H05K3/00
    • H05K2203/04Soldering or other types of metallurgic bonding
    • H05K2203/043Reflowing of solder coated conductors, not during connection of components, e.g. reflowing solder paste
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K2203/00Indexing scheme relating to apparatus or processes for manufacturing printed circuits covered by H05K3/00
    • H05K2203/05Patterning and lithography; Masks; Details of resist
    • H05K2203/0502Patterning and lithography
    • H05K2203/0522Using an adhesive pattern
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K3/00Apparatus or processes for manufacturing printed circuits
    • H05K3/22Secondary treatment of printed circuits
    • H05K3/24Reinforcing the conductive pattern
    • H05K3/245Reinforcing conductive patterns made by printing techniques or by other techniques for applying conductive pastes, inks or powders; Reinforcing other conductive patterns by such techniques
    • H05K3/247Finish coating of conductors by using conductive pastes, inks or powders
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K3/00Apparatus or processes for manufacturing printed circuits
    • H05K3/46Manufacturing multilayer circuits
    • H05K3/4644Manufacturing multilayer circuits by building the multilayer layer by layer, i.e. build-up multilayer circuits
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K3/00Apparatus or processes for manufacturing printed circuits
    • H05K3/46Manufacturing multilayer circuits
    • H05K3/4685Manufacturing of cross-over conductors

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Manufacturing Of Printed Wiring (AREA)
  • Non-Metallic Protective Coatings For Printed Circuits (AREA)
  • Electric Connection Of Electric Components To Printed Circuits (AREA)

Description

a) trycka ett skikt av elektriskt ledande tryckfärg, innehållande ett härdbart fenolharts, elektriskt ledande metall- pulver och en oxidreducerande syrakatalysator på ytan ifråga i ett på förhand bestämt kretsmönster med relativt låg elektrisk ledningsförmåga, b) applicera och bädda in ett skikt av elektriskt ledan- *de metallpartiklar över och i skiktet av tryckfärg, innan det- ta härdas, c) härda färgskiktet och d) trycka och legera ett skikt av elektriskt ledande lod över metallpartikelskiktet samt tillföra tillräckligt med värme därtill för att legera lodet till metallpartikelskiktet för att bilda ett lödbart kretsmönster med relativt hög elektrisk led- ningsförmåga. a) printing a layer of electrically conductive ink, containing a curable phenolic resin, electrically conductive metal powder and an oxide reducing acid catalyst on the surface in question in a predetermined circuit pattern with relatively low electrical conductivity, b) applying and embedding a layer of electrically conductive - * the metal particles over and in the ink layer before it cures, c) cure the paint layer and d) press and alloy a layer of electrically conductive solder over the metal particle layer and apply sufficient heat thereto to alloy the solder to the metal particle layer to form a solderable circuit pattern with relatively high electrical conductivity.

På de bifogade ritningarna visar fig. 1 ett flödesdia- gram illustrerande stegen för att framställa tryckta kretsar enligt uppfinningen, fig. 2 en perspektivvy av ett representativt kort, som användes för att tillverka en tryckt krets enligt uppfinningen, fig. 3 en perspektivvy visande en trâdduk att användas vid tryckning av en krets på kortet, fig. 4 en vy i sektion i sidoprojektion visande den fö- redragna tekniken för att anbringa den ledande färgen på kor- tet, fig. 5 en perspektivvy illustrerande ett kort tryckt med den ledande färgen, fig. 6 en perspektivvy visande kortet som.bepudras med ledande pulver, fig. 7 en vy i sektion i sidoprojektion visande en press- anordning enligt uppfinningen, fig. 8 en perspektivvy som visar en trâdduk att använ- aas för tryckning av ett loaskyaasskikfi på kørtet, fig. 9 en tvärsektionsvy i detalj i förstorad skala vi- sande en del av en tryckkrets tillverkad enligt uppfinningen och fig. 10 visar slutligen en vy liknande fig. 9 men en modifiering därav. 43»- 5 5 Enligt föreliggande uppfinning tryckes en elektriskt ledande krets på en uppbärande yta, såsom ett kort 10, medelst att tillföra kortet kretsmaterialier. Kortet 10 kan tillver- kas av något av olika material lämpliga för tryckta kretskort.In the accompanying drawings, Fig. 1 shows a flow chart illustrating the steps for producing printed circuits according to the invention, Fig. 2 is a perspective view of a representative card used to manufacture a printed circuit according to the invention, Fig. 3 is a perspective view showing a wire cloth to be used in printing a circuit on the card, Fig. 4 is a sectional side sectional view showing the preferred technique for applying the conductive color to the card; Fig. 5 is a perspective view illustrating a card printed with the conductive color. Fig. 6 is a perspective view showing the card being powdered with conductive powder; Fig. 7 is a side sectional view showing a press device according to the invention; Fig. 8 is a perspective view showing a wire cloth to be used for printing a loasky ash layer. Fig. 9 is a cross-sectional view in detail on an enlarged scale showing a part of a pressure circuit made according to the invention, and Fig. 10 finally shows a view similar to Fig. 9 but a modification hence. According to the present invention, an electrically conductive circuit is printed on a support surface, such as a card 10, by supplying the circuit with circuit materials. The board 10 can be made of any of different materials suitable for printed circuit boards.

Kort av detta slag måste vara elektriskt isolerande och är allmänt relativt tunna och styva ehuru för vissa tillämp- ningar kan man använda böjliga uppbärande ytor. För detta ändamål kan man använda kort av fenolhartser, fiberglaslami- nat, impregnerade papperskort eller liknande. Idealt bör kor- tet vara istånd att motstå värme från lödningsoperationer, uppvisa elektriska isoleringsegenskaper liksom även motstånds- förmåga mot fysiska stötar och vibrationer. I vilket fall som helst formas kortet 10 först till önskad form och vid den vi- sade utföringsformen är kortets form allmänt rektangulär och format med ett par tungor 12 och 14 i ett stycke i en kant medelst vilka kortet kan pluggas in i ett chassi på vanligt sätt. Denna form utgör endast ett exempel eftersom många oli- ka former användes med och utan tungor. Om ett stort antal kort skall framställas kan ett antal kretsar tryckas på en stor skiva eller ark och därefter skäras till enskilda kort.Cards of this type must be electrically insulating and are generally relatively thin and rigid, although for some applications flexible support surfaces can be used. For this purpose, you can use cards made of phenolic resins, fiberglass laminate, impregnated paper cards or the like. Ideally, the card should be able to withstand heat from soldering operations, exhibit electrical insulation properties as well as resistance to physical shocks and vibrations. In any case, the card 10 is first formed into the desired shape and in the illustrated embodiment the shape of the card is generally rectangular and formed with a pair of tongues 12 and 14 in one piece at an edge by means of which the card can be plugged into a chassis in ordinary way. This form is only an example because many different forms were used with and without tongues. If a large number of cards are to be produced, a number of circuits can be printed on a large disc or sheet and then cut into individual cards.

Kortet formas med ett antal små hål 16 genom vilka ledningar- na för kretskomponenterna föres efter det att kretsen tryckts och till vilken komponenterna kommer att lödas. Det släta kor- tet 10 rengöras från början medelst ett lämpligt lösningsme- del såsom isopropanol eller metyletylketon.The board is formed with a number of small holes 16 through which the wires for the circuit components are passed after the circuit has been pressed and to which the components will be soldered. The smooth card 10 is initially cleaned by means of a suitable solvent such as isopropanol or methyl ethyl ketone.

Med rengjort kort 10 lägges en silk screenduk 18 över kortet 10 såsom antydes i fig. 5 och 4. Trådduken 18 uppbär det önskade kretsmönstret och i praktiken tillverkas tràdduken av rostfritt stål med en maskstorlek av 160 - 180 mesh (.....amfl som befunnits ge särskilt tillfredsställande resultat. Mönstret på tràdduken 18 är öppet vid 20, där kretsen skall tryckas på kortet och är massiv i de områden där ingen tryckning skall äga rum. Med trådduken 18 i operativt läge över kortet 10 an- bringas en ledande färg 22 genom duken 18 på kortets 10 yta, varvid färgen passerar genom de öppna dukområdena 20 pà duken, så att kretsmönstret överföras på kortet såsom antydes i fig. 5.With cleaned card 10, a silk screen cloth 18 is placed over the card 10 as indicated in Figs. 5 and 4. The wire cloth 18 carries the desired circuit pattern and in practice the wire cloth is made of stainless steel with a mesh size of 160 - 180 mesh (..... am fl The pattern on the wire cloth 18 is open at 20, where the circuit is to be printed on the card and is solid in the areas where no printing is to take place.With the wire cloth 18 in operative position over the card 10, a conductive color is applied 22 through the cloth 18 on the surface of the card 10, the paint passing through the open cloth areas 20 on the cloth, so that the circuit pattern is transmitted on the card as indicated in Fig. 5.

Färgen 22 är i enlighet med föreliggande uppfinning ett metallbemängt hartssystem och färgen innefattar en fenolba- serad harts bemängd med ledande metallpulver, företrädesvis . afniezsßfs-s 4 kopparpulver med en kornstorlek av 525 mesh (0,044 mm). Fär- gen innefattar även en syra, som verkar som katalysator vid härdning av färgen, liksom även tjänar att avlägsna eventuel- la oxíder som kan förekomma tillsammans med kopparn. Färgen kan anbringas på kortet för hand, ehuru för produktionsända- mål applikation.med trådduk har befunnits ge de mest till- fredsställande resultaten eftersom man därmed erhåller en ren, skarp bild och som är relativt billig. I fig. 4 kan en appli- kator 24 användas för att sprida färgen 22 över duken, så att bilden passerar genom duken till kortet. Såsom visas i fig. 5 visar det tryckta kortet 10 en kretsbild sammansatt av kretssegment 26 svarande mot kretskonstruktionen på tråd- duken 18, där varje kretssegment tryckts med färgen 22.The paint 22 is in accordance with the present invention a metal-laden resin system and the paint comprises a phenol-based resin mixed with conductive metal powder, preferably. afniezsßfs-s 4 copper powder with a grain size of 525 mesh (0.044 mm). The paint also includes an acid, which acts as a catalyst in curing the paint, as well as serving to remove any oxides that may be present with the copper. The color can be applied to the card by hand, although for production purposes application.with wire cloth has been found to give the most satisfactory results because you thereby obtain a clean, sharp image and which is relatively inexpensive. In Fig. 4, an applicator 24 can be used to spread the paint 22 across the screen so that the image passes through the screen to the card. As shown in Fig. 5, the printed circuit board 10 shows a circuit image composed of circuit segments 26 corresponding to the circuit structure of the wire cloth 18, where each circuit segment is printed with the color 22.

Under det att färgen i kretssegmenten 26 som tryckts på kortet fortfarande är våta, täcks kretssegmenten med ett ledande metallpulver 28 såsom t.ex. genom bepudring och för detta ändamål har man funnit att kopparpulver med en korn- storlek av 525 mesh (0,044 mm) har befunnits ge tillfreds- ställande resultat. Pulvret 28 bör pudras över kretsmönstret inom några få minuter efter tryckningsoperationen och bör företrädesvis utföras inom 5 minuter. En överskottsmängd pul- ver bör tillsättas för att säkerställa att färgen helt täcks av pulvret, även fastän överskottspulver kan förekomma på kortets yta. När kortet bepudras fullt med kopparpulver, får det passera en valspress 50 visad i fig. 7, som pressar kop- parpulvret 28 intimt in i färgen på kretssegmenten 26.While the color of the circuit segments 26 printed on the card is still wet, the circuit segments are covered with a conductive metal powder 28 such as e.g. by powdering and for this purpose it has been found that copper powder with a grain size of 525 mesh (0.044 mm) has been found to give satisfactory results. The powder 28 should be powdered over the circuit pattern within a few minutes after the printing operation and should preferably be performed within 5 minutes. An excess amount of powder should be added to ensure that the paint is completely covered by the powder, even though excess powder may be present on the surface of the card. When the card is fully powdered with copper powder, it is allowed to pass a roller press 50 shown in Fig. 7, which presses the copper powder 28 intimately into the color of the circuit segments 26.

Pressen 10 innefattar ett flertal valsar 52 anordna- de i par, där varje par uppvisar ökande durometerhårdhet från den ena änden till den andra. Det första valsparet kan t.ex. ha en durometerhårdhet av kanske 45, under det att nästa par kan ha en hårdhet av 50, följt av ett par med hårdhet 55 och ett slutpar med en hårdhet av 60. Valsarna är monterade i en styv ram 54, med de understa valsarna drivna av ett gemensamt drivsystem för att föra fram kortet från vänster till höger såsom sett i fig. 7. De övre valsarna är individuellt juster- bara medelst skruvar 56 belastade av fjädrar 58, som anbringar tryck på den övre uppsättningen valsar. När sålunda kortet 10 matas in i öppningen mellan det första valsparet, kommer kop- parpulvret att pressas ned i färgen och trycket ökar gradvis allt eftersom kortet matas genom pressen. Pressningsoperatio- nen alstrar en intim kontakt mellan pulvret och färgen och när NMS 43-5 5 kortet passerat en gång genom pressen avlägsnas överskotts- kopparpulver och kortet kan passera pressen igen. Genom att anbringa överskottskopparpulver vid den första bepudringen täckes hela den tryckta kretsen av pulvret och detta säker- ställer att något av fämnn1ej tages1kp och överföras till pres~ sens valsar. Slutresultatet är att den pressade kretsbilden förblir tydlig och ren. Vidare förefinnes ett förhållande mellan hartsens ytspänning och det tryck som anbringas av valsarna. Genom att anbringa progressivt tryck på kortet fram- ställes en enhetlig yta utan att distordera bilden.The press 10 comprises a plurality of rollers 52 arranged in pairs, each pair having increasing durometer hardness from one end to the other. The first pair of rollers can e.g. have a durometer hardness of perhaps 45, while the next pair may have a hardness of 50, followed by a pair of hardness 55 and an end pair with a hardness of 60. The rollers are mounted in a rigid frame 54, with the lower rollers driven by a common drive system for advancing the card from left to right as seen in Fig. 7. The upper rollers are individually adjustable by means of screws 56 loaded by springs 58, which apply pressure to the upper set of rollers. Thus, when the card 10 is fed into the opening between the first pair of rollers, the copper powder will be pressed into the paint and the pressure will gradually increase as the card is fed through the press. The pressing operation produces an intimate contact between the powder and the paint and when the NMS 43-5 5 card has passed once through the press, excess copper powder is removed and the card can pass the press again. By applying excess copper powder to the first powder, the entire printed circuit is covered by the powder and this ensures that some of the fennel is not taken and transferred to the rollers of the press. The end result is that the pressed circuit image remains clear and clean. Furthermore, there is a relationship between the surface tension of the resin and the pressure applied by the rollers. By applying progressive pressure to the card, a uniform surface is produced without distorting the image.

Då pressningsoperationen är fullbordad härdas färgen.When the pressing operation is completed, the paint hardens.

I praktiken kan den tryckta kretsen ges en preliminär härd- ning vid ?0°C till 90°C under en tid av 10 till 15 minuter een en eiuthärdning vid 125% under 1 eller 2 timmer. Hare- ningen kan utföras medelst olika medel, såsom en ugn med tvângscirkulation av luft eller användning av infraröda lam- por t.ex. Då färgen härdats helt och hållet, binder kretsseg- menten 26 tätt till kortet 10 och kopparpulvret 28 har blivit en ingående del av kretssegmenten 26. Eventuellt löst eller överskottskopparpulver 28 avlägsnas med vakuum eller något annat lämpligt medel.In practice, the printed circuit can be given a preliminary cure at? 0 ° C to 90 ° C for a period of 10 to 15 minutes and a cure at 125% for 1 or 2 hours. The hair can be performed by various means, such as a furnace with forced circulation of air or the use of infrared lamps e.g. When the paint has completely cured, the circuit segments 26 bind tightly to the board 10 and the copper powder 28 has become an integral part of the circuit segments 26. Any loose or excess copper powder 28 is removed by vacuum or some other suitable means.

Nästa steg i tillverkningen av den tryckta kretsen är att anbringa en lodpasta över samma kretssegment 26, som be- pudrats med kopparpulver och som nu härdats. En tràdduk kan användas för detta ändamål liknande tràdduken 18 som användes för att anbringa tryckfärgen på kortet i första steget, med undantag av att en grövre tràdduk användes såsom med en mask- storlek av 90 - 100 mesh (...... - 0,149 mm) med nagot större bild för att säkerställa full täckning av kretsen. Lodpastan som användes här utgöres företrädesvis av en komposition av en bly-tennlegering med antimon i pulverform i ett flussmedel och ett bindemedel, varvid metallpulvren förblir suspenderade i pastan. Två lödpastor som befunnits ge tillfredsställande resultat innefattar ett 60/40 lod med 1 % etylenglykol, som säljes av Bow Solder Products Co., Inc. Den andra lödpastan är en 60/40-pasta framställd av Electronic Fusion Devices, Inc. och som har beteckningen 2057. Pastan har en krämaktig konsi- stens och trycks pà kretsen på samma sätt som antydes i fig. 5 och 4 med användning av tràdduk och applikator såsom visas.The next step in the manufacture of the printed circuit is to apply a solder paste over the same circuit segment 26, which has been powdered with copper powder and which has now been cured. A wire cloth can be used for this purpose similar to the wire cloth 18 used to apply the ink to the card in the first step, except that a coarser wire cloth is used such as having a mesh size of 90-100 mesh (...... - 0.149 mm) with a slightly larger image to ensure full coverage of the circuit. The solder paste used here is preferably a composition of a lead-tin alloy with antimony in powder form in a flux and a binder, the metal powders remaining suspended in the paste. Two solder pastes that have been found to give satisfactory results include a 60/40 solder with 1% ethylene glycol, which is sold by Bow Solder Products Co., Inc. The other solder paste is a 60/40 paste made by Electronic Fusion Devices, Inc. and which has designated 2057. The paste has a creamy consistency and is printed on the circuit in the same manner as indicated in Figures 5 and 4 using wire cloth and applicator as shown.

Flussmedlet i lodet bör företrädesvis vara mycket aktivt och 6 bör utgöras av en stark oorganisk syra. En föredragen lodpast- komposition innefattar i viktprocent zinkklorid 3 - 6 %, för- legerat bly-tenn-antimon 80 % och ett bindemedel utgörande resten. var iedpesten en gång anbringas-e bila-er den ett lea- skikt 40 överst på kretssegmenten 26. När en gång lodet på- 'förts legeras lodet med underliggande färg och kopparpulver genom uppvärmning av kretsen till lodets smältpunkt, typiskt i temperaturområdet 525°C till 550°C, beroende på den sär- skilda lodkompositionen. Uppvärmningen kan genomföras medelst olika medel, såsom infraröda lampor i förening med ett sig rörande band uppbärande kortet med en hastighet av ca 3 m/min.The flux in the solder should preferably be very active and 6 should consist of a strong inorganic acid. A preferred solder paste composition comprises in weight percent zinc chloride 3 - 6%, pre-alloyed lead-tin antimony 80% and a binder constituting the remainder. Once the plague is applied, a layer 40 is applied to the top of the circuit segments 26. Once the solder is applied, the solder is alloyed with the underlying paint and copper powder by heating the circuit to the melting point of the solder, typically in the temperature range 525 ° C. to 550 ° C, depending on the particular solder composition. The heating can be carried out by various means, such as infrared lamps in conjunction with a moving band carrying the card at a speed of about 3 m / min.

I vilket fall som helst uppvärmes lodet till sin smältpunkt som bringar det att legera sig med färgen och kopparpulvret och bilda en ledande tryckt krets på kortet. Anbringandet av lodet på den underliggande färgen och kopparpulvret ökar väsentligt kretsens ledningsförmåga och tjänar till att förena lodet tätt till kortet.In any case, the solder is heated to its melting point which causes it to alloy with the paint and copper powder and form a conductive printed circuit on the board. The application of the solder to the underlying paint and copper powder significantly increases the conductivity of the circuit and serves to join the solder tightly to the card.

När en gång legeringsoperationen fullbordats kan ett mönster av lodskyddsskikt 42 anbringas selektivt över den tryckta kretsen och kortet. Lodskyddsskiktet utgöres av ett dielektriskt material, som tjänar till att isolera de delar av kortet, som ej skall exponeras för några som helst kontakter, ledningar, etc. som efteråt kommer att anbringas på kortet.Once the alloying operation is completed, a pattern of solder layer 42 can be selectively applied over the printed circuit and the board. The solder protection layer consists of a dielectric material, which serves to insulate the parts of the card which are not to be exposed to any contacts, wires, etc. which will subsequently be applied to the card.

Lodskyddsskiktet kan representativt utgöras av ett epoxi- imaterial och tjänar till att förhindra lod från en vàglod- maskin att vidhäfta andra delar av kretsen, då man löder de- lar till kortet. Lodskyddsskiktet kan anbringas medelst silk screen-tekniker, som redan beskrivits med användning av en trådduk 44 med ett mönster som man önskar framträda på krets- kortet. Normalt skiljer sig lodskyddsskiktet från det i krets- kortet så tillvida som vissa delar av kretsen skall täckas under det att andra ej skall täckas.The solder protection layer can representatively consist of an epoxy material and serves to prevent solder from a wave soldering machine from adhering to other parts of the circuit, when soldering parts to the card. The solder layer can be applied by means of silk screen techniques, which have already been described using a wire cloth 44 with a pattern which it is desired to appear on the circuit board. Normally, the plumbing protection layer differs from that in the circuit board in that certain parts of the circuit are to be covered while others are not to be covered.

Lodskyddsskiktet kan även tjäna som en isolator mel- lan på varandra följande skikt av kretsar, som kan byggas upp på en yta av kortet såsom antydes i fig. 10. Olika kretsar kan anbringas ovanpå ett lodskyddsskiktsubstrat med användan- de av samma tekniker såsom vid anbringande av den första kret- sen direkt på konst. I praktiken när ett multipelt kretsmönster skall byggas upp på en sida av kortet i på varandra följande skikt, bör lodpasteskiktet 40 på kretsen närmast kortet ha en 34121234 3- 5 högre smältpunkt än de följande lodpasteskikten på de yttre kretsarna, så att det understa lodskiktet ej kommer att på nytt bli flytande eller smälta då de yttersta kretsarna le- geras.The solder layer can also serve as an insulator between successive layers of circuits, which can be built up on a surface of the card as indicated in Fig. 10. Different circuits can be applied on top of a solder layer substrate using the same techniques as when applying of the first circuit directly on art. In practice, when a multiple circuit pattern is to be built up on one side of the card in successive layers, the solder paste layer 40 on the circuit closest to the card should have a higher melting point than the following solder paste layers on the outer circuits, so that the lowest solder layer does not will again become liquid or melt when the outermost circuits are alloyed.

I fig. 10 visas ett kort, med två kretsskikt upp- byggda på varandra. Den första kretsen innefattar ett krets- segment 26, som pudraæ med kopparpulver, härdats och lege- rats med ett skikt av lodpasta 40 och där kretsen sedan täckts med ett lodskyddsskikt 42. Tryckt ovanpå lodskydds- skiktet 42 finns ytterligare ett kretssegment 26' med le- dande färg på vilket en bepudring av kopparpulver skett och på vilket ett skikt 40' av lodpasta legerats med färgen och pulvret. De olika på varandra lagda tryckta kretsarna kan korsa varandra, eller byggas upp i vilket antal skikt som kan erfordras för den särskilda kretsen. Med användning av liknande tekniker kan sättet användas för att reparera van- liga tryckta kretskort eller för att utföra ändringsorder pà sådana kort.Fig. 10 shows a card, with two circuit layers built on top of each other. The first circuit comprises a circuit segment 26, which is powdered with copper powder, hardened and alloyed with a layer of solder paste 40 and where the circuit is then covered with a solder layer 42. Printed on top of the solder layer 42 there is another circuit segment 26 'with le color on which a powdering of copper powder has taken place and on which a layer 40 'of solder paste has been alloyed with the paint and the powder. The different superimposed printed circuits can cross each other, or be built up in whatever number of layers may be required for the particular circuit. Using similar techniques, the method can be used to repair ordinary printed circuit boards or to execute change orders on such boards.

Den ledande färg som användes vid sättet utgöres av en härdbar harts, som är bemängd med elektriskt ledande me- tallpulver. En föredragen komposition är ett tvåkomponent- system sammansatt av en fenolbaserad (resorcinol) harts be- mängd med kopparpulver till vilken man sätter en katalysator såsom vattenfri isopropanol eller fosforsyra. Den vattenfria isopropanolen bör vara ren och företrädesvis vara åtminstone 99 % ren. Pâ liknande sätt bör fosforsyran vara av reagens- kvalitet. Den vattenfria isopropanolen verkar ej endast som en katalysator utan tjänar även som en partiell förtunnare, för att åstadkomma viskositetsreglering i färgen. Under det att fosforsyra föredrages kan andra oorganiska syror använ- das med fördel. Syran tjänar ej endast som en katalysator utan avlägsnar även eventuella oxider som kan förekomma i kopparpulvret. Eftersom oxiderna förhindrar ledningsförmåga är det önskvärt att eliminera varje oxid som kan vara när- varande.The conductive paint used in the process consists of a curable resin which is loaded with electrically conductive metal powder. A preferred composition is a bicomponent system composed of a phenol-based (resorcinol) resin amount of copper powder to which a catalyst such as anhydrous isopropanol or phosphoric acid is added. The anhydrous isopropanol should be pure and preferably at least 99% pure. Similarly, the phosphoric acid should be of reagent grade. The anhydrous isopropanol not only acts as a catalyst but also serves as a partial thinner, to provide viscosity control in the paint. While phosphoric acid is preferred, other inorganic acids may be used to advantage. The acid not only serves as a catalyst but also removes any oxides that may be present in the copper powder. Since the oxides prevent conductivity, it is desirable to eliminate any oxide that may be present.

Den ledande färgen enligt den föredragna utförings- formen iordningställes genom att först uppvärma fenolhartset (resorcinol) till 15000 till dess att polymerísationsgraden fortskridit till ett stadium, där hartset har en knäckliknan- de konsistens. Hartsets viskositet kan justeras genom att an- Gåfiflâåeeflï-E-:E vända vattenfri isopropanol. Därefter tillsättes kopparpulvret och detta bör företrädesvis vara av en kornstorlek av 525 mesh (0,044 mm) obehandlat kopparpulver av kvalitet 200 RL. Till- räckligt med kopparpulver tillsättes för att uppnå 70 - 75 % inblandning räknat på vikt. Till exempel för 100 g total vikt färg skulle 25 g utgöras av harts under det att 75 g repre- senterar kopparpulvret. Om materialet ej skulle användas ome- delbart bör det leg-fee 'i ett kylskåp vid omkring 4°c för ett förhindra vidare polymerisering. Då materialet skall användas för tryckning bringas det först upp till rumstemperatur och 1 kata1ysatorn.tillsättes och företrädesvis utgör katalysatorn 6 viktprocent av materialet. Den föredragna katalysatorbland- ningen innehåller 5 % fosforsyra och 5 % isopropanol. Andra material som användes vid sättet kan innefatta vattenfri iso- propanol att användas som ett förtunningsmedel, såsom tidigare angetts och även som ett rengöringsmedel för trycktråddukarna efter behov. För detta ändamål har ett rengöringsmedel utgöran- de en blandning av isopropanol och metyletylketon i lika pro- portioner befunnits vara tillfredsställande.The conductive paint according to the preferred embodiment is prepared by first heating the phenolic resin (resorcinol) to 15,000 until the degree of polymerization has progressed to a stage where the resin has a crack-like consistency. The viscosity of the resin can be adjusted by using anhydrous isopropanol using anhydrous. Then the copper powder is added and this should preferably be of a grain size of 525 mesh (0.044 mm) untreated copper powder of quality 200 RL. Sufficient copper powder is added to achieve 70 - 75% admixture by weight. For example, for 100 g of total weight of paint, 25 g would be resin while 75 g represents the copper powder. If the material is not to be used immediately, it should be stored in a refrigerator at about 4 ° C to prevent further polymerization. When the material is to be used for printing, it is first brought up to room temperature and 1 of the catalyst is added, and preferably the catalyst constitutes 6% by weight of the material. The preferred catalyst mixture contains 5% phosphoric acid and 5% isopropanol. Other materials used in the process may include anhydrous isopropanol to be used as a diluent, as previously indicated and also as a cleaning agent for the pressure wire cloths as needed. For this purpose, a cleaning agent containing a mixture of isopropanol and methyl ethyl ketone in equal proportions has been found to be satisfactory.

Lodpastan kan omfatta en komposition 60/40 av bly och fieflmed en tillsats av 1 % etylenglykol. Lodet kan tillverkas i ett flertal olika föreningar beroende på den önskade smält- punkten. Lodpastan bör ha en konsistens så att den kan passera genom en rostfri stålduk av angiven maskstorlek.The solder paste may comprise a composition 60/40 of lead and fi e fl with the addition of 1% ethylene glycol. The solder can be manufactured in a number of different compounds depending on the desired melting point. The solder paste should have a consistency so that it can pass through a stainless steel cloth of the specified mesh size.

Under det att uppfinningen beskrivits med särskild hänvisning till de visade utföringsformerna är det uppenbart med flera olika modifieringar för fackmannen inom tekniken.While the invention has been described with particular reference to the embodiments shown, it is obvious that several different modifications will be apparent to those skilled in the art.

Olika områden, temperaturer, tider och andra parametrar som som ! exempel har beskrivits i anslutning till den föredragna utfö- ringsformen, uteahmer ej att variationer kan företagas med tillfredsställande resultat. ïryckfärgens böjlighet kan t.ex. regleras genom att justera förhållandet mellan epoxidelen och fenolerna. I stället för kopparpulver kan även andra ledande metaller, såsom silver, aluminium, etc. användas. ¿ Vidare kan i stället för att anbringa kopparpulvret L genom manuell bepudring det anbringas genom vibratormatare över ett sig rörande transportband, elektrostatiskt eller medelst andra lämpliga anordningar. Likaledes kan lodskiktet anbringas genom våglödningstekniker eller liknande i stället för tryckning med en trådduk, i vilket fall lodet skulle 9 legera sig omedelbart med kopparpulverskiktet utan något sär- skilt uppvärmningssteg. En vidare modifiering kan föreizagas genom att använda en ren hartsfärg utan metallfyllnad i vil- ket fall all ledningsförmåga skulle härledas från pulver-_ _ __ ochi lodskikten.Different areas, temperatures, times and other parameters such as! examples have been described in connection with the preferred embodiment, except that variations can be made with satisfactory results. The flexibility of the ink color can e.g. regulated by adjusting the ratio of the epoxy moiety to the phenols. Instead of copper powder, other conductive metals, such as silver, aluminum, etc. can also be used. Furthermore, instead of applying the copper powder L by manual powdering, it can be applied by means of a vibrator feeder over a moving conveyor belt, electrostatically or by means of other suitable devices. Likewise, the solder layer can be applied by wave soldering techniques or the like instead of printing with a wire cloth, in which case the solder would immediately alloy with the copper powder layer without any special heating step. A further modification can be envisaged by using a pure resin paint without metal filling in which case all the conductivity would be derived from the powder and solder layers.

Claims (7)

10 15 20 25k 50 35' -H0 Ü i U i 10 Eatentkrav l10 15 20 25k 50 35 '-H0 Ü i U i 10 Eatentkrav l 1. sätt att tillverka en elektriskt 1edandÉ'krÉts på en di- S elektrisk yta, k ä n n e t e c k n a t av att det innefattar åtgärderna att 7 (a) trycka ett skikt av elektriskt ledande tryckfärg, innehål- lande ett härdbart fenolharts, elektriskt ledande metallpulver och en okidreducerandeisyrakatalysator på ytan ifråga i ett på förhand bestämt kretsmönster med relativt låg elektrisk led- ningsförmåga, I g (b) applicera och bädda in ett skikt av elektriskt ledande metallpartiklar över och i skiktet av tryckfärg innan detta härdas, (c) härda färgskiktet och S (d) trycka och legera ett skikt av elektriskt ledande lod över metallpartikelskiktet samt tillföra tillräckligt med värme därtill för att legera lodet till metallpartikelskiktet för att bilda ett lödbart kretsmönster med relativt hög elekt- risk ledningsförmåga.1. a method of manufacturing an electrically conductive circuit on a dielectric surface, characterized in that it comprises the steps of (a) printing a layer of electrically conductive ink containing a curable phenolic resin, electrically conductive metal powder and a non-reducing acid catalyst on the surface in question in a predetermined circuit pattern with relatively low electrical conductivity, I g (b) applying and embedding a layer of electrically conductive metal particles over and in the ink layer before curing, (c) curing the paint layer and S (d) pressing and alloying a layer of electrically conductive solder over the metal particle layer and applying sufficient heat thereto to alloy the solder to the metal particle layer to form a solderable circuit pattern with relatively high electrical conductivity. 2. Sätt enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a te av att det innefattar applicering av ett dielektriskt skikt_selektivt -över lodskiktet.2. A method according to claim 1, characterized in that it comprises applying a dielectric layer_selectively -over the solder layer. 3. Sätt enligt krav 1, k ä n n e t e c k n'a t .av att metall- partiklarna inpressas i färgskiktet innan detta härdas.3. A method according to claim 1, characterized in that the metal particles are pressed into the paint layer before it hardens. 4. H. Sätt enligt krav 3, k ä n n e t e-c k n a t av att par- tiklarna inpressas i färgskiktet genom att trycket progres- sivt ökas.4. H. A method according to claim 3, characterized in that the particles are pressed into the paint layer by progressively increasing the pressure. 5. Sätt enligt krav 2,'k ä n n e t e c k n a t av att det innefattar åtgärderna att bilda en andra elektriskt ledande krets över det dielektriska skiktet genom applieering av en andra elektriskt ledande tryckfärg på det dielektriska skiktet i ett på förhand bestämt mönster, att applicera ett andra skikt av elektriskt ledande metallpartiklar på det andra färgskiktet, _ att härda detta andra färgskikt, att applicera ett andra skikt av elektriskt ledande lod över det_andra metallpartikel- skiktet och att uppvärma den andra kretsšg tillräckligt för I , ensam æ-s att smälta det andra lodskiktet.5. A method according to claim 2, characterized in that it comprises the steps of forming a second electrically conductive circuit over the dielectric layer by applying a second electrically conductive ink to the dielectric layer in a predetermined pattern, applying a second layer of electrically conductive metal particles on the second paint layer, curing this second paint layer, applying a second layer of electrically conductive solder over the second metal particle layer and heating the second circuit sufficiently to melt the second solder layer alone . 6. Sätt enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a t av att lod- skiktet appliceras genom våglödníng.6. A method according to claim 1, characterized in that the solder layer is applied by wave soldering. 7. Sätt enligt krav 5, k ä n n e t e c k n a t av att smält- punkten för det första lodskiktet är högre än smältpunkten för det andra lodskiktet.7. A method according to claim 5, characterized in that the melting point of the first solder layer is higher than the melting point of the second solder layer.
SE8002343A 1976-07-21 1980-03-26 SET AND DEVICE FOR MANUFACTURING PRINTED CIRCUITS SE440844B (en)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US70735576A 1976-07-21 1976-07-21

Publications (2)

Publication Number Publication Date
SE8002343L SE8002343L (en) 1981-09-27
SE440844B true SE440844B (en) 1985-08-19

Family

ID=24841370

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SE8002343A SE440844B (en) 1976-07-21 1980-03-26 SET AND DEVICE FOR MANUFACTURING PRINTED CIRCUITS

Country Status (7)

Country Link
JP (1) JPS55162293A (en)
BE (1) BE882957A (en)
DE (1) DE2922304A1 (en)
FR (1) FR2458202B1 (en)
GB (1) GB2050702B (en)
NL (1) NL8001942A (en)
SE (1) SE440844B (en)

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CA1172112A (en) * 1980-12-12 1984-08-07 Richard P. Plunkett Process for making conductive coatings
FR2505367A1 (en) * 1981-05-08 1982-11-12 Lignes Telegraph Telephon Plating conducting layer placed on dielectric - used for multilayer circuit for hybrid circuit
DE19511553C2 (en) * 1995-03-29 1997-02-20 Litton Precision Prod Int Method for producing electrically conductive structures, an electrically conductive structure obtained according to the method and combination for producing electrically conductive structures
GB2380068B (en) * 2001-09-15 2005-08-03 Jaybee Graphics Low Conductive Ink Composition
JP2015195329A (en) * 2014-03-28 2015-11-05 株式会社秀峰 Manufacturing method of conductive wiring, and conductive wiring
JP2016039171A (en) * 2014-08-05 2016-03-22 株式会社秀峰 Method for manufacturing conductive wiring and conductive wiring
EP3284326A4 (en) * 2015-04-13 2019-04-24 Printcb Ltd. Printing of multi-layer circuits

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1075179B (en) * 1960-02-11 Woodbridge Suffolk Lawrence John Young (Großbritannien) Process for the manufacture of printed circuits
GB691121A (en) * 1950-07-11 1953-05-06 Nat Res Dev Improvements in or relating to the deposition of metals on surfaces
FR1420044A (en) * 1963-12-26 1965-12-03 Matsushita Electric Ind Co Ltd Manufacturing process of printed circuits
US3506482A (en) * 1967-04-25 1970-04-14 Matsushita Electric Ind Co Ltd Method of making printed circuits
US3910852A (en) * 1971-03-22 1975-10-07 Conshohocken Chemicals Inc Conductive resin composition

Also Published As

Publication number Publication date
GB2050702A (en) 1981-01-07
FR2458202B1 (en) 1985-10-25
GB2050702B (en) 1984-02-08
BE882957A (en) 1980-10-24
JPS55162293A (en) 1980-12-17
NL8001942A (en) 1981-11-02
DE2922304A1 (en) 1981-04-09
FR2458202A1 (en) 1980-12-26
SE8002343L (en) 1981-09-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4327124A (en) Method for manufacturing printed circuits comprising printing conductive ink on dielectric surface
DE69727014T2 (en) A mounting method for a variety of electronic parts on a circuit board
US4457861A (en) Method, materials and apparatus for manufacturing printed circuits
EP0275433B1 (en) Method for mounting electronic components on a substrate, foil to carry out the method and method to produce the foil
US5315070A (en) Printed wiring board to which solder has been applied
EP0528350A1 (en) Method for soldering and mounting components on circuit boards
DE102009018541A1 (en) Contacting unit for electronic component, is porous metallic layered structure, and contact surface of electronic component and layered structure geometrically fit to each other, where thickness of layer is ten micrometers
WO2007032201A1 (en) Chip-shaped electronic component
WO1992000594A1 (en) Rheostatic switching arrangement
EP0487782A1 (en) Method of soldering circuit boards
SE440844B (en) SET AND DEVICE FOR MANUFACTURING PRINTED CIRCUITS
DE3046341A1 (en) ELECTRICAL CIRCUIT DEVICE AND MANUFACTURING METHOD THEREFOR
US4429657A (en) Method, materials and apparatus for manufacturing printed circuits
DE2411988A1 (en) METALLIZING PASTE AND ITS USE FOR THE PRODUCTION OF UNINTERRUPTED PATTERNS ON DOCUMENTS
US4421944A (en) Printed circuits
DE69733806T2 (en) METHOD FOR ATTACHING AN ELECTRIC CONTACT ON A CERAMIC LAYER AND A RESISTANCE ELEMENT CREATED THEREFOR
EP0818061B1 (en) Process for producing electrically conductive connecting structures
WO2017021075A1 (en) Heating device for a domestic appliance
EP2934804B1 (en) Method of pre-soldering metal surfaces onto metallised substrates using a metallic gauze, metallised substrate with a solder layer which has a superficial structure of a gauze
JP2716641B2 (en) Current collecting electrode of photovoltaic element and method of manufacturing the same
JPH0621528A (en) Method for installation of paste of ceramic multiactuator
DE2231086A1 (en) SURFACE HEATING ELEMENTS
DE3539318C2 (en)
DE4117145A1 (en) Chip mounting method on substrate - by heating adhesive layer to receiver chips from carrier
GB1574438A (en) Printed circuits