SU1012437A1

SU1012437A1 - Method and apparatus for manufacturing wired circuit board

Info

Publication number: SU1012437A1
Application number: SU813276034A
Authority: SU
Inventors: Владимир Михайлович Колешко; Василий Яковлевич Сунка; Сергей Сергеевич Кривоносов
Original assignee: Институт электроники АН БССР
Priority date: 1981-04-13
Filing date: 1981-04-13
Publication date: 1983-04-15

Description

2. Устройство дл осуществлени способа изготовлени проводной монтажной платы, содержащее соединенный с приводом координатный стол, механизм подачи и отрезки провода, укладочную головку, включающую ультразвуковой преобразователь, концентратор и инструмент дл вдавливани Провода в термопластичную пленку, отличающеес тем, что2. An apparatus for carrying out the method of manufacturing a wired circuit board, comprising a coordinate table connected to the drive, a feed mechanism and wire segments, a laying head including an ultrasonic transducer, a hub and a tool for pressing the wire into a thermoplastic film, characterized in that

оно снабжено прижимом провода, выполненным в виде плоской пружины, на свободном конце которой закреплен роли к, при этом ролик установлен выше рабочей плоскости инструмента дл вдавливани провода в термопластичную пленку на 0,6-0,8 диаметра провода , а рабоча плоскость инструмента дл вдавливани провода выполнена клинообразной.it is provided with a wire clamp, made in the form of a flat spring, at the free end of which the role is fixed to, while the roller is installed above the working plane of the tool for pressing the wire into the thermoplastic film by 0.6-0.8 wire diameter, and the working plane of the tool for pressing The wires are made wedge-shaped.

Изобретение относитс к радиоэлектронному приборостроению, а именно , к устройствам дл изготовлени схемных плат, в которых в качестве пpoвoдн fkoв используетс изолированный провод, например медный.The invention relates to radio-electronic instrumentation, in particular, to devices for the manufacture of circuit boards in which insulated wire, such as copper, is used as a power factor.

В насто щее врем в современной электронике наблюдаетс тенденци дальнейшего увеличени плотности монтажа , вызванного необходимостью повышени быстродействие, помехоустойчивости , степени интеграции, стремле нием создать (разместить) на одной , плате функционально законченные узлы прибора, системы, заст авл ет совершенствовать , искать (разрабатывать) новые технологические методы монтажа.Nowadays, in modern electronics, there is a tendency to further increase the density of installation, caused by the need to increase speed, noise immunity, degree of integration, the desire to create (place) on one, board, functionally complete units of the device, system, makes it difficult to improve, search (develop) New technological installation methods.

Известны способ и устройство дл изготовлени монтажной платы, в котором укладка проводников в полимерный материал выполн етс с помощью ультразвукового инструмента в виде конуса, при этом ультразвуковые колебани в зону соединени ввод тс to стороны проводника tOThere is a known method and apparatus for making a circuit board in which the laying of conductors into a polymeric material is carried out using an ultrasonic tool in the form of a cone, with ultrasonic vibrations being introduced into the junction zone to the side of the conductor tO

Недостатком данных способа и устройства укладки вл етс низкое качество изготовлени схемных плат из-за нарушени диэлектрической изол ции провода, подвергнутого значительным температурным и .механическим воздействи м от инструмента, а также низка плотность укладки прово да . Наиболее- близким к предлагаемомуThe disadvantage of this method and device for laying is the poor quality of the manufacture of circuit boards due to the breakdown of the dielectric insulation of the wire subjected to considerable temperature and mechanical effects from the tool, as well as the low density of the wire. Closest to the proposed

вл ютс .способ изготовлени проводной монтажной платы, включающий нанесение термопластичной пленки на основание платы, укладку провода по are a method of making a wired circuit board, which includes applying a thermoplastic film to the base of the board, laying the wire along

топологии рисунки и присоединение провода к контактным элементам.topology drawings and connection of the wire to the contact elements.

Известно устройство дл реализации способа,содержащее, соединенный с приводом координатный Ьтол, механизмы подачи и отрезки провода, укладочную головку, включающую ультразвуковой преобразователь, концентраТОР и инструмент дл вдавливани провода в термопластичную пленку 2 . К недостаткам известных способа и устройства монтажа схемных плат следует отнести низкую прочность схватывани изолированного провода с адгезионным слоем, низкое качество изготовлени схемных плат из-за нарушени диэлектрической изол ции провода , подвергнутого одновременно тепловым и механическим воздействи м от ультразвукового инструмента, а также небольшую плотность укладки, так как после процесса на адгезионном покрытии остаютс канавки, значительно превышающие диаметр укладочного шарика .A device for implementing the method is known, comprising, coupled with a drive, a coordinate liter, feed mechanisms and wire segments, a laying head comprising an ultrasonic transducer, a concentrator and a tool for pressing the wire into the thermoplastic film 2. The disadvantages of the known method and device for mounting circuit boards include the low setting strength of the insulated wire with the adhesive layer, the poor quality of the manufacture of circuit boards due to the dielectric isolation of the wire subjected to both thermal and mechanical effects from the ultrasonic tool, as well as low packing density , because after the process, grooves significantly exceeding the diameter of the laying ball remain on the adhesive coating.

Цель изобретени - повышение качества монтажа и плотности укладки провода. .The purpose of the invention is to improve the quality of installation and density of wire laying. .

Цель достигаетс тем, что согласно способу изготовлени проводной мoнtaжнoй платы, включающему нанесение термопластичной пленки на основание платы, укладку провода по топологии рисунка схемы и присоединение провода к контактным элементам, перед укладкой провода по топологии рисунка схемы в термопластичной пленке выполн ют канавки дл провода, а после его .укладки по топологии рисунка схемы канавки завальцовывают. Устрюйство дл реализации способа изготовлени проводной монтажной пла ты, содержащее соединенный с приводом координатный стол, механизмы подачи и отрезки провода, укладочную головку, включающую.ультразвуковой преобразователь, ко центратор и ин струмент дл вдавливани провода в термопластичную пленку, снабжено при жимом провода, выполненным в виде плоской пружины, на свободном конце которой закреплен ролик, при этом ролик установлен :выше рабочей плоскости инструмента дл вдавливани провода в термопластичную пленку на ,8 диаметра провода, а рабоча плоскость инструмента дл вдавливани провода выполнена клинообразной На фиг. 1 представлено устройство дл изготовлени проводной монтажной платы, общий вид; на фиг. 2 инструмент дл вдавливани провода в термопластичную плеНку и прижим Провода; на фиг. 3 - то же, вариант. Устройство содержит инструмент 1 дл вдавливани провода в термопластичную пленку 2, фторопластовую втул ку 3 через которую проходит изолированный провод k, прижим провода, выполненный в виде плоской пружины 5 на свободном конце которой закреплен ролик 6. На координатном столе 7 размещено основание 8 платы, на кото рый нанесена термопластична масса и в котором размещен контактный элемент -в виде пистона 9. Устройство со держит также механизмы 10 и 11 приво да дл перемещени координатного сто ла, механизм 12 создани статическог давлени , укладочнуюголовку 13 с ультразвуковь1Ь преобразователем , механизм 15 подачи и отрезки провода Способ осуществл етс следу ощим образом. По программе, заложенной в компью тер блока управлени (не показан), выдаютс команды на приводы перемеще ни основани 8 платы по взаимно перпендикул рным ос м х и у. В результате этого основание начинает перемещатьс по запрограммированной топологии схемы со скоростью у относительно укладочной, головки, в которой размещен ультразвуковой преобразователь , концентратор которого за канчиваетс инструментом .1.При по-, даче электрического напр жени на ультразвуковой преобразователь инструмент совершает вертикальные колебани с амплитудой колебаний . Под воздействием ультразвуковых колебаний происходит разм гчение термопластичной пленки 2. Основание торца инструмента 1 опускаетс на глубину 0, диаметра изолированносо провода. Торец выполнен Клинообразным , наиболее острый - двухгранный угол, которого противоположен направлению движени основани 8 платы . Таким образом, инструмент при возбуждении его ультразвуковыми колебани ми , как ножом, выполн ет канавку в термопластичной пленке 2. За счет одновременного воздействи тепла и механической, силы образуетс канавка трапецеидальной формы с крутыми вертикальными стенками . Изолированный провод k можно пропускать в канавку способами, указанными на фиг. 2 и 3. По способу (фиг. Т) изолированный провод k пропускают через фторопластовую (или термостойкую) втулку 3 в основании инструмента 1.;Фторопластова втулка 3 необходима дл исключени непосредственного воздействи механических колебаний на изолированный провод, а значит и дл исключени разрушени металлическим инструментом 1 наружной поверхности диэлектрической изол ции провода Ц, На фиг. 3 показан другой вариант укладки изолированного провода 3 в канавку, выполненную инструментом 1, по которому изолированный провод пропускают за инструментом 1. .В этом варианте также исключаетс непосредственное ультразвуковое воздействие твердого инструмента 1 на поверх- ность изолированного провода. 8 дальнейшем изолированный провод укладывают в канавку. За счет энергии тепла термопластична пленка частично разм гчаетс и происходит (Схватывание ее с изол цией провода 4 при помощи прижима, оканчивающегос роликом 6, температура которого выбираетс такой, чтобы происходи- ло дополнительное разм гчение пленки. Температур дополнительного разогрева роликазависит от теплофизических свойств примен емой пленки и может колебатьс от 50 до 120 С. При том нагрев ролика до 80° С произвоитс конвекционными потоками от на- . греваемого до 120 -150 С инструмента 1. Если Необходим более высокий нагрев ролика 6, то оН легко может осу1чествл тьс известными конструктивными приемами: размещением нагреваемого элемента внутри ролика, или j внутри прижима нагреваемого ролика и т.д.The goal is achieved in that according to the method of manufacturing a wired mounting board, including applying a thermoplastic film to the base of the board, laying the wire along the topology of the circuit pattern and connecting the wire to the contact elements, before placing the wire along the topology of the circuit pattern in the thermoplastic film, the grooves for the wire are made after its laying along the topology of the pattern, the groove patterns are rolled. A device for implementing a method of manufacturing a wired assembly plate, comprising a coordinate table connected to the drive, feed mechanisms and wire segments, a laying head including an ultrasound transducer, a centralizer and a tool for pressing the wire into the thermoplastic film, is provided with a wire in the form of a flat spring, on the free end of which a roller is fixed, while the roller is mounted: above the working plane of the tool for pressing the wire into the thermoplastic film by, 8 diameters wires, and the working plane of the tool for pressing the wire is made wedge-shaped. In FIG. 1 shows a device for making a wired circuit board, a general view; in fig. 2 tools for pressing the wire into the thermoplastic film and pressing the wire; in fig. 3 - the same, option. The device contains a tool 1 for pressing a wire into a thermoplastic film 2, a fluoroplastic sleeve 3 through which insulated wire k passes, a wire clamp, made in the form of a flat spring 5 on the free end of which a roller 6 is fixed. On the coordinate table 7 there is a base 8 of the board, the thermoplastic mass is applied and in which the contact element is placed - in the form of a piston 9. The device also contains mechanisms 10 and 11 of the drive for moving the coordinate table, the mechanism 12 for creating static pressure, ochnuyugolovku 13 ultrazvukov1 converter feed mechanism 15 and wire segments is carried out following the method oschim manner. According to the program embedded in the computer of the control unit (not shown), commands are issued to the drives for moving the base 8 of the board along mutually perpendicular axes and y. As a result, the base begins to move along the programmed topology of the circuit at a speed y with respect to the installation head, in which the ultrasonic transducer is placed, the concentrator of which is finished with the tool. 1. When electrical voltage is applied to the ultrasonic transducer, the tool performs vertical oscillations with an amplitude of oscillations . Under the influence of ultrasonic vibrations, the thermoplastic film 2 softens. The bottom of the tool 1 ends at a depth of 0, the diameter of the insulated wire. The end face is made wedge-shaped, the sharpest one is the dihedral angle, which is opposite to the direction of movement of the base 8 of the board. Thus, the tool, when excited by ultrasonic vibrations, like a knife, makes a groove in the thermoplastic film 2. Due to the simultaneous effect of heat and mechanical force, a trapezoidal groove with steep vertical walls is formed. The insulated wire k can be passed into the groove in the manner indicated in FIG. 2 and 3. According to the method (Fig. T), insulated wire k is passed through a fluoroplastic (or heat resistant) sleeve 3 at the base of tool 1. Fluoroplastic sleeve 3 is necessary to eliminate the direct effect of mechanical vibrations on the insulated wire, and hence to prevent metal destruction tool 1, the outer surface of the dielectric insulation of the wire C, FIG. 3 shows another variant of laying insulated wire 3 into a groove made by tool 1, along which insulated wire is passed behind tool 1. In this embodiment, direct ultrasonic action of a solid tool 1 on the surface of insulated wire is also excluded. 8 the insulated wire is then laid in the groove. Due to the heat energy, the thermoplastic film is partially softened and occurs (Seizure it with the insulation of wire 4 with the help of a clamp, ending with a roller 6, the temperature of which is chosen so that additional film softening occurs. The temperature of the additional heating depends on the thermal properties of the applied films and can vary from 50 to 120 C. At the same time, the roller is heated to 80 ° C by convection currents from a tool heated to 120-150 C 1. If a higher role heating is needed ka 6, then OH can easily be implemented by known constructive methods: by placing the heated element inside the roller, or j inside the pressure of the heated roller, etc.

Механическое воздействие ролика обеспечивает заравнивание канавки to за счет перемещени выдавливаемой массы верхней части вертикальных стенок канавки на уложенный в нее изолированный провод. При этом глубина канавки в пленке выполн етс 15 равной 0,9-t,2 диаметра изолированного провода 3 Наилучшее выравнивание поверхности пленки после укладки провода Происходит на рассто ний нижнего кра ролика 6 от нижнего ос- 20 новани инструмента 1 равным 0,6-0,8 диаметра изолированного провода. Роик б выполнен с канавкой посредине торца. Диаметр канавки ролика 6 равен 2,5-3,0 диаметра провода, а высо- 2$ та канавки выбираетс 0,|0,5 диаметра провода.The mechanical action of the roller ensures that the grooves are leveling by moving the extruded mass of the upper part of the vertical walls of the groove onto the insulated wire laid in it. At the same time, the depth of the groove in the film is made 15 equal to 0.9-t, 2 diameters of the insulated wire 3 Best alignment of the film surface after laying the wire Occurs at a distance of the lower edge of the roller 6 from the bottom of the tool 1 equal to 0.6-0 , 8 diameter insulated wire. Roik b is made with a groove in the middle of the end. The diameter of the groove of the roller 6 is equal to 2.5-3.0 of the diameter of the wire, and the high 2 $ of the groove is 0, 0.5 of the diameter of the wire.

Так как после укладки провода дополнительно производитс jaadorpeB термопластичной пленки роликом вл ющимс одновременно нагревательным элементом, происходит полное обвалакивание провода термопластичной пленкой, за счет чего значительно повышаетс прочность укладки. Кроме того, отпадает необходимость в про- ведении дополнительной технологической операции, которую выполн ют При изгotoвлeнии схемных плат по известному способу, т.е. дополнительное воздействие статического давлени и тепла дл окончательного вдавливани и закреплени изолированного провода в термопластичной пленке после окончани укладки всей платы., в рё- зультате чего повышаетс производительность технологического процесса.. Вследствие того, что изолированный провод укладываетс полностью на глуину диаметра, вознслкно повышение плотности укладки провода. Шаг уклад ки может быть повышен до величины 1,5 диаметра изолированного провода, что На 30-40% выше чем в известных способах.Since after laying the wire, a jaadorpeB thermoplastic film is additionally produced as a roller which is simultaneously a heating element, a full bonding of the wire with a thermoplastic film takes place, due to which the laying strength is significantly increased. In addition, there is no need to carry out an additional technological operation, which is performed when manufacturing circuit boards by a known method, i.e. additional impact of static pressure and heat for final pressing and securing the insulated wire in the thermoplastic film after the entire board has been laid, resulting in improved process performance. Due to the fact that the insulated wire is laid completely on the diameter hub, the laying density may increase wires The stacking step can be increased to a value of 1.5 times the diameter of the insulated wire, which is 30–40% higher than in the known methods.

Ut.JUt.J

Вид сдержи тфца инструментаType of tool hold tftsa

Claims

1. A method of manufacturing a wired mounting plate, including applying a thermoplastic film to the base of the board, laying the wire according to the topology of the circuit diagram, and attaching the wire to the contact elements, characterized in that, in order to improve the quality of installation and the density of laying the wire, before laying the wire according to the topology figure-. How the circuits in a thermoplastic film perform grooves for the wire, and after laying them according to the topology of the circuit design, the grooves are rolled ..

2. A device for implementing a method of manufacturing a wired circuit board, comprising a coordinate table connected to the drive, a feed mechanism and wire cuts, a laying head including an ultrasonic transducer, a hub and a tool for pressing a wire into a thermoplastic film, characterized in that it is equipped with a wire clamp, made in the form of a flat spring, on the free end of which a roller is fixed, while the roller is installed above the working plane of the tool for pressing the wire into the thermoplastic chnuyu film on the wire diameters of 0.6-0.8, and the working plane of the tool to force the wedge wire is formed.