Способ изготовления проводной монтажной платы и устройство для его осуществления

 

„.SU;„,1012437 .

СОЮЗ С08ЕТСННХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИИЗщ H 03 K 13/Вб .Н 05 К 00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР .

- flO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТС РСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

3 (21) 32?6034/18-21 ; (22)- 13.04.81 (46) 15.04.83. Бюл. Н 14 (72) В.И.. Колешко» В;Я. Сунка М

С.С. Кривоносов (71) Институт электраники АН.БелоpycckoA ССР (53) 621.3 049.75(088.8) (56) .1. Вопросы радиоэлектроники.

Вып. 10, 1975, с. 34.

2. Патент С@А » 3674914» кл. 317-101, 1972. (54) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ПРОВОДНОЙ

МОНТАЖНОЙ ПЛАТЫ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО

ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ (57.) 1. Способ изготовления проводной монтажной платы, включааций нанесение термопластичной пленки на основание платы, укладку провода по топологии рисунка схемы и присоедине" ние провода к контактным элементам, о т л и ч а ю ц и и с я. тем, что, с целью повьеаения качества монтажа и плотности укладки провода, перед укладкой провода по топологии рисун. ка схемы в термопластичной пленке выполняют канаФси для провода, а после его укладки rlo топологии рисун,ка схемы - канавки завальцовывают..

И

94

4ь

СЮ 4

1012437

30

40

2. Устройство для осуществления способа изготовления проводной монтажной платы, содержащее соединенный с приводом координатный стол, механизм подачи и отрезки провода, укладочную головку, включающую ультразвуковой преобразователь, концентратор и инструмент для вдавливания провода в термопластичную пленку, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что

Изобретение относится к радио" электронному приборостроению, а имен- . но, к устройствам для изготовления схемных плат, в которых в качестве проводнИков используется изолирован- 5 ныл провод, например медный, В настоящее время в современной электронике наблюдается тенденция дальнейшего увеличения плотности монтажа, вызванного необходимостью повы-. шения быстродействия, помехоустойчивости, степени интеграции, стремле нием создать (разместить) на одной плате функционально законченные узлы прибора, системы, заставляет совершенствовать, искать (разрабатывать) новые технологические методы монтажа.

Известны способ и устройство для изготовления монтажной платы, в котором укладка проводников в полимерный материал выполняется с помощью ультразвукового инструмента в виде конуса, при этом ультразвуковые колебания в зону соединения вводятся со стороны проводника t 1j

Недостатком данных способа и устройства укладки является низкое качество изготовления схемных плат из-за нарушения диэлектрической изоляции провода, подвергнутого значительным температурным и,механическим воздействиям от инструмента, а также низкая плотность укладки прово- да.

Наиболее- близким к предлагаемому являются . способ изготовления проводной монтажной платы, включающий нанесение термопластичной пленки на основание платы, укладку провода по оно снабжено прижимом провода, выполненным в виде плоской пружины, на свободном конце которой закреплен ролик, при этом ролик установлен выше рабочей плоскости инструмента для вдавливания провода в термопластичную пленку на 0,6-0,8 диаметра провода, а рабочая плоскость инструмента для вдавливания провода выполнена клинообразной. топологии рисунки схемы и присоеди" нение провода к контактным элементам.

Известно устройство для реализации способа, содержащее, соединенный с приводом. координатный стол, меха" низмы подачи и отрезки провода, укладочную головку, включающую ультразвуковой преобразователь, концентратор и инструмент для вдавливания про,вода в термопластичную пленку (2 ) .

К недостаткам известных способа и устройства монтажа схемных плат следует отнести низкую прочность схватывания изолированного провода с адгезионным слоем, низкое качество изготовления схемных плат из-за нарушения диэлектрической изоляции провода, подвергнутого одновременно тепловым и механическим воздействиям от ультразвукового инструмента, а также небольшую плотность укладки, так как после процесса на адгеэионном покрытии остаются канавки, значительно превышающие диаметр укладочного шарика.

Цель изобретения - повышение качества монтажа и плотности укладки провода.

Цель достигается тем, "что согласно способу изготовления проводной монтажной платы, включающему нанесение термопластичной пленки на основание платы, укладку провода по топологии рисунка схемы и поисоепинение провода к контактным элементам., перед укладкой провода по топологии рисунка схемы в термопластичной пленке выполняют канавки для провода, а после его укладки по топологии рисунка схемы канавки завальцовывают.

1012437

Устройство для реализации способа изготовления проводной монтажной платы, содержащее соединенный с приводом координатный стол,.механизмы по.дачи и отрезки провода, укладочную головку, включающую. ультразвуковой преобразователь, концентратор и инструмент для вдавливания провода в термопластичную пленку снабжено приУ !О жимом провода, выполненным в виде плоской пружины, на свободном конце которой закреплен ролик, при этом ролик установлен, выше рабочей плоскости инструмента для вдавливания провода в термопластичную пленку на

I 5.

0,6"0,8 диаметра провода, а рабочая плоскость инструмента для вдавлива: ния провода выполнена клинообразной.

На фиг. 1 представлено устройство для изготовления проводной монтажной платы, общий вид; на фиг. 2инструмент для вдавливания провода в термопластйчную пленку и прижим провода; на фиг. 3 - то же, вариант.

Устройство содержит инструмент 1 для вдавливания провода в термопластичную пленку 2, фторопластовую втулку 3, через которую проходит изоли рованный провод 4; прижим провода, выполненный в виде плоской пружины 5, З0 на свободном конце которой закреплен ролик 6. На координатном столе 7 размещено основание 8 платы, на который нанесена термопластичная масса и в котором размещен контактный эле- 35 мент в виде пистона 9. Устройство со" держит также механизмы 1О- и 11 приво да для перемещения координатного стола, механизм 12 создания статического давления, укладочную головку 13 с 40 ультразвуковь!!ч преобразователем 14, механизм 15 подачи и отрезки провода.

Способ осуществляется следующий образом.

По программе, заложенной в компьютер блока управления (не показан), выдаются команды на приводы перемещения основания 8 платы- по взаимно . перпендикулярным осям х и у.. В результате этого основание начинает .

50 перемещаться по запрограммированной топологии схемы со скоростью у отно сительно укладочной. головки, в которой размещен ультразвуковой преобразователь, концентоатор которого заканчивается инструментом !.- При по-. даче электрического напряжения на ультразвуковой преобразователь инструмент совершает вертикальные колебания с амплитудой колебаний f . Под воздействием ультразвуковых колебаний происходит размягчение термопластичной пленки 2. Основание торца инструмента 1 опускается на глубину 0,9-1,2 диаметра изолированного провода. Торец выполнен клинообразным; наиболее острый - двухгранный угол, которого противоположен направлению движения основания 8 платы. Таким образом, инструмент при возбуждении его ультразвуковыми колебаниями, как ножом,- выполняет канавку в термопластичной пленке 2. За счет одновременного воздействия тепла и механической силы .образуется канавка трапецеидальной формы с крутыми вертикальными стенками.

Изолированный провод 4 можно пропускать в канавку способами, укаэанными на фиг. 2 и 3. flo способу (фиг. 1) изолированный провод 4 пропускают через фторопластовую (или термостойкую} втулку 3 в основании инструмента 1.;Фторопластовая втулка

3. необходима для исключения непосредственного воздействия механических колебаний на изолированный провод, а значит и для исключения разрушения металлическим инструментом 1 наружной поверхности диэлектрической изоляции провода 4.

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 исключается непосредственное ультразвуковое воздействие твердого инструмента 1 на поверхность изолированного провода.

В дальнейшем изолированный провод укладывают в канавку. 3а счет энергии тепла термопластичная пленка частично размягчается и происходит

Схватывание ее с изоляцией провода

4 при помощи-прижима, оканчивающегося роликом 6, температура которого выбирается такой, чтобы происходило дополнительное размягчение пленки.

Температура дополнительного разогрева ролиКа зависит от теплофиэических свойств применяемой пленки и может колебаться от 50 до 120 С. При . этом нагрев ролика до 89 С производится конвекционными потоками от нагреваемого до 120 -150 С инструменl 012 437

5 тя 1. Ecw необходим более высокий нагрев ролика .6,. то он легко может осуществляться известными конструк" тивными приемами: размещением нагре" ваемого элемента внутри ролика, или .внутри прижима нагреваемого ролика и t,ä.

Механическое воздействие ролика обеспечивает эаравнивание канавкй за счет перемешения выдавливаемой массы верхней части вертикальных стенок канавки на уложенный в нее изолированный провод. При этом глубина канавки в пленке выполняется равной 0,9- 1,2 диаметра изолированного провода 3. Наилучшее выравнива ние поверхности пленки после укладки провода йроисходит на расстоянии нижнего края ролика 6 от нижнего ос" нования инструмента l равным 0,6-0,8 диаметра изолированного провода. Ро" лик 6 выполнен с канавкой посредине торца. Диаметр канавки ролика 6 ра" вен 2,5-3,0 диаметра провода, а высота канавки выбирается 0,4"0,5 диа" метра провода..

Так как после укладки йровода дополнительно производится разогрев термопластичной пленки роликом являвшимся одновременно нагревательным

5 элементом, происходит полное обвалакивание провода термопластичной пленкой, за счет чего значительно повышается прочность укладки. Кроме того, отпадает необходимость в про® ведении дополнительной технологической операции, которую выполняют при изготовлении схемных плат по извест.-, ному способу, т.е. дополнительное воздействие статического давления. и

15 тепла для окончательного вдавливания

: и закрепления изолированного провода в термопластичной пленке после окончания укладки всей платы., в ре" зультате чего повышается проиэводизф тельность технологического процесса..

8следствие того, что изолированный провод укладывается полностью на глубину диаметра, возможно повышение плотности укладки провода. Йаг уклад- а ки может быть повышен до величины 1,5 диаметра изолированного провода, что на 30-403 выше чем в иэвестных способах.

1012437

Составитель Л, Гришкова

Редактор К Волощак Техред Т.Иаточка „ Корректор M. Иарони

Заказ 278Я/69 Тираж 934 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

11)ОЯ «Москва Ж Я Раущская наб. д. 4Д

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4