[go: up one dir, main page]
More Web Proxy on the site http://driver.im/

RU2824175C1 - Connection of electric circuits of printed circuit boards through elements of device circuit - Google Patents

Connection of electric circuits of printed circuit boards through elements of device circuit Download PDF

Info

Publication number
RU2824175C1
RU2824175C1 RU2023112534A RU2023112534A RU2824175C1 RU 2824175 C1 RU2824175 C1 RU 2824175C1 RU 2023112534 A RU2023112534 A RU 2023112534A RU 2023112534 A RU2023112534 A RU 2023112534A RU 2824175 C1 RU2824175 C1 RU 2824175C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
connection
printed circuit
elements
circuit boards
electric circuits
Prior art date
Application number
RU2023112534A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Михаил Юрьевич Гончаров
Original Assignee
Михаил Юрьевич Гончаров
Filing date
Publication date
Application filed by Михаил Юрьевич Гончаров filed Critical Михаил Юрьевич Гончаров
Application granted granted Critical
Publication of RU2824175C1 publication Critical patent/RU2824175C1/en

Links

Images

Abstract

FIELD: electrical engineering.
SUBSTANCE: invention relates to the design of radioelectronic equipment and can be used in the design of small-sized items consisting of two or more printed circuit boards, which require connection of electric circuits to each other. Connection of electric circuits of printed circuit boards through elements of the device circuit includes printed circuit boards and connection elements. Connection is provided between at least two printed-circuit boards with connection elements installed between them. Connection elements are represented by smd-components of the circuit with a soldered surface on two opposite sides of the element. At the same time connection of connection elements with electric circuits of printed circuit boards can be carried out both by soldering and by means of current-conducting glue.
EFFECT: creation of reliable, low-resistance, with improved weight and size characteristics of the final device for connection of electric circuits of printed circuit boards through elements of the device circuit with the possibility of two-sided mounting of components on the printed circuit board.
1 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к конструированию радиоэлектронной аппаратуры и может применяться при проектировании малогабаритных изделий, состоящих из двух и более печатных плат, требующих соединения электрических цепей между собой.The invention relates to the design of radio-electronic equipment and can be used in the design of small-sized products consisting of two or more printed circuit boards that require connecting electrical circuits to each other.

Известна многослойная и многофункциональная печатная плата (US 2002070835 A1, опубл. 11.12.2000), состоящая из нескольких печатных плат, каждая из которых имеет четыре или шесть слоев и включает одну обмотку. Один набор обмоток выполнен в виде катушки индуктивности, а второй набор обмоток выполнен в виде трансформатора. Печатные платы уложены со смещением таким образом, чтобы штыри, соединяющие один набор обмоток на печатной плате или печатных платах с главной печатной платой, не проникали в печатную плату или печатные платы, включая другой набор обмоток.A multilayer and multifunctional printed circuit board is known (US 2002070835 A1, published 11.12.2000), consisting of several printed circuit boards, each of which has four or six layers and includes one winding. One set of windings is made in the form of an inductor, and the second set of windings is made in the form of a transformer. The printed circuit boards are laid with an offset so that the pins connecting one set of windings on the printed circuit board or printed circuit boards to the main printed circuit board do not penetrate the printed circuit board or printed circuit boards, including another set of windings.

Недостатком данного устройства является необходимость использования для соединения печатных плат сторонних деталей (соединительных штырей, поз. 506, 507 и 515), не принимающих участие в работе устройства, что уменьшает надежность и увеличивает массогабаритные размеры изделия (площадь и объем).The disadvantage of this device is the need to use third-party parts (connecting pins, pos. 506, 507 and 515) to connect printed circuit boards, which do not participate in the operation of the device, which reduces reliability and increases the overall dimensions of the product (area and volume).

Наиболее близким к предложенному решению является модуль для двустороннего монтажа компонентов на плате (RU 2033710 C1, опубл 20.04.1995), состоящий из двух многослойных керамических плат с односторонним монтажом, электрически соединенных между собой, обе платы устанавливаются на общее основание, выполненное со сквозными прорезями для электрического соединения плат и служащее одновременно теплоотводом, на его противоположных поверхностях зеркально одна относительно другой, причем каждая из плат имеет встроенный нагреватель устройство.The closest to the proposed solution is a module for double-sided mounting of components on a board (RU 2033710 C1, published 20.04.1995), consisting of two multilayer ceramic boards with single-sided mounting, electrically connected to each other, both boards are installed on a common base made with through slots for electrical connection of the boards and simultaneously serving as a heat sink, on its opposite surfaces mirrored relative to each other, and each of the boards has a built-in heating device.

Недостатком данного устройства является использование для соединения сторонних деталей (общее основание, поз. 5), не принимающих участие в работе устройства, что уменьшает надежность и увеличивает массогабаритные размеры изделия (площадь и объем). Также данное техническое решение не предполагает двусторонний монтаж компонентов на керамическую плату (только односторонний монтаж).The disadvantage of this device is the use of third-party parts (common base, pos. 5) for connection, which do not participate in the operation of the device, which reduces reliability and increases the mass and dimensions of the product (area and volume). Also, this technical solution does not provide for double-sided mounting of components on a ceramic board (only single-sided mounting).

Технический результат заключается в создании надежного, низкоомного и не приводящего к увеличению массы и габаритов конечного устройства соединения электрических цепей печатных плат (улучшения массогабаритных характеристик устройства) через элементы схемы устройства с возможностью двустороннего монтажа компонентов на печатную плату.The technical result consists in creating a reliable, low-resistance connection of electrical circuits of printed circuit boards that does not increase the mass and dimensions of the final device (improving the mass and dimensions of the device) through elements of the device circuit with the possibility of double-sided mounting of components on the printed circuit board.

Соединение электрических цепей печатных плат через элементы схемы устройства, включающая в себя печатные платы и элементы соединения, отличающаяся тем, что соединение обеспечивается по меньшей мере между двумя печатными платами с установленными между ними элементами соединения, причем в качестве элементов соединения выступают smd-компоненты схемы с паяемой поверхностью на двух противоположных сторонах элемента.A connection of electrical circuits of printed circuit boards through elements of a device circuit, including printed circuit boards and connection elements, characterized in that the connection is provided between at least two printed circuit boards with connection elements installed between them, wherein the connection elements are SMD components of the circuit with a solderable surface on two opposite sides of the element.

При этом соединение элементов соединения с электрическими цепями печатных плат может осуществляется как при помощи пайки так и при помощи токопроводящего клея.In this case, the connection of connection elements with electrical circuits of printed circuit boards can be carried out either by soldering or by using conductive glue.

Сущность предлагаемого изобретения поясняется чертежами, где на фиг. 1 показан пример соединения печатных плат с помощью элементов схемы устройства, в частности конденсаторов.The essence of the proposed invention is explained by drawings, where Fig. 1 shows an example of connecting printed circuit boards using elements of the device circuit, in particular capacitors.

На фиг. 1 приняты следующие обозначения:In Fig. 1 the following designations are used:

1 - печатная плата;1 - printed circuit board;

2 - элементы схемы (элементы соединения);2 - circuit elements (connection elements);

3 - открытые участки контактных площадок;3 - open areas of contact pads;

4 - переходные отверстия;4 - vias;

I - первая пара соединения печатных плат;I - the first pair of printed circuit board connections;

II - вторая пара соединения печатных плат;II - the second pair of printed circuit board connections;

N - n-ая пара соединения печатных плат.N - n-th pair of printed circuit board connections.

Конструкция, изображенная на фиг. 1, представляет собой печатную плату 1, выполненную на стеклотекстолитовой, керамической или металлической основах на открытые участки контактных площадок 3 которой наносится паяльная паста, состав паяльной пасты может быть выбран абсолютно любой (например, Sn63Pb37 или SAC305), при условии выбора оптимального термопрофиля и среды оплавления. Паяльная паста наносится с помощью трафаретной печати или каплеструйно. Далее, на вскрытые от паяльной маски контактные площадки устанавливаются элементы схемы 2 устройства. В качестве элементов схемы могут выступать все smd-компоненты (surface mounted device, с англ. - устройство для поверхностного монтажа или поверхностно-монтируемые компоненты), которые имеют паяемую поверхность на двух противоположных сторонах тела (например ЧИП конденсаторы, ЧИП резисторы, ЧИП индуктивности и другие), связанные между собой электрически.The design shown in Fig. 1 is a printed circuit board 1 made on a glass-textolite, ceramic or metal base, on the open sections of the contact pads 3 of which solder paste is applied, the composition of the solder paste can be absolutely any (for example, Sn63Pb37 or SAC305), subject to the selection of the optimal thermal profile and reflow environment. Solder paste is applied using screen printing or drop inkjet. Then, the elements of the circuit 2 of the device are installed on the contact pads exposed from the solder mask. All smd components (surface mounted device, from English - device for surface mounting or surface-mounted components), which have a soldered surface on two opposite sides of the body (for example, CHIP capacitors, CHIP resistors, CHIP inductors and others), electrically connected to each other, can act as circuit elements.

Установка элементов схемы 2 производится автоматизировано с помощью современной аппаратуры (например, автоматизированных установщиков компонентов поверхностного монтажа), допускается установка ручным способом. Данное решение предоставляет возможность монтажа компонентов с двух сторон. Далее на верхние площадки элементов схемы 2 устройства дозируется паяльная паста с помощью установки дозирования. Рассчитывается оптимальная доза и производится контроль повторяемости нанесенной дозы. Затем, так же с помощью автоматизированного установщика или ручным способом, устанавливается вторая печатная плата, которая имеет ответные открытые участки контактных площадок 3, вскрытие от паяльной маски и имеющие паяемое финишное покрытие, для организации паянного соединения. Допускается вместо паяного соединения использовать соединение при помощи токопроводящего клея (например, ТТК, ЭКТ-9С или ОТКз). Далее вся конструкция проходит этап оплавления, на котором открытые участки контактных площадок 3, оплавляются и обеспечивают надежное паянное соединение с печатными платами, тем самым соединяя электрические цепи между собой, образуя пару соединения печатных плат I. Данная процедура сборки может повторяться N-ое количество раз, в пределах технологических возможностей.The installation of the circuit elements 2 is performed automatically using modern equipment (e.g., automated surface mount component installers), manual installation is also allowed. This solution provides the ability to install components from both sides. Then, solder paste is dosed onto the upper pads of the circuit elements 2 of the device using a dosing unit. The optimal dose is calculated and the repeatability of the applied dose is controlled. Then, also using an automated installer or manually, the second printed circuit board is installed, which has mating open areas of the contact pads 3, opening from the solder mask and having a solderable finish coating, to organize a soldered connection. Instead of a soldered connection, it is allowed to use a connection using conductive glue (e.g., TTK, EKT-9S or OTKz). Next, the entire structure goes through a melting stage, where the open areas of the contact pads 3 are melted and provide a reliable soldered connection with the printed circuit boards, thereby connecting the electrical circuits to each other, forming a pair of printed circuit board connections I. This assembly procedure can be repeated N times, within the limits of technological capabilities.

В статическом состоянии данное решение представляет собой жестко соединенные между собой печатные платы и элементы схемы устройства с помощью паяльной пасты. Данное соединение обеспечивает надежное соединение при механических воздействиях на данные участки. Надежность сопоставима с классическим паянным соединением компонента поверхностного монтажа с печатной платой. За счет малого допуска на изготовление медного рисунка печатной платы (порядка ±50 мкм) достигается точное позиционирование печатных плат 1 относительно друг друга, что позволяет использовать данное решение в задачах с требованиями повышенной точности.In a static state, this solution is a rigidly connected printed circuit board and circuit elements of the device using solder paste. This connection ensures a reliable connection under mechanical impacts on these areas. Reliability is comparable to the classic soldered connection of a surface-mount component to a printed circuit board. Due to the small tolerance for the manufacture of the copper pattern of the printed circuit board (about ±50 μm), precise positioning of printed circuit boards 1 relative to each other is achieved, which allows using this solution in tasks with high-precision requirements.

В рабочем состоянии, данное решение обеспечивает надежное электрическое соединение между элементами схемы 2 устройства и соединяемыми печатными платами 1. Путь движения тока представляет собой движение через медные участи печатной платы 1 до элементов схемы 2 он же элемент соединения, далее ток протекает через элемент соединения 2. При прохождении через элемент соединения 2 сигнал может меняется, так как элемент может обладать определенными электрическими характеристиками, далее сигнал попадает через переходные отверстия 4 в печатной плате 1 к следующему элементу схемы или элементу соединения 2. Переходы могут осуществляться N-oe количество раз, в соответствии с количеством пар соединенных печатных плат 1 в зависимости от требований и поставленной задачи.In working condition, this solution provides reliable electrical connection between elements of circuit 2 of the device and connected printed circuit boards 1. The current flow path is movement through copper parts of printed circuit board 1 to elements of circuit 2, also known as connection element, then current flows through connection element 2. When passing through connection element 2, the signal can change, since the element can have certain electrical characteristics, then the signal gets through vias 4 in printed circuit board 1 to the next element of circuit or connection element 2. Transitions can be performed N-th number of times, in accordance with the number of pairs of connected printed circuit boards 1, depending on the requirements and the task.

Примером использования соединения печатных плат через элементы схемы устройства служит его использование в преобразователях напряжения понижающего типа (далее - преобразователи). В частности, в преобразователях до 50 Вт применяются соединения печатных плат, состоящие из 3 пар печатных плат, соединенных между собой пайкой через конденсаторы.An example of using the connection of printed circuit boards through the elements of the device circuit is its use in step-down voltage converters (hereinafter referred to as converters). In particular, in converters up to 50 W, printed circuit board connections are used, consisting of 3 pairs of printed circuit boards connected to each other by soldering through capacitors.

Claims (2)

1. Соединение электрических цепей печатных плат через элементы схемы устройства, включающее в себя печатные платы и элементы соединения, отличающееся тем, что соединение обеспечивается по меньшей мере между двумя печатными платами с установленными между ними элементами соединения, причем в качестве элементов соединения выступают smd-компоненты схемы устройства с паяемой поверхностью на двух противоположных сторонах элемента.1. A connection of electrical circuits of printed circuit boards through elements of a device circuit, including printed circuit boards and connection elements, characterized in that the connection is provided between at least two printed circuit boards with connection elements installed between them, wherein the connection elements are SMD components of the device circuit with a solderable surface on two opposite sides of the element. 2. Соединение электрических цепей печатных плат через элементы схемы устройства по п. 1, отличающееся тем, что соединение элементов соединения с электрическими цепями печатных плат осуществляется при помощи токопроводящего клея.2. Connecting electrical circuits of printed circuit boards through elements of the circuit of the device according to paragraph 1, characterized in that the connection of the connecting elements with the electrical circuits of printed circuit boards is carried out using conductive glue.
RU2023112534A 2023-05-12 Connection of electric circuits of printed circuit boards through elements of device circuit RU2824175C1 (en)

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2824175C1 true RU2824175C1 (en) 2024-08-06

Family

ID=

Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2033710C1 (en) * 1991-10-25 1995-04-20 Научно-исследовательский институт "Научный центр" Module for two-side assembly of components on printed circuit board
CN1665374A (en) * 2004-03-01 2005-09-07 上海迪比特实业有限公司 A method for assembling module and mainboard
CN108307583A (en) * 2017-09-18 2018-07-20 潘尚法 A kind of lamp bar and lamp bar screen of double PCB folders weldering LED
WO2018188918A1 (en) * 2017-04-10 2018-10-18 BSH Hausgeräte GmbH Printed circuit board assembly and method for producing a printed circuit board assembly
RU2702705C1 (en) * 2019-03-01 2019-10-09 Российская Федерация, от имени которой выступает ФОНД ПЕРСПЕКТИВНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ Multichip module
DE102018215534A1 (en) * 2018-09-12 2020-03-12 Siemens Aktiengesellschaft PCB arrangement with an SMD connection contour
US11024567B2 (en) * 2015-11-26 2021-06-01 Siyang Grande Electronics Co., Ltd. SMD diode taking a runner as body and manufacturing method thereof
WO2022060654A1 (en) * 2020-09-15 2022-03-24 Jabil Inc. Method and apparatus for stacking printed circuit board assemblies with single reflow
RU2787543C2 (en) * 2018-07-30 2023-01-10 Сикпа Холдинг Са Multichip module (mcm) assembly

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2033710C1 (en) * 1991-10-25 1995-04-20 Научно-исследовательский институт "Научный центр" Module for two-side assembly of components on printed circuit board
CN1665374A (en) * 2004-03-01 2005-09-07 上海迪比特实业有限公司 A method for assembling module and mainboard
US11024567B2 (en) * 2015-11-26 2021-06-01 Siyang Grande Electronics Co., Ltd. SMD diode taking a runner as body and manufacturing method thereof
WO2018188918A1 (en) * 2017-04-10 2018-10-18 BSH Hausgeräte GmbH Printed circuit board assembly and method for producing a printed circuit board assembly
CN108307583A (en) * 2017-09-18 2018-07-20 潘尚法 A kind of lamp bar and lamp bar screen of double PCB folders weldering LED
RU2787543C2 (en) * 2018-07-30 2023-01-10 Сикпа Холдинг Са Multichip module (mcm) assembly
DE102018215534A1 (en) * 2018-09-12 2020-03-12 Siemens Aktiengesellschaft PCB arrangement with an SMD connection contour
RU2702705C1 (en) * 2019-03-01 2019-10-09 Российская Федерация, от имени которой выступает ФОНД ПЕРСПЕКТИВНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ Multichip module
WO2022060654A1 (en) * 2020-09-15 2022-03-24 Jabil Inc. Method and apparatus for stacking printed circuit board assemblies with single reflow

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US20150373886A1 (en) Integral heater assembly and method for host board of electronic package assembly
US7566835B2 (en) Multilayer printed wiring board and component mounting method thereof
US8338715B2 (en) PCB with soldering pad projections forming fillet solder joints and method of production thereof
EP0947125B1 (en) Method of making a printed circuit board having a tin/lead coating
JPS594873B2 (en) printed wiring board
CN1247689A (en) Printed circuit assembly
CN101563962B (en) Printed substrate capable of flowing extremely strong current and corresponding manufacturing method
US20110308847A1 (en) Method for high-temperature circuit board assembly
RU2824175C1 (en) Connection of electric circuits of printed circuit boards through elements of device circuit
US5438749A (en) Method of making a flex circuit interconnect for a microprocessor emulator and a method of testing
JP2020057708A (en) Electronic component mounting method for printed circuit board and combination of printed circuit board and metal mask
KR100353231B1 (en) Printed-Wiring Board Manufacturing Method, the Printed-Wiring Board, and Double-sided Pattern Conducting Component Used Therein
JPH07201634A (en) Ceramic chip device
US20040238205A1 (en) Printed circuit board with controlled solder shunts
CN118042733A (en) Electronic assembly method, circuit board assembly and communication equipment
JP4381248B2 (en) Electrode terminal fixing structure and fixing method thereof
Design Assembly
US20060049238A1 (en) Solderable structures and methods for soldering
US20210092845A1 (en) Connecting circuit boards using functional components
CA2200122C (en) Uni-pad surface mount component package
JP3012948U (en) BGA electronic parts
GB2378042A (en) Fixing mechanical parts to PCBs
JP2562797Y2 (en) Wiring board
EP2134146A1 (en) Printed circuit board assembly and a method of assembling thereof
JPH03229486A (en) Printed wiring board