Metode industriale de realizare a cablajelor imprimate

METODE INDUSTRIALE DE REALIZARE A CABLAJELOR IMPRIMATE

Utilizarea cablajelor imprimate constituie actualmente solutia constructiva cea mai performanta si mai raspandita de interconectare a componentelor in circuitele electronice, in montaje, in aparatura si echipamentele electronice. Folosite pentru prima oara in 1945 (in aparatura militara) cablajele imprimate au inlocuit, treptat si pretutindeni, vechile cablaje "spatiale" (conventionale), introducand modificari importante in constructia si tehnologia echipamentelor electronice atat profesionale cat si de larg consum.

Principalele avantaje ale cablajelor imprimate sunt:

realizeaza o mare densitate de montare a componentelor permitand reducerea volumului si a greutatii, deci miniatura aparatelor electrice;

asigura pozitionarea precisa si fixa a componentelor si a interconexiunilor acestora in circuite;

asigura o rezistenta superioara a echipamentelor electronice (din care face parte) la solicitari mecanice, termice si climatice;

simplifica si reduc durata operatiilor de montaj, facilitand automatizarea acestora, reducand posibilitatea de montare eronata si asigura un grad inalt de reproductibilitate;

1. realizarea cablajelor IMPRIMATE

PRIN METODE DE CORODARE

In prezent, cablajele imprimate, se realizeaza aproape exclusiv prin metode de corodare, transpunerea desenului realizandu-se fie prin metoda fotografica, fie prin metoda serigrafica.

Orice proces tehnologic de realizare a cablajelor imprimate prin metode de corodare are urmatoarele etape principale:

realizarea desenului pe cablaj (la o scara marita) pe hartie speciala - traseele conductoarelor imprimate se deseneaza cu tus negru obtinandu-se astfel originalul desenului cablajului imprimat (fotooriginalul);

realizarea filmului fotografic prin fotografierea fotooriginalului pe un film de mare contrast, cu reducere corespunzatoare a formatului astfel incat negativul foto obtinut sa rezulte in marime naturala;

transpunerea imaginii cablajului de pe filmul fotografic pe suportul placat cu cupru;

efectuarea unor prelucrari mecanice adecvate (dupa realizarea corodarii: gaurire, taiere) urmata de realizarea unei acoperiri de protectie;

2. realizarea cablajelor IMPRIMATE

PRIN METODA FOTOGRAFICA

Aceasta metoda permite obtinerea unor rezolutii si precizii maxime, deci a unor trasee fine de cablaj, dar are dezavantajul productivitatii scazute si este costisitoare. In consecinta, se utilizeaza cu precadere in productia de serie mica si de unicate. Intr-o prima faza dupa spalarea si degresarea prealabila a foliei de cupru, aceasta se acopera cu un strat fotosensibil de FOTOREZIST.

In faza urmatoare se expune stratul de fotorezist la lumina prin intermediul fotosablonului transferandu-se astfel configuratia circuitului imprimat de realizat pe folie de cupru. Dupa developare si fixare fotografica, anumite zone din fotorezist devin insolubile iar celelalte pot fi dizolvate si indepartate cu ajutorul unui solvent special. Astfel, la fotorezistul negativ, portiunile expuse la lumina se polimerizeaza si devin insolubile, spre diferenta de fotorezistul pozitiv la care zonele neexpuse luminii devin insolubile.

Se obtine astfel, in primul caz o acoperire a foliei de cupru cu fotorezist, doar in zonele corespunzatoare portiunilor transparente ale fotosablonului. Stratul ramas se fixeaza pentru a-i mari rezistenta la reactivul de corodare. Urmeaza conform ultimelor doua etape prezentate mai sus faza de prelucrare a foliei de cupru. Cea mai importanta etapa consta in corodare (specifica metodelor substractive) implicand introducerea semifabricatului placat intr-o cuva (de dimensiuni adecvate) cu clorura ferica.

Au loc reactii chimice determinand corodarea si indepartarea foliei de cupru numai in zonele neacoperite cu stratul protector de fotorezist, corespunzand, in cazul forezistului negativ zonelor neexpuse la lumina (deci portiunilor opace ale fotosablonului).

Corodarea poate dura pana la cateva zeci de minute si se considera incheiata atunci cand in zonele neacoperite de fotorezist apare suportul electroizolant al semifabricatului.

Dupa corodare se realizeaza succesiv:

indepartarea stratului protector de fotorezist depus pe traseele circuitului imprimat;

debitarea (decuparea) placii la dimensiunile finale;

efectuarea gaurilor necesare montarii componentelor pe placa si a placii in aparat;

debavurarea muchiilor placii si a gaurilor;

curatarea (cu apa calda si spirt);

lacuirea in scopul asigurarii protectiei anticoroziune si al facilitarii efectuarii lipirilor cu cositor;

Se obtine astfel un produs finit - placa sau cablaj imprimat (sau circuite imprimate) - pe care urmeaza sa se monteze (prin plantare si lipire) toate componentele pasive si active prevazute.

realizarea cablajelor IMPRIMATE

PRIN METODA SERIGRAFICA

Transpunerea imaginii cablajului imprimat de pe filmul fotografic (fotosablon) pe semifabricatul placat se poate efectua si prin metoda serigrafica (serigrafie). Desi aceasta metoda realizeaza unii parametri calitativi inferiori celor obtinuti prin metoda fotografica, ea este larg utilizata in productia industriala de mare serie a cablajelor imprimate, intrucat asigura obtinerea unei productivitati maxime si a unui pret de cost mai redus, permitand totodata automatizarea totala a procesului tehnologic respectiv. In acest caz, configuratia cablajului imprimat de realizat este protejata contra corodarii prin aplicarea unui strat de vopsea sau cerneala serigrafica speciala, cu ajutorul unei "site serigrafice" specifice.

Aceasta sita (sau sablon) este de regula "o panza" cu ochiuri foarte fine si bine intinsa pe o rama dreptunghiulara avand dimensiunile mai mari decat cele ale placii cu cablaj imprimat. Realizarea sitei serigrafice implica obturarea anumitor ochiuri in scopul transpunerii imaginii alb-negru de pe filmul fotografic intr-o imagine cu ochiuri obturate, respectiv libere, pe sita. In acest scop, pe sita noua (avand toate ochiurile libere) se aplica mai intai un strat fotosensibil de fotorezist care este expus la lumina prin intermediul fotosablonului pozitiv (continand configuratia cablajului imprimat). ). In ochiurile iluminate, fotorezistul polimerizeaza si se intareste fixandu-se pe sita si obturandu-si ochiurile, in timp ce in zonele neluminate fotorezistul poate fi indepartat (prin spalare cu apa calda) permitand reaparitia ochiurilor libere. Astfel, sita devine un "negativ" continand imaginea cablajului imprimat.

In etapa urmatoare, se transpune (imprima) aceasta imagine pe folia de cupru a semifabricatului placat. Pentru aceasta, se pune sita in contact direct cu folia, iar pe cealalta suprafata a sitei se aplica vopsea sau cerneala serigrafica prin intindere - pe intreaga suprafata a sitei - cu ajutorul unui spaclu special.

Trasand cu acest spaclu, cerneala serigrafica va patrunde prin ochiurile ramase libere ale sitei, imprimandu-se pe folia de cupru - zona ochiurilor obturate ramanand neacoperita cu cerneala.

Astfel se obtine pe folia de cupru o imagine "pozitiva" si in relief a cablajului imprimat, realizata cu ajutorul vopselei sau cernelei serigrafice. Dupa uscarea acesteia se realizeaza corodarea si celelalte operatii indicate la metoda fotografica. In productia de serie-conform metodei serigrafice-a cablajelor imprimate, se utilizeaza masini specializate, manuale, semiautomate sau automate.